静电屏蔽的原理讲稿
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2020/8/8
三、静电屏蔽
腔内q与内表面的感应电荷-q ,对外部场的贡献恒为零。
～第二类空腔静电屏蔽。
•若第二类空腔导体接地时，外表面 上的感应电荷被大地电荷中和，所以
U=0
不带电荷。金属空腔是零等势体。
•若第二类空腔导体接地，且腔外 有带电体时，外表面上的感应电荷被
Q'
+
q
–q
大地电荷部分中和，所带电荷的多少
2020/8/8
11
接地封闭导体壳外部电场不受壳内电荷的影响
• 如果壳内空腔有电壳q, 因为静电感应，壳内部
带有等量异号电荷，壳外部带有等量同号电荷，
壳外空间有电场存在，此电场可以说说是由壳内 电荷q间接产生.也可以说是由壳外感应电荷直接 产生的.但如果将外壳接地,则壳外电荷将消失,壳 内电荷q与内部感应电荷在壳外产生电场为零.可 见如果要使壳内电荷对壳外电场无影响,必须将外 壳接地.
例如高压设备 都用金属导体 壳接地做保护， 它起静电屏蔽 作用，内外互 不影响。
Q'
Q+q’
q U=0
–q
互壳 不内 影外 响场
2020/8/8
6
空腔导体壳接地与否，外界
腔外表面的电荷
均对壳内电场无任何影响，
分布不影响腔内
电场分布
例如在电子仪器、或传输微弱信号
外
的导线中都常用金属壳或金属网作
界 不
静电屏蔽。
影 响
内
部
U=C1 U=C1
U C
但是腔内有无电荷对
外界不影响内部 腔外有不同的影响。
综述：空腔导体(无论接地与否)将使腔内空间不受外
电场的影响，而接地空腔导体将使外部空间不受空腔
内的电场的影响～空腔导体的静电屏蔽原理
2020/8/8
7
静电屏蔽的进一步演示
1 屏蔽外电场
E
E
外电场
空腔导体屏蔽外电场
2020/8/8
12
静电屏蔽的应用
• 高压带电作业（500千伏带电作业用的屏蔽服） • 很多电子仪器，比如示波器的接线都是这样的屏蔽线 • 汽车外的天线 • 有线电视信号线，外面就有一层金属丝，就为了静电
屏蔽，使信号不受干扰
• 在服务区怕被人打手机，又不能关机，找个金属盒子
装进去，就变成了“您拨打的用户不在服务区”
静电屏蔽的原理课件
•问题的提出
•什么是静电屏蔽
•静电屏蔽的总结
•静电屏蔽的应用
•制作体会
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2
问题的提出
• 1.为什么把鸟放入一个用金属网
制成的鸟笼中，再把鸟笼放入高 压电场中，鸟会安然无恙呢？
• 2.为什么坦克敢闯高压电网，难
道坦克兵不怕Байду номын сангаас电吗？
2020/8/8
3
什么是静电屏蔽？？？？
• 理论基础在静电平蘅状态下，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。下面我们以封闭导体 内的电场为例对静电屏蔽做一讨论。
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10
封闭导体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。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，是由于壳外壁感应出异号电荷，它 们与q在荷内空间任一点激发的合场强为 零。因而导体荷内部不会受到荷外电荷q 或其他电场的影响。
导体内电场强度 外电场强度 感应电荷电场强度
2020/8/8
16
静电平衡条件
（1）导体内部任何一点处的电场强度为零；
（2）导体表面处的电场强度的方向,都与导体表面垂直.
➢ 导体表面是等势面
en
导
E dl
E
体 是 等 势 体
U E dl 0
+
➢ 导体内部电势相等
U AB
E dl
AB
0
+
+
A
e +
dl +
τ
+
B
2020/8/8
17
屏蔽服
屏蔽线
2020/8/8
屏蔽袋
18
2020/8/8
19
参考文献
【1】普通物理学教 程—电磁学—梁灿彬 【2】静电感应与静 电屏蔽—郎永强
2020/8/8
20
空腔导体可以屏蔽外电场, 使空腔内物体不受外电 场影响.这时,整个空腔导体和腔内的电势也必处处相等.
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8
2 屏蔽腔内电场
接地空腔导体 将使外部空间不受 空腔内的电场影响.
接地导体电势为零
问：空间各部 分的电场强度如何 分布 ？
2020/8/8
+
+
+
q
+
q +
q +
+
+
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对静电屏蔽的总结
必须保证腔内、腔内表面、腔外表面
以及腔外电荷在导体内产生的场强为
零，即满足静电平衡条件。金属空腔
是零电位。
Q+q’
2020/8/8
U=0
5
当第二类空腔导体接地 不影响外界 时金属空腔是零等势体，
E0
由静电场边值问题的唯
一性定理可以证明：此
时壳内的任何电场都不
影响外界，也不受外界 影响。
U=0
外界不影响内部
2020/8/8
13
有关静电屏蔽的流程图
自由电子
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静电屏蔽
外电场E定向移动
静电感应
感合 应场 电强 场减
弱
导体内部E=0
静电场
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静电场中的导体
一 静电感应 静电平衡条件
+
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+ ++++ + + +
感应电荷
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E0
+ +
E＇
+ + + +
E0
E 0 + +
E E0 E＇ 0
• 一：静电感应现象
放入电场中的导体，其内部的自由电子在电场力的作 用下向电场的反方向移动，致使导体的两端分别出现等量的 正、负电荷。这种现象叫静电感应现象。
• 二：静电平衡状态：
导体中（包括表面）没有电荷定向移动的状态叫静电平 衡状态。 处于静电平衡状态导体的性质 （1）导体内部的场强处处为零。 （2）导体表面上任何一点的场强方向跟该点的表面垂直。 （3）导体所带的净电荷只分布在导体的外表面上，导体内 部没有净电荷。 （4）处于静电平衡状态的导体是等势体，导体表面是等势 面。
三、静电屏蔽
腔内q与内表面的感应电荷-q ,对外部场的贡献恒为零。
～第二类空腔静电屏蔽。
•若第二类空腔导体接地时，外表面 上的感应电荷被大地电荷中和，所以
U=0
不带电荷。金属空腔是零等势体。
•若第二类空腔导体接地，且腔外 有带电体时，外表面上的感应电荷被
Q'
+
q
–q
大地电荷部分中和，所带电荷的多少
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接地封闭导体壳外部电场不受壳内电荷的影响
• 如果壳内空腔有电壳q, 因为静电感应，壳内部
带有等量异号电荷，壳外部带有等量同号电荷，
壳外空间有电场存在，此电场可以说说是由壳内 电荷q间接产生.也可以说是由壳外感应电荷直接 产生的.但如果将外壳接地,则壳外电荷将消失,壳 内电荷q与内部感应电荷在壳外产生电场为零.可 见如果要使壳内电荷对壳外电场无影响,必须将外 壳接地.
例如高压设备 都用金属导体 壳接地做保护， 它起静电屏蔽 作用，内外互 不影响。
Q'
Q+q’
q U=0
–q
互壳 不内 影外 响场
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空腔导体壳接地与否，外界
腔外表面的电荷
均对壳内电场无任何影响，
分布不影响腔内
电场分布
例如在电子仪器、或传输微弱信号
外
的导线中都常用金属壳或金属网作
界 不
静电屏蔽。
影 响
内
部
U=C1 U=C1
U C
但是腔内有无电荷对
外界不影响内部 腔外有不同的影响。
综述：空腔导体(无论接地与否)将使腔内空间不受外
电场的影响，而接地空腔导体将使外部空间不受空腔
内的电场的影响～空腔导体的静电屏蔽原理
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静电屏蔽的进一步演示
1 屏蔽外电场
E
E
外电场
空腔导体屏蔽外电场
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静电屏蔽的应用
• 高压带电作业（500千伏带电作业用的屏蔽服） • 很多电子仪器，比如示波器的接线都是这样的屏蔽线 • 汽车外的天线 • 有线电视信号线，外面就有一层金属丝，就为了静电
屏蔽，使信号不受干扰
• 在服务区怕被人打手机，又不能关机，找个金属盒子
装进去，就变成了“您拨打的用户不在服务区”
静电屏蔽的原理课件
•问题的提出
•什么是静电屏蔽
•静电屏蔽的总结
•静电屏蔽的应用
•制作体会
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问题的提出
• 1.为什么把鸟放入一个用金属网
制成的鸟笼中，再把鸟笼放入高 压电场中，鸟会安然无恙呢？
• 2.为什么坦克敢闯高压电网，难
道坦克兵不怕Байду номын сангаас电吗？
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什么是静电屏蔽？？？？
• 理论基础在静电平蘅状态下，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。下面我们以封闭导体 内的电场为例对静电屏蔽做一讨论。
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封闭导体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。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，是由于壳外壁感应出异号电荷，它 们与q在荷内空间任一点激发的合场强为 零。因而导体荷内部不会受到荷外电荷q 或其他电场的影响。
导体内电场强度 外电场强度 感应电荷电场强度
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静电平衡条件
（1）导体内部任何一点处的电场强度为零；
（2）导体表面处的电场强度的方向,都与导体表面垂直.
➢ 导体表面是等势面
en
导
E dl
E
体 是 等 势 体
U E dl 0
+
➢ 导体内部电势相等
U AB
E dl
AB
0
+
+
A
e +
dl +
τ
+
B
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屏蔽服
屏蔽线
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屏蔽袋
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参考文献
【1】普通物理学教 程—电磁学—梁灿彬 【2】静电感应与静 电屏蔽—郎永强
2020/8/8
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空腔导体可以屏蔽外电场, 使空腔内物体不受外电 场影响.这时,整个空腔导体和腔内的电势也必处处相等.
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2 屏蔽腔内电场
接地空腔导体 将使外部空间不受 空腔内的电场影响.
接地导体电势为零
问：空间各部 分的电场强度如何 分布 ？
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+
+
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q
+
q +
q +
+
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对静电屏蔽的总结
必须保证腔内、腔内表面、腔外表面
以及腔外电荷在导体内产生的场强为
零，即满足静电平衡条件。金属空腔
是零电位。
Q+q’
2020/8/8
U=0
5
当第二类空腔导体接地 不影响外界 时金属空腔是零等势体，
E0
由静电场边值问题的唯
一性定理可以证明：此
时壳内的任何电场都不
影响外界，也不受外界 影响。
U=0
外界不影响内部
2020/8/8
13
有关静电屏蔽的流程图
自由电子
2020/8/8
静电屏蔽
外电场E定向移动
静电感应
感合 应场 电强 场减
弱
导体内部E=0
静电场
14
静电场中的导体
一 静电感应 静电平衡条件
+
2020/8/8
+ ++++ + + +
感应电荷
15
E0
+ +
E＇
+ + + +
E0
E 0 + +
E E0 E＇ 0
• 一：静电感应现象
放入电场中的导体，其内部的自由电子在电场力的作 用下向电场的反方向移动，致使导体的两端分别出现等量的 正、负电荷。这种现象叫静电感应现象。
• 二：静电平衡状态：
导体中（包括表面）没有电荷定向移动的状态叫静电平 衡状态。 处于静电平衡状态导体的性质 （1）导体内部的场强处处为零。 （2）导体表面上任何一点的场强方向跟该点的表面垂直。 （3）导体所带的净电荷只分布在导体的外表面上，导体内 部没有净电荷。 （4）处于静电平衡状态的导体是等势体，导体表面是等势 面。