¿Qué es el blindaje electrostático?
El blindaje electrostático es un fenómeno en el que la superficie de una carcasa conductora protege su área interna de la carga en la superficie exterior de la carcasa conductora o de la influencia de campos eléctricos externos. En el estado de equilibrio electrostático, no hay campo eléctrico dentro de la cavidad. Esta conclusión siempre es cierta ya sea que el conductor esté cargado o en un campo eléctrico externo.
Principio
Si un conductor se coloca en un campo eléctrico externo con una intensidad de campo eléctrico E, los electrones libres en el conductor se moverán en la dirección opuesta al campo eléctrico bajo la Acción de la fuerza del campo eléctrico. De esta forma, las cargas negativas del conductor se distribuyen en un lado y las cargas positivas en el otro. Este es el fenómeno de la inducción electrostática. Debido a la redistribución de cargas dentro del conductor, estas cargas forman otro campo eléctrico en dirección opuesta al campo eléctrico externo, y la intensidad del campo eléctrico está dentro de E. Según el principio de superposición de intensidad de campo, la intensidad del campo eléctrico dentro de un conductor es igual a la superposición de E exterior e interior E. Cuando la intensidad del campo eléctrico total dentro de un conductor es cero, los electrones libres en el conductor ya no se mueven. En física, el estado en el que no hay movimiento de carga en un conductor se llama equilibrio electrostático. Para un conductor en equilibrio electrostático, la intensidad del campo eléctrico interno es cero en todas partes. Se puede inferir que para un conductor en estado de equilibrio electrostático, la carga solo se distribuye en la superficie exterior del conductor. Si este conductor es hueco, cuando alcance el equilibrio electrostático, no habrá campo eléctrico en su interior. De esta forma, la capa exterior del conductor "protegerá" su interior de la influencia de campos eléctricos externos. Este fenómeno se denomina blindaje electrostático.
Faraday una vez se arriesgó a recibir una descarga eléctrica y realizó un experimento mundialmente famoso: el experimento de la jaula de Faraday. Faraday se encerró en una jaula de metal cuando se produjo una poderosa descarga electrostática fuera de la jaula, no pasó nada.
Blindaje electrostático: Para evitar el impacto de campos eléctricos externos en instrumentos y equipos, o para evitar el impacto del campo eléctrico de equipos eléctricos en el mundo exterior, se utiliza un conductor de cavidad para Protege el campo eléctrico externo para que el interior no se vea afectado. También evita que los equipos eléctricos afecten al mundo exterior. Esto se llama blindaje electrostático. Un blindaje con un conductor de cavidad que no está conectado a tierra es un blindaje exterior, y un blindaje con un conductor de cavidad que está conectado a tierra es un blindaje interior.
En el estado de equilibrio electrostático, ya sea un conductor hueco o un conductor sólido, no importa qué tan cargado esté el conductor en sí, o si el conductor está en un campo eléctrico externo, debe ser un equipotencial; cuerpo, y su intensidad de campo interno es cero. Esta es la base teórica del blindaje electrostático.
Verificar indirectamente la ley de Coulomb. El teorema de Gauss se puede derivar de la ley de Coulomb. Si el exponente del cuadrado inverso en la ley de Coulomb no es igual a 2, no se puede derivar el teorema de Gauss. Por el contrario, si se demuestra el teorema de Gauss, se demuestra la exactitud de la ley de Coulomb. Según el teorema de Gauss, la intensidad del campo dentro de la carcasa esférica metálica aislante debe ser cero, lo que también es la conclusión del blindaje electrostático. Si se utiliza un instrumento para detectar si la capa protectora está cargada o no y el análisis se basa en los resultados de la medición, se puede determinar la exactitud del teorema de Gauss, lo que también verifica la exactitud de la ley de Coulomb. Los resultados experimentales más recientes fueron completados por Williams et al en 1971, señalando que en la fórmula F=q1q2/r2±δ, δlt (2,7±3,1)×10-16,
p>Se puede ver que dentro de la precisión experimental que se puede lograr en esta etapa, la relación del cuadrado inverso de la ley de Coulomb está estrictamente establecida. Desde un punto de vista de aplicación práctica, podemos considerarlo correcto.