關(guān)于靜電屏蔽的原理及應用精107.03.2023第1頁，共20頁，2023年，2月20日，星期日07.03.20232靜電屏蔽的研究問題的提出什么是靜電屏蔽靜電屏蔽的總結(jié)靜電屏蔽的應用謝謝觀看第2頁，共20頁，2023年，2月20日，星期日07.03.20233

問題的提出1為什么把鳥放入一個用金屬網(wǎng)制成的鳥籠中，再把鳥籠放入高壓電場中，鳥會安然無恙呢？2為什么坦克敢闖高壓電網(wǎng)，難道坦克兵不怕觸電嗎？

第3頁，共20頁，2023年，2月20日，星期日07.03.20234現(xiàn)象

下圖為一處于靜電屏蔽狀態(tài)的鳥籠第4頁，共20頁，2023年，2月20日，星期日07.03.20235什么是靜電屏蔽一．靜電感應現(xiàn)象：

放入電場中的導體，其內(nèi)部的自由電子在電場力的作用下向電場的反方向作定向移動，致使導體的兩端分別出現(xiàn)等量的正、負電荷。這種現(xiàn)象叫靜電感應現(xiàn)象。

二．靜電平衡狀態(tài)

：導體中(包括表面)沒有電荷定向移動的狀態(tài)叫做靜電平衡狀態(tài)。

處于靜電平衡狀態(tài)導體的性質(zhì)(1)導體內(nèi)部的場強處處為零。(2)導體表面上任何一點的場強方向跟該點的表面垂直。(3)導體所帶的凈電荷只分布在導體的外表面上，導體內(nèi)部沒有凈電荷。(4)處于靜電平衡狀態(tài)的導體是等勢體，導體表面是等勢面。第5頁，共20頁，2023年，2月20日，星期日07.03.20236三、靜電屏蔽腔內(nèi)q與內(nèi)表面的感應電荷-q,對外部場的貢獻恒為零?！诙惪涨混o電屏蔽。若第二類空腔導體接地時，外表面上的感應電荷被大地電荷中和，所以不帶電荷。金屬空腔是零等勢體。若第二類空腔導體接地，且腔外有帶電體時，外表面上的感應電荷被大地電荷部分中和，所帶電荷的多少必須保證腔內(nèi)、腔內(nèi)表面、腔外表面以及腔外電荷在導體內(nèi)產(chǎn)生的場強為零，即滿足靜電平衡條件。金屬空腔是零電位。U=0U=0+q–qQ+q’第6頁，共20頁，2023年，2月20日，星期日07.03.20237當?shù)诙惪涨粚w接地時金屬空腔是零等勢體，由靜電場邊值問題的唯一性定理可以證明：此時殼內(nèi)的任何電場都不影響外界，也不受外界影響。例如高壓設備都用金屬導體殼接地做保護，它起靜電屏蔽作用，內(nèi)外互不影響。外界不影響內(nèi)部不影響外界U=0q–qU=0Q+q’殼內(nèi)外場互不影響第7頁，共20頁，2023年，2月20日，星期日07.03.20238空腔導體殼接地與否，外界均對殼內(nèi)電場無任何影響，外界不影響內(nèi)部例如在電子儀器、或傳輸微弱信號的導線中都常用金屬殼或金屬網(wǎng)作靜電屏蔽。外界不影響內(nèi)部U=C1U=C1腔外表面的電荷分布不影響腔內(nèi)電場分布但是腔內(nèi)有無電荷對腔外有不同的影響。綜述：空腔導體(無論接地與否)將使腔內(nèi)空間不受外電場的影響，而接地空腔導體將使外部空間不受空腔內(nèi)的電場的影響～空腔導體的靜電屏蔽原理第8頁，共20頁，2023年，2月20日，星期日07.03.20239靜電屏蔽的進一步演示1

屏蔽外電場外電場

空腔導體可以屏蔽外電場,使空腔內(nèi)物體不受外電場影響.這時,整個空腔導體和腔內(nèi)的電勢也必處處相等.空腔導體屏蔽外電場第9頁，共20頁，2023年，2月20日，星期日07.03.202310

接地空腔導體將使外部空間不受空腔內(nèi)的電場影響.

問：空間各部分的電場強度如何分布？接地導體電勢為零2

屏蔽腔內(nèi)電場++++++++第10頁，共20頁，2023年，2月20日，星期日07.03.202311對靜電屏蔽的總結(jié)理論基礎在靜電平蘅狀態(tài)下，不論是空心導體還是實心導體，不論導體本身帶電多少，或者導體是否處于外電場中，必定為等勢體，其內(nèi)部場強為零。下面我們以封閉導體內(nèi)的電場為例對靜電屏蔽做一討論。第11頁，共20頁，2023年，2月20日，星期日07.03.202312封閉導體內(nèi)部電場不受殼外電荷或電場影響如殼內(nèi)無帶電體而殼外有電荷q,則靜電感應使殼外壁帶電。靜電平衡時殼內(nèi)無電場。這不是說殼外電荷不在殼內(nèi)產(chǎn)生電場，是由于殼外壁感應出異號電荷，它們與q在荷內(nèi)空間任一點激發(fā)的合場強為零。因而導體荷內(nèi)部不會受到荷外電荷q或其他電場的影響。第12頁，共20頁，2023年，2月20日，星期日07.03.202313接地封閉導體殼外部電場不受殼內(nèi)電荷的影響如果殼內(nèi)空腔有電殼q,因為靜電感應，殼內(nèi)部帶有等量異號電荷，殼外部帶有等量同號電荷，殼外空間有電場存在，此電場可以說說是由殼內(nèi)電荷q間接產(chǎn)生.也可以說是由殼外感應電荷直接產(chǎn)生的.但如果將外殼接地,則殼外電荷將消失,殼內(nèi)電荷q與內(nèi)部感應電荷在殼外產(chǎn)生電場為零.可見如果要使殼內(nèi)電荷對殼外電場無影響,必須將外殼接地.第13頁，共20頁，2023年，2月20日，星期日07.03.202314靜電屏蔽的應用高壓帶電作業(yè)（500千伏帶電作業(yè)用的屏蔽服）很多電子儀器，比如示波器的接線都是這樣的屏蔽線汽車外的天線有線電視信號線，外面就有一層金屬絲，就為了靜電屏蔽，使信號不受干擾

在服務區(qū)怕被人打手機，又不能關(guān)機，找個金屬盒子裝進去，就變成了“您撥打的用戶不在服務區(qū)”

第14頁，共20頁，2023年，2月20日，星期日07.03.202315有關(guān)靜電屏蔽的流程圖自由電子靜電感應靜電場靜電屏蔽外電場E定向移動合場強減弱感應電場導體內(nèi)部E=0第15頁，共20頁，2023年，2月20日，星期日07.03.202316+++++++++一靜電感應靜電平衡條件感應電荷

靜電場中的導體第16頁，共20頁，2023年，2月20日，星期日07.03.202317++++++++導體內(nèi)電場強度外電場強度感應電荷電場強度第17頁，共20頁，2023年，2月20日，星期日07.03.202318++++++導體是等勢體靜電平衡條件（1）導體內(nèi)部任何一點處的電場強度為零；（2）導體表面處的電場強度的方向,都與導體表面垂直.