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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.
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空腔导体壳接地与否，外界 均对壳内电场无任何影响， 例如在电子仪器、或传输微弱信号 的导线中都常用金属壳或金属网作 静电屏蔽。
腔外表面的电荷 分布不影响腔内 电场分布
外 界 不 影 响 内 部

U=C1
U=C1
U C
外界不影响内部
但是腔内有无电荷对 腔外有不同的影响。
E0
＇ E E0 E 0
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导体内电场强度 外电场强度
感应电荷电场强度 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 是 等 势 体
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E dl U E dl 0

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 不带电荷。金属空腔是零等势体。 U=0 •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 大地电荷部分中和，所带电荷的多少
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静电屏蔽的原理与应用
•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
道坦克兵不怕触电吗？
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什么是静电屏蔽？？？？
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有关静电屏蔽的流程图
自由电子
外电场E定向移动
静电感应
感 应 电 场 合 场 强 减 弱
导体内部E=0 静电屏蔽
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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
+
++ + ++ +
+
+
感应电荷
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E0 ＇ E E0
+ + + + + + + +
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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”
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 2014-6-1 7 内的电场的影响～空腔导体的静电屏蔽原理
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
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.
导体内部电势相等
+ +
导体表面是等势面
en
+
+
E
d+ l
+
eτ
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U AB
AB
E dl 0
A
B
屏蔽服
屏蔽线
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
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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。 2014-6-1
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10Biblioteka 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。
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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.
+
+ + +
q
+
接地导体电势为零 问：空间各部
分的电场强度如何
q
+
+
q
+
分布 ？
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对静电屏蔽的总结
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。
Q' +
q
–q
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。 2014-6-1
Q+q’
U=0
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当第二类空腔导体接地 不影响外界 E 0 时金属空腔是零等势体， 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 U=0 影响外界，也不受外界 外界不影响内部 影响。 q Q' 例如高压设备 –q 都用金属导体 互壳 壳接地做保护， 不内 影外 它起静电屏蔽 响场 作用，内外互 U=0 不影响。 Q+q’