渦街流量計通常采用金屬外殼,外殼的屏蔽效應可以防止電場和射頻幹擾;對於磁場的幹擾,可以在內部電路設計中通過優選非磁性元件、印(yin)刷(shua)電(dian)路(lu)板(ban)合(he)理(li)布(bu)線(xian)等(deng)辦(ban)法(fa)解(jie)決(jue),隨(sui)著(zhe)電(dian)子(zi)技(ji)術(shu)的(de)發(fa)展(zhan)和(he)製(zhi)造(zao)工(gong)藝(yi)的(de)完(wan)善(shan)也(ye)不(bu)成(cheng)問(wen)題(ti)。因(yin)此(ci)抗(kang)電(dian)磁(ci)幹(gan)擾(rao)主(zhu)要(yao)是(shi)抗(kang)地(di)線(xian)電(dian)流(liu)幹(gan)擾(rao)。根(gen)據(ju)條(tiao)件(jian)的(de)不(bu)同(tong),電(dian)磁(ci)場(chang)的(de)屏(ping)蔽(bi)可(ke)分(fen)為(wei)靜(jing)電(dian)屏(ping)蔽(bi)、靜磁屏蔽和電磁屏蔽三種情況。
在靜電平衡狀態下,不論是空心導體還是實心導體;不(bu)論(lun)導(dao)體(ti)本(ben)身(shen)帶(dai)電(dian)多(duo)少(shao),或(huo)者(zhe)導(dao)體(ti)是(shi)否(fou)處(chu)於(yu)外(wai)電(dian)場(chang)中(zhong),必(bi)定(ding)為(wei)等(deng)勢(shi)體(ti),其(qi)內(nei)部(bu)場(chang)強(qiang)為(wei)零(ling),這(zhe)是(shi)靜(jing)電(dian)屏(ping)蔽(bi)的(de)理(li)論(lun)基(ji)礎(chu)。所(suo)以(yi)我(wo)們(men)應(ying)該(gai)在(zai)渦(wo)街(jie)流(liu)量(liang)計(ji)遇(yu)到(dao)磁(ci)場(chang)時(shi)候(hou),應(ying)選(xuan)擇(ze)靜(jing)電(dian)屏(ping)蔽(bi)方(fang)式(shi)來(lai)避(bi)免(mian):
封閉導體殼內部電場不受殼外電荷或電場影響
如殼內無帶電體而殼外有電荷q,zejingdianganyingshikewaibidaidian。jingdianpinghengshikeneiwudianchang。zhebushishuokewaidianhebuzaikeneichanshengdianchang,genfadianchang。youyukewaibiganyingchuyihaodianhe,tamenyuq在殼內空間任一點激發的合場強為零。因而導體殼內部不會受到殼外電荷q或huo其qi他ta電dian場chang的de影ying響xiang。殼ke外wai壁bi的de感gan應ying電dian荷he起qi了le自zi動dong調tiao節jie作zuo用yong。如ru果guo把ba上shang述shu空kong腔qiang導dao體ti外wai殼ke接jie地di,則ze外wai殼ke上shang感gan應ying正zheng電dian荷he將jiang沿yan接jie地di線xian流liu入ru地di下xia。靜jing電dian平ping衡heng後hou空kong腔qiang導dao體ti與yu大da地di等deng勢shi,空kong腔qiang內nei場chang強qiang仍reng然ran為wei零ling。如ru果guo空kong腔qiang內nei有you電dian荷he,則ze空kong腔qiang導dao體ti仍reng與yu地di等deng勢shi,導dao體ti內nei無wu電dian場chang。這zhe時shi因yin空kong腔qiang內nei壁bi有you異yi號hao感gan應ying電dian荷he,因yin此ci空kong腔qiang內nei有you電dian場chang。此ci電dian場chang由you殼ke內nei電dian荷he產chan生sheng,殼ke外wai電dian荷he對dui殼ke內nei電dian場chang仍reng無wu影ying響xiang。
由以上討論可知,封閉導體殼不論接地與否,內部電場不受殼外電荷影響。
接地封閉導體殼外部電場不受殼內電荷的影響
如果殼內空腔有電荷q,因為靜電感應,殼內壁帶有等量異號電荷,殼外壁帶有等量同號電荷,殼外空間有電場存在,此電場可以說是由殼內電荷q間接產生。也可以說是由殼外感應電荷直接產生的。但如果將外殼接地,則殼外電荷將消失,殼內電荷q與內壁感應電荷在殼外產生電場為零。可見如果要使殼內電荷對殼外電場無影響,必須將外殼接地。
那麼什麼又叫做靜電屏蔽呢?封閉導體殼不論接地與否,內部電場不受殼外電荷與電場影響;接地封閉導體殼外電場不受殼內電荷的影響。這種現象,叫靜電屏蔽。靜電屏蔽有兩方麵的意義:
屏(ping)蔽(bi)使(shi)金(jin)屬(shu)導(dao)體(ti)殼(ke)內(nei)的(de)儀(yi)器(qi)或(huo)工(gong)作(zuo)環(huan)境(jing)不(bu)受(shou)外(wai)部(bu)電(dian)場(chang)影(ying)響(xiang),也(ye)不(bu)對(dui)外(wai)部(bu)電(dian)場(chang)產(chan)生(sheng)影(ying)響(xiang)。有(you)些(xie)電(dian)子(zi)器(qi)件(jian)或(huo)測(ce)量(liang)設(she)備(bei)為(wei)了(le)免(mian)除(chu)幹(gan)擾(rao),都(dou)要(yao)實(shi)行(xing)靜(jing)電(dian)屏(ping)蔽(bi),如(ru)室(shi)內(nei)高(gao)壓(ya)設(she)備(bei)罩(zhao)上(shang)接(jie)地(di)的(de)金(jin)屬(shu)罩(zhao)或(huo)較(jiao)密(mi)的(de)金(jin)屬(shu)網(wang)罩(zhao),電(dian)子(zi)管(guan)用(yong)金(jin)屬(shu)管(guan)殼(ke)。又(you)如(ru)作(zuo)全(quan)波(bo)整(zheng)流(liu)或(huo)橋(qiao)式(shi)整(zheng)流(liu)的(de)電(dian)源(yuan)變(bian)壓(ya)器(qi),在(zai)初(chu)級(ji)繞(rao)組(zu)和(he)次(ci)級(ji)繞(rao)組(zu)之(zhi)間(jian)包(bao)上(shang)金(jin)屬(shu)薄(bo)片(pian)或(huo)繞(rao)上(shang)一(yi)層(ceng)漆(qi)包(bao)線(xian)並(bing)使(shi)之(zhi)接(jie)地(di),達(da)到(dao)屏(ping)蔽(bi)作(zuo)用(yong)。在(zai)高(gao)壓(ya)帶(dai)電(dian)作(zuo)業(ye)中(zhong),工(gong)人(ren)穿(chuan)上(shang)用(yong)金(jin)屬(shu)絲(si)或(huo)導(dao)電(dian)纖(xian)維(wei)織(zhi)成(cheng)的(de)均(jun)壓(ya)服(fu),可(ke)以(yi)對(dui)人(ren)體(ti)起(qi)屏(ping)蔽(bi)保(bao)護(hu)作(zuo)用(yong)。
在靜電實驗中,因地球附近存在著大約100V/m的豎直電場。要排除這個電場對電子的作用,研究電子隻在重力作用下的運動,則必須有eE<meg,可算出E<10-10V/m,這是一個幾乎沒有靜電場的“靜電真空”,這隻有對抽成真空的空腔進行靜電屏蔽才能實現。事實上,由一個封閉導體空腔實現的靜電屏蔽是非常有效的。
其二是理論意義:間接驗證庫侖定律。高斯定理可以從庫侖定律推導出來的,如果庫侖定律中的平方反比指數不等於2就jiu得de不bu出chu高gao斯si定ding理li。反fan之zhi,如ru果guo證zheng明ming了le高gao斯si定ding理li,就jiu證zheng明ming庫ku侖lun定ding律lv的de正zheng確que性xing。根gen據ju高gao斯si定ding理li,絕jue緣yuan金jin屬shu球qiu殼ke內nei部bu的de場chang強qiang應ying為wei零ling,這zhe也ye是shi靜jing電dian屏ping蔽bi的de結jie論lun。若ruo用yong儀yi器qi對dui屏ping蔽bi殼ke內nei帶dai電dian與yu否fou進jin行xing檢jian測ce,根gen據ju測ce量liang結jie果guo進jin行xing分fen析xi就jiu可ke判pan定ding高gao斯si定ding理li的de正zheng確que性xing,也ye就jiu驗yan證zheng了le庫ku侖lun定ding律lv的de正zheng確que性xing。最zui近jin的de實shi驗yan結jie果guo是shi威wei廉lian斯si等deng人ren於yu1971年完成的,指出在式
F=q1q2/r2±δ中,δ<(2.7±3.1)×10-16,
可見在現階段所能達到的實驗精度內,庫侖定律的平方反比關係是嚴格成立的。
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