作业帮为什么静电平衡是只有导体表面有电荷?静电屏蔽的原理是什么?为什么金属网也可以达到静电屏蔽的效果?
来源：学生作业帮助网 编辑：作业帮 时间：2024/05/06 07:01:23
为什么静电平衡是只有导体表面有电荷?静电屏蔽的原理是什么?为什么金属网也可以达到静电屏蔽的效果?
为什么静电平衡是只有导体表面有电荷?静电屏蔽的原理是什么?为什么金属网也可以达到静电屏蔽的效果?
为什么静电平衡是只有导体表面有电荷?静电屏蔽的原理是什么?为什么金属网也可以达到静电屏蔽的效果?
原理：
如果将导体放在电场强度为E外的外电场中,导体内的自由电子在电场力的作用下,会逆电场方向运动.这样,导体的负电荷分布在一边,正电荷分布在另一边,这就是静电感应现象.由于导体内电荷的重新分布,这些电荷在与外电场相反的方向形成另一电场,电场强度为E内.根据场强叠加原理,导体内的电场强度等于E外和E内的叠加.当导体内部总电场强度为零时,导体内的自由电子不再移动.物理学中将导体中没有电荷移动的状态叫做静电平衡.处于静电平衡状态的导体,内部电场强度处处为零.由此可推知,处于静电平衡状态的导体,电荷只分布在导体的外表面上.如果这个导体是中空的,当它达到静电平衡时,内部也将没有电场.这样,导体的外壳就会对它的内部起到“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.
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.因此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应电荷,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在,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,内部带电体对外界的影响消除,所以这种屏蔽叫做内屏蔽.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.