当前课程知识点:大学物理——电磁学 > 第二章 静电场中的导体和电介质 > 2.3 静电屏蔽 > 2.3.2 静电屏蔽的应用
静电屏蔽有着广泛的应用
例如
为了使一些精密的电磁测量仪器
不受外界电场的干扰
通常在仪器外面加上金属罩
一些电子产品包装
所用的防静电屏蔽袋
是采用喷涂 真空沉积
电镀和黏贴等工艺技术
在工程塑料和有机介质的表面
覆盖一层屏蔽导电薄膜
从而起到屏蔽的作用
类似的还有生产车间
所用的防静电的屏蔽大褂等
由于接地的空腔导体
既可屏蔽外电场
也可以屏蔽内电场
在制作全波整流
或桥式整流的电源变压器时
在初级绕组和次级绕组之间
包上金属薄片
或绕上一层漆包线
并使之接地以达到相互屏蔽的作用
在静电实验中
因地球表面附近
存在着大约100V/m的竖直电场
要排除这个电场的作用
通过一个封闭导体空腔的静电屏蔽
来实现 是非常有效的
实际上 金属外壳
不一定要严格封闭
用金属网罩
代替完全封闭的金属壳
实践证明
也能起到相当好的屏蔽作用
例如
高压设备周围的
金属栅网
校测电子仪器的
金属网屏蔽室等
都是起静电屏蔽作用的
下面
看我们做的一个演示实验
这是一个金属笼也称为法拉第笼
用手摇起电机
使其带电
你会看到
外面的丝线张开
而里面的丝线并没有动
说明里面的场强为零
金属笼就起着静电屏蔽的作用
金属笼带电
只分布在外表面上
在由尼古拉斯·凯奇
和莫尼卡·贝鲁奇
主演的电影《魔法师的学徒》中
男主人公在物理方面
很有天赋
他曾经建造了一个铁笼子
该片十分有创意的情节就是
二位男女主人公
站在里面
笼外释放出高压电
来电击铁笼
而人却安然无恙地
欣赏高压电演奏音乐
这就是静电屏蔽起的作用
而那个笼子
被称作法拉第笼
这种场面确实很震撼
很romantic
闪电束到达铁笼处
不会经过人体
而是通过电阻更小的铁笼
直接导入大地
最终
男主人公戴维
也是靠了物理学的知识
赢得了女主人公莫加娜的爱慕之心
当一根高压输电线路
需要修理时
一般供电公司
不能把它断路
那样可能会使全城漆黑一片
所以
修理必须在线路通高压电的同时进行
在这张照片中
直升飞机外面的人
则刚在500kV的电线之间
手工替换了一个器件
这个操作要求相当专门的技术
他如何完成修理
而又不会触电致死呢
高压带电操作
可以在不停电的情况下
对高压线路进行维修
这是美国一家电力公司的一名电工
乘坐直升机检修一段高压线路
因为这段高压线路
连接的是两个大都市
因此
电工在维修时
23万伏的高压线仍带着电
更具挑战的是
在靠近高压线路附近
直升机或个人
与电线之间存在着几十万伏的电压
如果此时碰触到电线
那么飞机以及上面的人员
都会被电到
甚至会导致机毁人亡
正常的操作步骤是
直升机在接近高压线时
线路工人先用一根金属棒
快速接近高压输电线
此时金属棒
与高压输电线之间
会产生强烈的放电现象
随着放电
直升机与高压输电线之间
建立了通道
将金属棒通过挂钩挂在输电线上
此时飞机
线路工人与输电线之间等电势
两者之间不会有电流通过
因而线路工人
可以随意触摸线路
检修完毕后
先将金属挂钩
从输电线上摘下
在离开输电线
为了避免触电致死
他检修时
必须脱离任何与地面的电接触
为了保证身体始终与他
正施工的输电线的电势相同
他穿一套
高压带电作业的 金属均压服
金属均压服内 全部织满了金属丝
其他装备 如鞋 袜 手套
都通过铜线 和均压服相连
形成一个密不透风的笼子
罩住全身部位
并通过金属棒与高压输电线接触
当你在高尔夫球棍和击岩锤的尖端
看到电晕放电
这种放电
正如竖起来的头发一样
往往是雷击的先导
在这样的情况下
聪明的做法是
把你自己包入导体壳内的空腔中
那里的电场保证为零
汽车
除非它是车蓬可折起的
或用塑料车身构成的
几乎是理想的
从这张图可以看到
大火花跳到车上
然后跨过绝缘的左前轮下泄
注意那里的闪光
使车内的人无恙
下面的视频
是通过人造闪电进行的
有关实验
尽管汽车能如此防雷击
也并非万无一失
遭遇雷击的汽车
仍可能因车窗没关紧
或因强大电流
使车身过热
而局部变形或烧毁
讲到这里
还是感悟一下
物理美死了
有同感吧
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-3.3 毕奥—萨伐尔定律——小测验
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-3.4 磁场的高斯定理和安培环路定理——小测验
-3.5 磁场对载流导线的作用
--3.5.1安培力
--3.5.5电磁炮
--3.5.6磁矩
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-3.6 磁场对运动电荷的作用
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