Blindage électrostatique
Blindage électrostatique: pour éviter l’influence du champ électrique externe sur l’équipement ou pour éviter l’influence du champ électrique de l’équipement électrique sur le monde extérieur, un cavité conductrice est utilisée pour recouvrir le champ électrique externe, de sorte que les équipements internes ne sont pas affectés et l'équipement électrique n'est pas externe à l'extérieur. L'effet s'appelle le blindage électrostatique.
Le blindage du conducteur de la cavité qui n'est pas mis à la terre est un blindage externe et le blindage de la terre du conducteur de la cavité est entièrement blindé. Le conducteur de la cavité est en équilibre électrostatique dans le champ électrique externe et son intensité de champ interne est toujours égale à zéro. Par conséquent, il est impossible que le champ électrique externe ait une influence sur son espace interne. S'il y a un corps chargé dans le conducteur de la cavité, sa surface interne produira une quantité égale de charge induite lorsqu'il sera équilibré électrostatiquement. Si le boîtier externe n'est pas mis à la terre, la surface externe générera la même quantité de charge induite que le corps chargé interne. A ce moment, le champ électrique de la charge électrique induite aura une influence sur le monde extérieur. À ce stade, le conducteur de cavité ne peut être protégé que du champ électrique externe, mais l'électrification interne ne peut pas être protégée. L'effet du corps sur le monde extérieur, appelé blindage externe. Si le boîtier est mis à la terre, même s'il y a un corps chargé à l'intérieur, la somme algébrique de la charge induite par la surface interne et de la charge du corps chargé est égale à zéro, et la charge induite générée par la surface externe s'écoule dans le sol via la ligne de terre. Le monde extérieur ne peut pas affecter l'intérieur de la coque et l'influence du corps chargé interne sur l'extérieur est également éliminée. Ce blindage est appelé blindage total. Afin de prévenir les interférences de signaux externes, le blindage électrostatique est largement utilisé dans les travaux scientifiques et techniques. Par exemple, le capot métallique à l'extérieur de l'équipement électronique, la gaine en plomb à l'extérieur du câble de communication, etc. constituent toutes des mesures de protection destinées à éviter les interférences de champs électriques externes.
À l’état d’équilibre électrostatique, qu’il s’agisse d’un conducteur creux ou d’un conducteur plein; quel que soit le niveau de charge du conducteur lui-même ou qu'il soit dans un champ électrique externe, il doit s'agir d'un corps équipotentiel dont l'intensité du champ interne est nulle, qui constitue la base théorique du blindage électrostatique.
Comme le champ électrique dans la gaine du conducteur fermé a une signification typique et pratique, nous discutons du blindage électrostatique en prenant comme exemple le champ électrique dans la gaine du conducteur fermé.
(1) Le champ électrique à l'intérieur de la gaine du conducteur fermé n'est pas affecté par la charge externe ou le champ électrique.
S'il n'y a pas de corps chargé dans la coque et s'il y a une charge q à l'extérieur de la coque, l'induction électrostatique provoque la charge de la paroi extérieure de la coque. Il n'y a pas de champ électrique dans la coque lorsque l'électricité statique est équilibrée. Cela ne veut pas dire que la charge externe ne génère pas de champ électrique dans la coque.
Le champ électrique Puisque la paroi externe de la coque induit une charge électrique différente, elles sont nulles, le champ résultant étant excité par q en un point quelconque de l'espace interne de la coque. Par conséquent, l'intérieur de la coque du conducteur n'est pas affecté par la charge externe q ou un autre champ électrique. La charge induite sur la paroi extérieure de la coque agit comme un ajustement automatique.
Si le boîtier du conducteur de cavité est mis à la terre, une charge positive sur le boîtier s'écoulera dans le sol le long du sol. Après l’équilibre électrostatique, le conducteur de la cavité et la terre sont égaux et l’intensité du champ dans la cavité est toujours nulle.
S'il y a une charge dans la cavité, le conducteur de la cavité est toujours équipotentiel au sol et il n'y a pas de champ électrique dans le conducteur. A ce moment, en raison de la charge inductive de la paroi interne de la cavité, il existe un champ électrique dans la cavité. Ce champ électrique est généré par la charge dans la coque et la charge à l'extérieur de la coque n'a toujours aucun effet sur le champ électrique dans la coque.
Il ressort de la discussion ci-dessus que le champ électrique interne n'est pas affecté par la charge externe de la coque du conducteur fermé, qu'il soit mis à la terre ou non.
(2) Le champ électrique externe de l'enveloppe du conducteur fermé mise à la terre n'est pas affecté par la charge à l'intérieur de l'enveloppe.
Si la cavité dans la coque a une charge q, en raison de l'induction électrostatique, la paroi interne de la coque a une charge électrique égale, la paroi externe de la coque a la même charge et le champ électrique existe dans l'espace extérieur de la coquille. On peut dire que ce champ électrique est indirectement chargé par la charge électrique dans la coque. produire. On peut aussi dire qu'il est directement généré par la charge induite à l'extérieur de la coque.
Cependant, si le boîtier est mis à la terre, la charge à l'extérieur du boîtier disparaîtra et la charge électrique dans le boîtier et la charge induite sur la paroi interne généreront un champ électrique à l'extérieur du boîtier (Fig. 5). On peut constater que si la charge dans la coque n'est pas affectée par le champ électrique à l'extérieur de la coque, la carcasse doit être mise à la terre. C'est différent du premier cas.
Notez également ici: 1 Nous disons que la mise à la terre éliminera la charge à l'extérieur de la coque, mais cela ne signifie pas que, dans tous les cas, la paroi externe de la coque ne doit pas être chargée. S'il y a un corps chargé à l'extérieur de la coque, la paroi extérieure de la coque peut toujours être chargée, que la coque soit ou non chargée (Figure 6).
2 Dans les applications pratiques, il n’est pas nécessaire que le boîtier en métal soit complètement fermé, et un couvercle en treillis métallique peut être utilisé à la place du boîtier en métal pour obtenir un effet de protection électrostatique similaire, bien que le blindage ne soit pas complètement et complètement.
3 En cas d’équilibre électrostatique, il n’ya pas de charge dans le fil de terre, mais si la charge dans la coque blindée change avec le temps, ou si la charge du corps chargé près de la coque externe change avec le temps, il y aura du courant dans le fil de terre. . Le bouclier peut également avoir une charge résiduelle et l'effet de blindage sera incomplet et incomplet.
En bref, que la coque du conducteur fermé soit mise à la terre ou non, le champ électrique interne n'est pas affecté par la charge externe et le champ électrique; le champ électrique à l'extérieur de la coque du conducteur fermé n'est pas affecté par la charge à l'intérieur de la coque. Ce phénomène s'appelle le blindage électrostatique.
Le blindage électrostatique a deux significations. La première est la signification pratique: le blindage rend l'instrument ou l'environnement de travail à l'intérieur de l'enveloppe du conducteur métallique non affectée par le champ électrique externe et n'affecte pas le champ électrique externe. Afin d'éviter les interférences, certains appareils électroniques ou appareils de mesure doivent être dotés d'une protection électrostatique, tels qu'un cache métallique avec un cache d'appareil haute tension mis à la terre ou un cache en treillis métallique dense, ainsi qu'un tube métallique pour le tube électronique. Un autre exemple est un transformateur de puissance à redressement en alternance ou en redressement en pont. Une feuille de métal est enroulée entre l'enroulement primaire et l'enroulement secondaire ou un fil émaillé est enroulé et mis à la terre pour réaliser un blindage. Dans les travaux sous tension à haute tension, les travailleurs portent une combinaison de compensation de pression tissée avec un fil ou une fibre conductrice pour protéger le corps humain. Dans l'expérience électrostatique, il existe un champ électrique vertical d'environ 100 V / m à proximité de la terre. Pour exclure l’effet de ce champ électrique sur les électrons, et pour étudier le mouvement des électrons uniquement sous l’effet de la gravité, il doit avoir eE
La seconde est théorique: vérification indirecte de la loi de Coulomb. Le théorème de Gauss peut être dérivé de la loi de Coulomb. Si l'indice de carré de la loi de Coulomb n'est pas égal à 2, le théorème de Gauss ne peut pas être obtenu. Au contraire, si le théorème de Gauss est prouvé, l'exactitude de la loi de Coulomb est prouvée. Selon le théorème de Gauss, l'intensité du champ à l'intérieur de la coque sphérique isolée en métal devrait être nulle, ce qui est également la conclusion du blindage électrostatique. Si l'instrument est utilisé pour détecter l'électrification dans le boîtier de blindage, l'exactitude du théorème de Gauss peut être déterminée en analysant les résultats de la mesure, et l'exactitude de la loi de Coulomb est vérifiée. Les récents résultats expérimentaux ont été complétés par Williams et al. en 1971, soulignant
En F = q1q2 / r2 ± δ, δ <(2.7 ±="" 3.1)="" ×="">
On peut voir que la relation carrée inverse de la loi de Coulomb est strictement établie dans la précision expérimentale pouvant être obtenue à ce stade. D'un point de vue pratique, on peut penser que c'est correct.
Dans un conducteur équilibré statiquement, l'intensité du champ interne est nulle. Le conducteur creux est creusé dans une coque de conducteur et l'intensité du champ dans la coque est toujours nulle partout. De cette manière, la coque du conducteur peut protéger la zone qu’elle entoure, de sorte que cette zone ne soit pas affectée par le champ électrique externe. Ce phénomène s'appelle le blindage électrostatique.