静電シールドの原理
導体が電界強度 E の外部電界に置かれた場合外、導体内部の自由電子は、電界力の影響を受けて電界の方向に逆らって移動します。したがって、負の電荷は導体の一方の側に分布し、正の電荷はもう一方の側に分布します。これが静電誘導現象です。導体内での電荷の再分布により、これらの電荷は、外部電界とは反対方向に、ある電界強度を持つ別の電界を形成します。電界の重ね合わせの原理によれば、導体内部の電界強度は E の重ね合わせに等しくなります。外そしてEで。導体内部の総電界強度がゼロになると、導体内部の自由電子は移動しなくなります。物理学では、導体中で電荷が移動しない状態を静電平衡と呼びます。静電平衡にある導体では、内部の電界強度はどこでもゼロになります。したがって、静電平衡にある導体では、電荷は導体の外表面にのみ分布すると推測できます。この導体が中空の場合、静電平衡に達すると、内部には電界も存在しません。したがって、導体の外殻はその内部を「保護」し、外部電界の影響を受けないようにする。この現象は静電シールドと呼ばれます。
静電シールドの実際的な重要性: シールドは、金属導体シェル内の機器や作業環境を外部電場から保護し、それらの影響を防ぎます。一部の電子機器や測定機器には、干渉を避けるために静電シールドが必要です。たとえば、屋内の高電圧機器は接地された金属カバーまたは緻密な金属メッシュで覆われ、電子管は金属シェルに包まれています。-同様に、全波整流またはブリッジ整流に使用される電源変圧器には、シールドを実現するために、薄い金属シートまたはエナメル線の層が一次巻線と二次巻線の間に巻き付けられ、接地されています。{4}高-活線-作業では、作業者はシールド保護を提供する金属線または導電性繊維で作られた均等化スーツを着用します。静電実験では、地球の近くには約 100 V/m の垂直電場が存在します。電子に対するこの場の影響を排除し、重力だけでの電子の動きを調べるには、eE < meg、つまり E < 10⁻¹⁰ V/m と計算されます。これは、ほぼ非静電的な真空であり、真空にしたキャビティの静電シールドによってのみ達成できます。実際、閉じた導電性キャビティによって実現される静電シールドは非常に効果的です。