静电屏蔽(自带演示动画)
- 格式:ppt
- 大小:672.00 KB
- 文档页数:3
导体壳静电屏蔽过程1.引言1.1 概述导体壳静电屏蔽是一种在电子设备中应用广泛的技术,它可以有效地防止电磁干扰对设备性能和功能的影响。
随着电子设备的普及和功能的不断增强,电磁干扰成为影响设备正常工作的主要问题之一。
而导体壳静电屏蔽技术可以在电子设备周围建立一个屏蔽层,通过吸收或反射电磁波来降低干扰的影响。
导体壳静电屏蔽的原理是利用导体材料的良好导电性质,将电磁波能量引导到屏蔽层上,并将其与外界隔离开来。
这种屏蔽层通常由金属材料制成,例如铜、铝等。
在外界电磁波作用下,导体壳会产生一个与电磁波频率相同的电荷,从而形成一个等效的逆向电场,使得电磁波无法穿透进入设备内部。
导体壳静电屏蔽技术广泛应用于手机、电脑、电视等电子设备中。
通过使用导体壳静电屏蔽,可以有效地减少外界电磁波对设备的干扰,提高设备的抗干扰能力,保证设备的正常运行。
导体壳静电屏蔽技术的优势主要包括以下几点:首先,屏蔽效果好,可以有效地防止电磁波对设备产生的干扰,确保设备的正常工作。
其次,导体壳静电屏蔽相对简单,制作成本较低,适用范围广。
再次,导体壳静电屏蔽材料具有良好的导电性能,可以有效地吸收或反射电磁波,减少对设备内部元件的损伤。
综上所述,导体壳静电屏蔽技术是一种非常重要的电子设备屏蔽技术,具有良好的屏蔽效果和广泛的应用前景。
通过进一步研究和开发,相信导体壳静电屏蔽技术在电子设备中的应用将会得到进一步的提升和拓展。
文章结构部分(1.2):文章的结构是为了使读者能够清晰地理解和跟随文章的思路和内容,因此在本文中也需要构建一个合理的结构来展示导体壳静电屏蔽过程的相关知识。
本文将按照以下结构展开论述:首先,在引言部分(1.引言)中,将对本文所要探讨的主题进行概述(1.1概述)。
在这一部分,我们将简要介绍导体壳静电屏蔽过程的基本概念和背景,使读者对该主题有一个初步的了解。
其次,我们将对整个文章的结构进行介绍(1.2文章结构)。
在这一部分,我们将列出文章的整体目录,并对每个部分的内容进行简要描述,以便读者能够对整篇文章的组织结构有一个清晰的认识。
静电屏蔽的原理高中物理嘿,小伙伴们!今天我们要聊聊一个很酷的物理现象——静电屏蔽。
别急着跑,虽然听起来有点复杂,但我保证会把它讲得简单明了。
我们一起来看看静电屏蔽是怎么回事,搞清楚了之后,你会觉得原来物理也能这么有趣!1. 什么是静电屏蔽?1.1 静电屏蔽的定义好,咱们先从头开始。
静电屏蔽,简单来说,就是在一个导体里面,静电场的作用被“挡住”了。
也就是说,当你把一个导体放在一个电场里,它会把外面的电场“挡”在外面,不让电场影响到导体内部。
就像你把自己藏在一个大伞下,不让雨滴淋到你一样。
1.2 为什么会有静电屏蔽?这就要说到电荷的“性格”了。
电荷有一个“爱整洁”的习惯,它们总是不喜欢彼此靠得太近。
所以,当导体受到外界电场影响时,导体内部的电荷会重新排布,主动摆脱这些外来的干扰,形成一个内部没有净电场的状态。
这就是所谓的“屏蔽”。
2. 静电屏蔽的原理2.1 导体的电荷分布你可以把导体看成一个“电荷的乐队”,当外面有电场作用时,这个乐队里的“成员”就开始“移动”,来抵消外面的电场。
导体内部的电荷会迅速重新排列,形成一个与外电场方向相反的电场,从而把外面的电场给“挡”在外面。
这样的“调皮”行为,就是静电屏蔽的原理。
2.2 电场线的变化在静电屏蔽的过程中,导体内部的电场线被完全“遮蔽”了。
可以想象成电场线原本在导体周围像一群散落的星星,而导体内部就像一个黑洞,把这些星星都给吸走了。
结果,导体内部就没有电场了,外部的电场也没有办法穿透进去。
3. 静电屏蔽的实际应用3.1 屏蔽电磁干扰在生活中,静电屏蔽有许多实际的应用。
比如,咱们的手机、电视等电子产品中,经常用到一种叫“屏蔽罩”的东西,它能有效地挡住不必要的电磁干扰。
你一定见过手机壳,其实它们也是一种屏蔽装置,能防止手机内部的电路受到外界干扰。
3.2 保护敏感设备再比如,医院里的那些高精尖仪器,比如核磁共振设备,它们对电磁干扰特别敏感。
为了确保仪器能准确地工作,就需要用到静电屏蔽技术。
静电屏蔽静电屏蔽: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。
所以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生电荷,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有,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。
因为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。
静电屏蔽:导体的外壳对它的内部起到“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。
当导体处在电场中时,其内部的电子在电场力的作用下将发生定向移动。
这样,在导体的某些表面就会出现正负电荷的积累,并产生附加电场E1`。
随着正负电荷积累的增加,附加电场逐渐增强,最终将与原有电场在导体内部相互抵消,使导体内部合场强为零,导体内的自由电子定向运动停止。
此时,我们说导体达到静电平衡,导体内部场强为零,导体表面附近场强垂直于导体表面。
静电场高斯定理:电场线密度正比于改点场强。
可是仅当比例系数无限大时才能完整地描述出各个点,而这个时候我们就不要电场线了,改用电通量来描述电场了,这时就导出了高斯定理:通过任意闭合曲面的电通量等于该闭合曲面所包围的所有电荷量的代数和与电常数之比。
如何用电力线描述静电场:一、用电力线可以比较场强的大小依据:电力线越密的地方,场强越大;电力线越疏的地方,场强越小。
二、用电力线可以比较电势的高低。
依据:沿着电力线的方向,电势降低;逆着电力线的方向,电势升高。
三、用电力线可以比较电势能的大小依据:正电荷顺着电力线方向,电势能减小;正电荷逆着电力线方向,电势能增加。
对于负电荷刚好相反。
四、用电力线可以判断电荷的有无与分布依据:电力线必须从正电荷发出,终止于负电荷或无穷远处;电力线不能从无电荷处中断。
场强叠加原理:点电荷系统中任意一点的场强等于各个点电荷单独存在时在该点产生的场强的矢量和.这就是场强叠加原理.库仑定律:表示两个带电粒子间力的定律,关系式为:式中:是带电荷粒子施加在带电荷粒子上的力,k是正的常数,是带电荷粒子到带电荷粒子的矢量,是粒子间的距离,而是单位矢量r21/r。
摩尔热容:气体的摩尔定压热容,是指1mol气体在压强不变而且没有化学反应与相关的条件下,温度改变1K(或1度)所吸收或放出的热量,用Cp表示,其数值可以由实验测定。
比热容比:表示该物质温度升高歌者降低1摄氏度吸收或者放出的热量。
静电屏蔽【思考1】金属导体的微观结构是什么样的呢?【思考2】将金属导体放入电场中,自由电子会怎样移动?会在什么地方集聚?电子的积聚会出现什么样的结果?最后会出现什么现象?【思考3】静电平衡导体上的电荷是如何分布的呢?导体内外都有电荷吗?法拉第通过圆筒实验对这两个问题进行了解答,请仔细观察下列图片,回答上述问题.1、用带有绝缘手柄的金属小球接触带有电荷的金属圆筒的内壁后,将金属小球与验电器接触,现象如下所示:2、用带有绝缘手柄的金属小球接触带有电荷的金属圆筒的外壁后,将金属小球与验电器接触,现象如下所示:【思考4】观察以下材料,思考这种现象产生的原理,及这种现象在生产生活中的应用.在导体尖端附近放一根点燃的蜡烛,当我们不断给导体充电的时候,火焰就好像被风吹动一样朝背离尖端的方向偏移,如下所示:【思考5】观察以下图片,思考空心导体壳内的验电器箔片会张开吗?为什么?如果用金属网罩将验电器罩住呢?验电器的金属箔片会张开吗?为什么?静电场中的导体1.静电感应:把金属导体放在外电场E中,由于导体内的自由电子受电场力作用而定向运动,使导体的两个端面出现等量的异种电荷,这种现象叫静电感应.2.静电平衡:发生静电感应的导体两端感应的等量异种电荷形成一附加电场,当附加电场与外电场完'=时,自由电子的定向移动停止,这时的导体处于静电平衡状态.全抵消,即E E3.导体处于静电平衡的特点(1)导体内部各点的场强为零.⑴内部场强处处为零(不为0则自由电子将继续移动直至合场强为0)⑵导体中没有自由电荷定向移动⑶净电荷分布在导体表面实验证明:法拉第圆筒实验⑷导体表面附近电场线与表面垂直,导体为等势体,导体表面为等势面理论证明:中性导体带电后,由于同种电荷相互排斥,净电荷只能分布在表面反证法:若内部有自由电荷,则内部场强不为0,导体就不是处于静电平衡状态(5)带电导体的净电荷分布在导体外表面,曲率半径大的地方电荷的密度小,曲率半径小的地方电荷的密度大5、静电平衡时导体周围电场分布:上图空间实际电场分布,不会出现虚线电场线4.静电屏蔽处于电场中的空腔导体或金属网罩,其空腔部分的场强处处为零,即能把外电场遮住,使内部不受外部电场的影响,这就是静电屏蔽.若导体空腔或网罩内没有带电体,则空腔内的电场恒为零,不受空腔外部电场的影响.1、空腔导体的特点:净电荷只分布在外表面,内表面不带电,空腔内没有电场2、静电屏蔽(1)外部电场对内部仪器没有影响(2)若将源电荷置于空腔内,则外对内没有影响,但内对外有影响(3)若将球壳接地,则内外各不影响实验演示:将收音机置于金属网罩内则声音大小减小5.静电屏蔽在实际有重要应用(1)电学仪器或电子设备外面会有金属罩,通信电缆外面包有一层铅皮可防止外电场的干扰.(2)电力工人在高压带电作业时,全身穿戴金属丝网制成的衣帽、手套、鞋子,可以对人体起静电屏蔽作用,使人安全作业.一、静电感应时导体内电荷的移动1、将带正电的球C移近不带电的枕形金属导体时,枕形导体上电荷的移动情况是()A、枕形导体中的正电荷向b端移动,负电荷不移动B、枕形导体中电子向a端移动,正电荷不移动C、枕形导体中的正、负电荷同时向b端和a端移动D、枕形导体中的正、负电荷同时分别向a端和b端移动答案:B1.A如图所示,将一个导体棒靠近一个带正电的验电器的金属小球,发现验电器张角逐步减小,由此可断定导体原来一定( )+ --+++-A .带正电B .带负电C .不带电D .无法确定 答案:B【例1】 如图所示,A 、B 是两个不带电的相同的绝缘金属球,它们靠近带正电荷的金属球C ,在下列情况中,判断A 、B 两球的带电情况:(1)A 、B 接触后分开,再移去C ,则A 带 ,B 带(2)A 、B 接触,用手指瞬间接触B 后再移去C ,则A 带 ,B 带 ;(3)A 、B 接触,用手指接触A ,先移去C 后再移去手指,则A ,B 。