导航:首页 > 仪器仪表 > 电学仪器外的金属壳有什么用

电学仪器外的金属壳有什么用

发布时间:2025-07-01 10:28:30

❶ 关于静电屏蔽的经典例题

一个匀强电场 场强为E 放入导体后 导体左端感应负电荷,右端感应正电荷,内部场强为零,但是原电场的场强受没受到影响理想情况下,假设导体的两个面都是无穷大,且垂直于场强方向,正如你图中所画的那样,左面感应负电荷,右面感应等量正电荷,电荷在这两个表面上都是均匀分布的,则这两个感应电荷面产生的场强在空间叠加,结果是在导体内产生于外场方向相反的感应电场,两者抵消,到体内场强为零,而导体外部感应场强叠加的结果正好为零,不影响原电场分布。两个导体面感应电荷产生的场强在空间的分布及叠加示意图

❷ 屏蔽内电场的应用有哪些

一、什么是静电屏蔽现象
处于静电平衡状态的导体,内部电场强度处处为零。

空腔导体(不论是否接地)的内部空间不受外电荷和电场的影响;接地的空腔导体,腔外空间不受腔内电荷和电场影响,这种现象称为静电屏蔽。
静电屏蔽分为外屏蔽和全屏蔽。
空腔导体在外电场中处于静电平衡,其内部的场强总等于零。因此外电场不可能对其内部空间发生任何影响。
若空腔导体接地时,外表面上的感应电荷被大地电荷中和,所以不带电荷。金属空腔是零等势体。
若空腔导体接地,且腔外有带电体时,外表面上的感应电荷被大地电荷部分中和,所带电荷的多少必须保证腔内、腔内表面、腔外表面以及腔外电荷在导体内产生的场强为零,即满足静电平衡条件。金属空腔是零电位。
当空腔导体接地时金属空腔是零等势体,由静电场边值问题的唯一性定理可以证明:此时壳内的任何电场都不影响外界,也不受外界影响。
二、静电屏蔽的应用
屏蔽使金属导体壳内的仪器或工作环境不受外部电场影响,也不对外部电场产生影响。
在军事或工业上,有些电子器件或测量设备为了免除干扰,都要实行静电屏蔽,例如军用电子仪器设备外面的金属罩,用来防止外界电场干扰的屏蔽措施。军事通讯电缆外面包的铅皮,或在外面包一层金属丝,就为了静电屏蔽的效果,使信号不受干扰等等,又如军事设施中的室内高压设备罩上接地的金属罩或较密的金属网罩,电子管用金属管壳。又如在军事上广泛应用的,作全波整流或桥式整流的电源变压器,在初级绕组和次级绕组之间包上金属薄片或绕上一层漆包线并使之接地,达到屏蔽作用。在对军事设备进行高压带电作业中,操作、维修人员穿上用金属丝或导电纤维织成的均压服,可以对人体起屏蔽保护作用。
又如在军事工程或设施上安装的屏蔽装置:如果需要屏蔽的区域较大,还可采用金属屏蔽网,也有良好的屏蔽效果。在军用电子仪器中,为了免受静电干扰,常利用接地的仪器金属外壳作屏蔽装置。电测量仪器中的某些联接线的导线绝缘外面包有一层金属丝网做为屏蔽。
屏蔽产品:近年来又兴起了一种防静电屏蔽袋。这种防静电屏蔽袋以透明度好、抗撕度弱、手感比较硬的APET/CPP(半镀铝膜/聚丙烯流延薄膜)或者热封性好、撕裂度好、拉力强、手感比较软的APET/CPE(半镀铝膜/聚乙烯薄膜)为材质,能有效隔离物品与外部静电场,防止袋内产生静电,保护物品不受静电危害。这种袋子一般用于保护PCB、LED等静电敏感元器件,可以最大程度的保护电敏感元器件免受潜在静电危害。

此外,一些如静电屏蔽检测表、静电屏蔽检测仪等电子产品,还有一些防静电服、防静电鞋子、防静电帽子等。
随着科技的进一步发展,静电屏蔽在各个方面的应用越来越广,所发挥的效用也会越来越大。

❸ 如何实现静电屏蔽

原理:如果将导体放在电场强度为E外的外电场中,导体内的自由电子在电场力的作用下,会逆电场方向运动。这样,导体的负电荷分布在一边,正电荷分布在另一边,这就是静电感应现象。由于导体内电荷的重新分布,这些电荷在与外电场相反的方向形成另一电场,电场强度为E内。根据场强叠加原理,导体内的电场强度等于E外和E内的叠加。当导体内部总电场强度为零时,导体内的自由电子不再移动。物理学中将导体中没有电荷移动的状态叫做静电平衡。处于静电平衡状态的导体,内部电场强度处处为零。由此可推知,处于静电平衡状态的导体,电荷只分布在导体的外表面上。如果这个导体是中空的,当它达到静电平衡时,内部也将没有电场。这样,导体的外壳就会对它的内部起到“保护”作用,使它的内部不受外部电场的影响,这种现象称为静电屏蔽。
应用:为防止外界的场 (包括电场、磁场 ,电磁场 )进入某个需要保护的区域 ,称为屏蔽 .屏蔽分为静电屏蔽、静磁屏蔽、电磁屏蔽是电磁学的三种不同分支.这三种屏蔽的根本目的则是依据不同的物理原理 ,利用屏蔽壳上由外场产生的感应效应来抵御外场的影响 ,从而为“保护区”设立了屏障 ,抑制了外界的干扰。在工程技术中,如果需要屏蔽的区域较大,还可采用金属屏蔽网,也有良好的屏蔽效果。在电子仪器中,为了免受静电干扰,常利用接地的仪器金属外壳作屏蔽装置。电测量仪器中的某些联接线的导线绝缘外面包有一层金属丝网做为屏蔽。某些用途的电源变压器中,常在初级绕组与次级绕组之间放置一不闭合的金属薄片作为屏蔽装置。

❹ 急急急 请问什么是静电屏蔽,请具体解释

静电屏蔽
为防止外界的场 (包括电场、磁场 ,电磁场 )进入某个需要保护的区域 ,称为屏蔽 .屏蔽分为静电屏蔽、静磁屏蔽、电磁屏蔽是电磁学的三种不同分支.这三种屏蔽的根本目的则是依据不同的物理原理 ,利用屏蔽壳上由外场产生的感应效应来抵御外场的影响 ,从而为“保护区”设立了屏障 ,抑制了外界的干扰。
静电屏蔽[1]:为了避免外界电场对仪器设备的影响,或者为了避免电器设备的电场对外界的影响,用一个空腔导体把外电场遮住,使其内部不受影响,也不使电器设备对外界产生影响,这就叫做静电屏蔽。空腔导体不接地的屏蔽为外屏蔽,空腔导体接地的屏蔽为全屏蔽。空腔导体在外电场中处于静电平衡,其内部的场强总等于零。因此外电场不可能对其内部空间发生任何影响。若空腔导体内有带电体,在静电平衡时,它的内表面将产生等量异号的感生电荷。如果外壳不接地则外表面会产生与内部带电体等量而同号的感应电荷,此时感应电荷的电场将对外界产生影响,这时空腔导体只能对外电场屏蔽,却不能屏蔽内部带电体对外界的影响,所以叫外屏蔽。如果外壳接地,即使内部有带电体存在,这时内表面感应的电荷与带电体所带的电荷的代数和为零,而外表面产生的感应电荷通过接地线流入大地。外界对壳内无法影响,内部带电体对外界的影响也随之而消除,所以这种屏蔽叫做全屏蔽。为了防止外界信号的干扰,静电屏蔽被广泛地应用科学技术工作中。例如电子仪器设备外面的金属罩,通讯电缆外面包的铅皮等等,都是用来防止外界电场干扰的屏蔽措施。
在静电平衡状态下,不论是空心导体还是实心导体;不论导体本身带电多少,或者导体是否处于外电场中,必定为等势体,其内部场强为零,这是静电屏蔽的理论基础。
因为封闭导体壳内的电场具有典型意义和实际意义,我们以封闭导体壳内的电场为例对静电屏蔽作一些讨论。
(一)封闭导体壳内部电场不受壳外电荷或电场影响。
如壳内无带电体而壳外有电荷q,则静电感应使壳外壁带电(如图1)。静电平衡时壳内无电场。这不是说壳外电荷不在壳内产生电场,根
发电场。由于壳外壁感应出异号电荷,它们与q在壳内空间任一点激发的合场强为零。因而导体壳内部不会受到壳外电荷q或其他电场的影响。壳外壁的感应电荷起了自动调节作用。
如果把上述空腔导体外壳接地(图2),则外壳上感应正电荷将沿接地线流入地下。静电平衡后空腔导体与大地等势,空腔内场强仍然为零。
如果空腔内有电荷,则空腔导体仍与地等势,导体内无电场。这时因空腔内壁有异号感应电荷,因此空腔内有电场(图3)。此电场由壳内电荷产生,壳外电荷对壳内电场仍无影响。
由以上讨论可知,封闭导体壳不论接地与否,内部电场不受壳外电荷影响。
(二)接地封闭导体壳外部电场不受壳内电荷的影响。
如果壳内空腔有电荷q,因为静电感应,壳内壁带有等量异号电荷,壳外壁带有等量同号电荷,壳外空间有电场存在(图4),此电场可以说是由壳内电荷q间接产生。也可以说是由壳外感应电荷直接产生的。
但如果将外壳接地,则壳外电荷将消失,壳内电荷q与内壁感应电荷在壳外产生电场为零(图5)。可见如果要使壳内电荷对壳外电场无影响,必须将外壳接地。这与第一种情况不同。
这里还须注意:①我们说接地将消除壳外电荷,但并不是说在任何情况壳外壁都一定不带电。假如壳外有带电体,则壳外壁仍可能带电,而不论壳内是否有电荷(图6)。
②实际应用中金属外壳不必严格完全封闭,用金属网罩代替金属壳体也可达到类似的静电屏蔽效果,虽然这种屏蔽并不是完全、彻底的。
③在静电平衡时,接地线中是无电荷流动的,但是如果被屏蔽的壳内的电荷随时间变化,或者是壳外附近带电体的电荷随时间而变化,就会使接地线中有电流。屏蔽罩也可能出现剩余电荷,这时屏蔽作用又将是不完全和不彻底的。
总之,封闭导体壳不论接地与否,内部电场不受壳外电荷与电场影响;接地封闭导体壳外电场不受壳内电荷的影响。这种现象,叫静电屏蔽。
静电屏蔽有两方面的意义,其一是实际意义:屏蔽使金属导体壳内的仪器或工作环境不受外部电场影响,也不对外部电场产生影响。有些电子器件或测量设备为了免除干扰,都要实行静电屏蔽,如室内高压设备罩上接地的金属罩或较密的金属网罩,电子管用金属管壳。又如作全波整流或桥式整流的电源变压器,在初级绕组和次级绕组之间包上金属薄片或绕上一层漆包线并使之接地,达到屏蔽作用。在高压带电作业中,工人穿上用金属丝或导电纤维织成的均压服,可以对人体起屏蔽保护作用。在静电实验中,因地球附近存在着大约100V/m的竖直电场。要排除这个电场对电子的作用,研究电子只在重力作用下的运动,则必须有eE<meg,可算出E<10-10V/m,这是一个几乎没有静电场的“静电真空”,这只有对抽成真空的空腔进行静电屏蔽才能实现。事实上,由一个封闭导体空腔实现的静电屏蔽是非常有效的。
其二是理论意义:间接验证库仑定律。高斯定理可以从库仑定律推导出来的,如果库仑定律中的平方反比指数不等于2就得不出高斯定理。反之,如果证明了高斯定理,就证明库仑定律的正确性。根据高斯定理,绝缘金属球壳内部的场强应为零,这也是静电屏蔽的结论。若用仪器对屏蔽壳内带电与否进行检测,根据测量结果进行分析就可判定高斯定理的正确性,也就验证了库仑定律的正确性。最近的实验结果是威廉斯等人于1971年完成的,指出在式
F=q1q2/r2±δ中,δ<(2.7±3.1)×10-16,
可见在现阶段所能达到的实验精度内,库仑定律的平方反比关系是严格成立的。从实际应用的观点看,我们可以认为它是正确的。
处于静电平衡状态的导体,内部的场强处处为零。把一个实心导体挖空,变成一个导体壳,壳内的场强仍处处为零。这样,导体壳就可以保护它所包围的区域,使这个区域不受外部电场的影响,这种现象叫做静电屏蔽。
在工程技术中,如果需要屏蔽的区域较大,还可采用金属屏蔽网,也有良好的屏蔽效果。在电子仪器中,为了免受静电干扰,常利用接地的仪器金属外壳作屏蔽装置。电测量仪器中的某些联接线的导线绝缘外面包有一层金属丝网做为屏蔽。某些用途的电源变压器中,常在初级绕组与次级绕组之间放置一不闭合的金属薄片作为屏蔽装置。

阅读全文

与电学仪器外的金属壳有什么用相关的资料

热点内容
燕秀工具箱文字怎么用 浏览:715
肉牛研发设备有哪些 浏览:710
医院做康复有哪些器材 浏览:920
渗透装置中小孔的作用 浏览:148
机械硬盘有系统怎么删除 浏览:59
大众凌渡仪表灯怎么常亮 浏览:361
咖啡厅音响设备多少钱 浏览:991
轿车轴承一般用什么牌子的好 浏览:954
氢气阀门更换填料 浏览:315
可穿戴辅助装置的设计 浏览:945
多用途电动工具支架 浏览:434
雨林木分dos工具箱硬盘分 浏览:408
新冰箱断电之后不制冷什么情况 浏览:118
自行车传动装置设计的论文 浏览:763
数字pcr仪器市场怎么样 浏览:537
悦动仪表异响维修要多少钱 浏览:806
电动车车把轴承换一个多少钱 浏览:361
线接好了为什么仪表盘还是没亮 浏览:499
汽车仪表盘温度显示多少度正常 浏览:504
变压吸附制氮装置设计 浏览:146