Elektrostatička zaštita
Elektrostatička zaštita: Kako bi se izbjegao utjecaj vanjskog električnog polja na opremu ili kako bi se izbjegao utjecaj električnog polja električne opreme na vanjski svijet, provodnik šupljine se koristi za pokrivanje vanjskog električnog polja, tako da unutrašnji delovi nisu ugroženi, a električna oprema nije spoljašnja. Efekat se naziva elektrostatska zaštita.
Štitnik provodnika šupljine koji nije uzemljen je vanjski štit, a štit zemlje provodnika šupljine je potpuno zaštićen. Provodnik šupljine je u elektrostatičkoj ravnoteži u vanjskom električnom polju, a njegova unutarnja jakost polja je uvijek jednaka nuli. Zbog toga je za vanjsko električno polje nemoguće utjecati na njegov unutarnji prostor. Ako u provodniku šupljine postoji napunjeno telo, njegova unutrašnja površina će proizvesti jednaku količinu indukovanog naboja kada je elektrostatički izbalansirana. Ako vanjsko kućište nije uzemljeno, vanjska površina će proizvesti istu količinu induciranog naboja kao i unutrašnje napunjeno tijelo. Tada će električno polje indukovanog električnog naboja imati uticaj na vanjski svijet. U tom trenutku, provodnik šupljine može biti zaštićen samo od vanjskog električnog polja, ali unutrašnja elektrifikacija ne može biti zaštićena. Učinak tijela na vanjski svijet, takozvana vanjska zaštita. Ako je slučaj utemeljen, čak i ako postoji napunjeno tijelo unutra, algebarska suma naboja inducirana unutrašnjom površinom i nabojem napunjenog tijela je nula, a indukovana naelektrisanja koja stvara vanjska površina ulazi u zemlju kroz uzemljenu liniju. Spoljni svet ne može da utiče na unutrašnjost ljuske, a uticaj unutrašnjeg napunjenog tela spolja takođe je eliminisan, tako da se ova zaštita naziva puna zaštita. U cilju sprečavanja interferencije od spoljašnjih signala, elektrostatička zaštita se široko koristi u naučnom i tehničkom radu. Na primjer, metalni poklopac na vanjskoj strani elektronske opreme, koža olova na vanjskoj strani komunikacijskog kabela, itd. Su sve mjere zaštite za sprečavanje vanjskih smetnji električnog polja.
U stanju elektrostatičke ravnoteže, bilo da je u pitanju šuplji provodnik ili čvrsti vodič; bez obzira na to koliko je provodnik napunjen, ili je provodnik u spoljašnjem električnom polju, on mora biti ekvipotencijalno tijelo čija je unutrašnja jačina polja nula, što je teoretska osnova elektrostatičke zaštite.
Budući da električno polje u zatvorenoj školjki ima tipičan i praktičan značaj, raspravljamo o elektrostatičkoj zaštiti uzimanjem električnog polja u zatvorenoj školjci kao primjer.
(1) Na električno polje unutar zatvorene čahure ne utiče vanjsko naelektrisanje ili električno polje.
Ako u ljusci nema napunjenog tijela i postoji naboj q izvan ljuske, elektrostatička indukcija uzrokuje punjenje vanjskog zida ljuske. Nema električnog polja u ljusci kada je statički elektricitet uravnotežen. To ne znači da vanjsko punjenje ne stvara električno polje u ljusci.
Električno polje. Budući da vanjski zid školjke inducira različiti električni naboj, oni su nula s rezultantnim poljem koji je uzbude za q u bilo kojoj točki unutarnjeg prostora ljuske. Prema tome, unutrašnjost ljuske vodiča nije pod utjecajem vanjskog naboja q ili drugog električnog polja. Inducirani naboj na vanjskom zidu ljuske djeluje kao automatsko podešavanje.
Ako je kućište provodnika šupljine uzemljeno, pozitivan naboj na kućištu će ući u zemlju duž tla. Nakon elektrostatske ravnoteže, provodnik šupljine i zemlja su jednaki, a jačina polja u šupljini je još uvijek nula.
Ako postoji šarža u šupljini, provodnik šupljine je i dalje ekvipotencijalan prema zemlji i nema električnog polja u provodniku. U ovom trenutku, zbog induktivnog naboja unutrašnjeg zida šupljine, u šupljini postoji električno polje. Ovo električno polje generira se nabojem u ljusci, a naelektrisanje izvan ljuske još uvijek nema utjecaja na električno polje u ljusci.
Iz gornje diskusije se vidi da na unutrašnje električno polje ne utiče vanjsko naelektrisanje zatvorenog vodiča, bilo da je uzemljeno ili ne.
(2) Na vanjsko električno polje uzemljene zatvorene čahure ne utječe naboj unutar ljuske.
Ako šupljina u ljusci ima naboj q, zbog elektrostatske indukcije, unutrašnji zid ljuske ima jednaku količinu električnog naboja, vanjski zid ljuske ima istu količinu naboja, a električno polje postoji u vanjski prostor ljuske. Za ovo električno polje se može reći da je indirektno napunjeno električnim nabojem u ljusci. proizvesti. Takođe se može reći da je direktno generisan indukovanim nabojem izvan ljuske.
Međutim, ako je slučaj utemeljen, naboj izvan kućišta će nestati, a električni naboj u kućištu i inducirano punjenje na unutrašnjem zidu će generirati električno polje izvan kućišta (slika 5). Može se vidjeti da ako naelektrisanje u ljusci nije zahvaćeno električnim poljem izvan ljuske, kućište mora biti uzemljeno. Ovo se razlikuje od prvog slučaja.
Isto tako imajte na umu: 1 Kažemo da će uzemljenje eliminirati napajanje izvan ljuske, ali to ne znači da u svakom slučaju vanjski zid ljuske mora biti prazan. Ako postoji tijelo napunjeno izvan ljuske, vanjski zid školjke se još uvijek može napuniti, bez obzira na to da li postoji naboj u ljusci (slika 6).
2 U praktičnoj primeni, metalno kućište ne mora biti potpuno i potpuno zatvoreno, a može se koristiti metalni poklopac mreže umjesto metalnog kućišta kako bi se postigao sličan elektrostatski zaštitni efekat, iako zaštita nije u potpunosti i potpuno.
3 U slučaju elektrostatske ravnoteže u žici za uzemljenje nema protoka naboja, ali ako se naelektrisanje u oklopljenoj ljusci mijenja s vremenom, ili se naboja napunjenog tijela u blizini vanjske ljuske mijenja s vremenom, doći će do struje u žicu za uzemljenje. . Štit također može imati zaostali naboj, a efekt zaštite će biti nepotpun i nepotpun.
Ukratko, da li je zatvorena čahura vodiča uzemljena ili ne, na unutrašnje električno polje ne utiče eksterno naelektrisanje i električno polje; električno polje izvan ljuske zatvorenog vodiča nije pod uticajem naboja unutar ljuske. Ovaj fenomen se naziva elektrostatička zaštita.
Elektrostatička zaštita ima dva značenja. Jedan od njih je praktično značenje: zaštita čini instrument ili radnu okolinu unutar metalne provodne ljuske nepromijenjenom od vanjskog električnog polja i ne utječe na vanjsko električno polje. Kako bi se izbjegla interferencija, neki elektronski uređaji ili mjerni uređaji moraju biti elektrostatički zaštićeni, kao što je metalni poklopac sa uzemljenim poklopcem visokonaponskog uređaja ili gustim metalnim poklopcem mreže i metalnom cijevi za elektronsku cijev. Drugi primjer je puni valni ispravak ili transformator snage. Metalna folija je omotana između primarnog namota i sekundarnog namotaja ili je emajlirana žica namotana i uzemljena da bi se postigla zaštita. U radu pod visokim naponom, radnici nose odijelo za izjednačavanje pritiska tkano sa žicom ili vodljivim vlaknima kako bi zaštitili ljudsko tijelo. U elektrostatičkom eksperimentu postoji vertikalno električno polje od oko 100 V / m blizu Zemlje. Da bi se isključilo dejstvo ovog električnog polja na elektrone, i da se prouči kretanje elektrona samo pod dejstvom gravitacije, mora da ima eE
Drugi je teorijski: indirektna verifikacija Coulombovog zakona. Gaussova teorema može biti izvedena iz Coulombovog zakona. Ako inverzni indeks pravokutnosti u Coulombovom zakonu nije jednak 2, Gaussova teorema se ne može dobiti. Naprotiv, ako se dokaže Gaussova teorema, dokazuje se ispravnost Coulombovog zakona. Prema Gaussovoj teoremi, jakost polja unutar izolirane metalne sferne ljuske treba da bude nula, što je takođe zaključak elektrostatičke zaštite. Ako se instrument koristi za detektovanje elektrifikacije u kućištu štita, ispravnost Gaussove teoreme može se odrediti analizom rezultata mjerenja, a ispravnost Coulombovog zakona se provjerava. Nedavne eksperimentalne rezultate dovršili su Williams et al. 1971. godine, ukazujući
U F = q1q2 / r2 ± δ, δ <(2,7 ±="" 3,1)="" ×="">
Može se vidjeti da je inverzni kvadratni odnos Coulombovog zakona strogo uspostavljen unutar eksperimentalne preciznosti koja se može postići u ovoj fazi. Sa praktične tačke gledišta, možemo ga smatrati ispravnim.
U statički balansiranom vodiču, unutrašnja jačina polja je nula. Šuplji provodnik je izdubljen u ljusku provodnika, a jačina polja u ljusci je svuda nula. Na taj način, ljuska provodnika može zaštititi područje koje okružuje, tako da ovo područje nije pod utjecajem vanjskog električnog polja. Ovaj fenomen se naziva elektrostatička zaštita.