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法拉第籠
閱讀�20725�(shí)間:2011-07-15 09:47:58

  法拉第籠是一�(gè)由金屬或者良�(dǎo)體形成的籠子。由于金屬的靜電等勢(shì)�,可以有效的屏蔽外電�(chǎng)的干�。它是由籠體,高�電源�顯示�控制�四部份組�。是一種用于演示等電勢(shì)、靜電屏蔽和高壓帶電作業(yè)原理的設(shè)��

概述

  從物理學(xué)上講法拉第籠原是指一�(gè)密封的金屬腔體,它最早是由英�(guó)物理�(xué)家法拉第(Michael Farady)根�(jù)靜電平衡原理利用金屬空腔隔離靜電�(chǎng)影響所采用的一種結(jié)�(gòu),該�(jié)�(gòu)后來(lái)被人們稱(chēng)作法拉第圓筒。由物理�(xué)可知,當(dāng)有空腔的�(dǎo)體放入電�(chǎng)中時(shí),導(dǎo)體中的電子要在外電場(chǎng)作用下發(fā)生移�(dòng),達(dá)到靜電平�,電子不再定向移�(dòng),此�(shí)電場(chǎng)分布不隨�(shí)間變�,金屬空腔的�(nèi)表面上處處沒(méi)有電�,電荷只能分布在腔體的外表面。由電場(chǎng)性定�,腔�(nèi)�(méi)有電�(chǎng),電位處處相等,整�(gè)腔體是�(gè)等位�。這樣空腔�(dǎo)體隔離了外電�(chǎng)的作�,使外電�(chǎng)不能透入空腔�(nèi)�。因�,金屬腔體保�(hù)了它所圍的區(qū)�,實(shí)�(xiàn)了靜電屏蔽。在�(shí)際應(yīng)用中,腔體不需要完全密封,如果腔體上有小孔或腔體由金屬�(wǎng)格(�(lèi)似法拉第籠)�(gòu)�,除了直接靠近小孔或�(wǎng)格附�,網(wǎng)格內(nèi)其他地方的電�(chǎng)是非常弱��

原理

  法拉第籠是由籠體、高壓電�、電壓顯示器和控制部分組�。其籠體與大地連通,高壓電源通過(guò)限流電阻�10�(wàn)伏直流高壓輸送給放電�,當(dāng)放電桿距籠體10厘米�(shí),出�(xiàn)放電火花,根�(jù)接地�(dǎo)體靜電平衡的條件,籠體是一�(gè)等位�,內(nèi)部電位為零,電場(chǎng)為零,電荷分布在接近放電桿的外表面上�

  表演�(shí)先請(qǐng)幾位觀眾�(jìn)入籠體后�(guān)閉籠門(mén),操作員接通電�,用放電桿�(jìn)行放電演�。這時(shí)即使籠內(nèi)人員將手貼在籠壁上,使放電桿向手指放�,籠�(nèi)人員不僅不會(huì)觸電,而且還可以體�(yàn)電子�(fēng)的清涼感�(jué)。這是�?yàn)槿梭w觸電的原因是身體的不同部位存在電位差,強(qiáng)電流通過(guò)身體,此�(shí)手指雖然接近放電火花,但放電電流是通過(guò)手指前方的金屬網(wǎng)傳入大地,身體并不存在電位差,沒(méi)有電流通過(guò),所以沒(méi)有觸電的感覺(jué)�

作用

  高壓帶電作業(yè)操作員的防護(hù)服就是用金屬絲制成,接觸高壓線時(shí)形成等電位,人體不通過(guò)電流,起到保�(hù)作用。外殼接地的法拉第籠可以有效地隔絕籠體內(nèi)外的電場(chǎng)和電磁波干擾,這叫做“靜電屏蔽�。許多儀器設(shè)備采用接地的金屬外殼可有效地避免殼體�(nèi)外電�(chǎng)的干��

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