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法拉第籠,法拉第籠的分類,法拉第籠參數(shù)指標(biāo)等
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法拉第籠,法拉第籠的分類,法拉第籠參數(shù)指標(biāo)等  2011/10/3

目錄

  • 法拉第籠的概述
  • 法拉第籠的原理
  • 法拉第籠的作用
法拉第籠

法拉第籠的概述

  •   從物理學(xué)上講法拉第籠原是指一個密封的金屬腔體,它最早是由英國物理學(xué)家法拉第(Michael Farady)根據(jù)靜電平衡原理利用金屬空腔隔離靜電場影響所采用的一種結(jié)構(gòu),該結(jié)構(gòu)后來被人們稱作法拉第圓筒。由物理學(xué)可知,當(dāng)有空腔的導(dǎo)體放入電場中時,導(dǎo)體中的電子要在外電場作用下發(fā)生移動,最后達到靜電平衡,電子不再定向移動,此時電場分布不隨時間變化,金屬空腔的內(nèi)表面上處處沒有電荷,電荷只能分布在腔體的外表面。由電場唯一性定理,腔內(nèi)沒有電場,電位處處相等,整個腔體是個等位體。這樣空腔導(dǎo)體隔離了外電場的作用,使外電場不能透入空腔內(nèi)部。因此,金屬腔體保護了它所圍的區(qū)域,實現(xiàn)了靜電屏蔽。在實際應(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網(wǎng)格(類似法拉第籠)構(gòu)成,除了直接靠近小孔或網(wǎng)格附近,網(wǎng)格內(nèi)其他地方的電場是非常弱的。

法拉第籠的原理

  •   法拉第籠是由籠體、高壓電源、電壓顯示器和控制部分組成。其籠體與大地連通,高壓電源通過限流電阻將10萬伏直流高壓輸送給放電桿,當(dāng)放電桿尖端距籠體10厘米時,出現(xiàn)放電火花,根據(jù)接地導(dǎo)體靜電平衡的條件,籠體是一個等位體,內(nèi)部電位為零,電場為零,電荷分布在接近放電桿的外表面上。

      表演時先請幾位觀眾進入籠體后關(guān)閉籠門,操作員接通電源,用放電桿進行放電演示。這時即使籠內(nèi)人員將手貼在籠壁上,使放電桿向手指放電,籠內(nèi)人員不僅不會觸電,而且還可以體驗電子風(fēng)的清涼感覺。這是因為人體觸電的原因是身體的不同部位存在電位差,強電流通過身體,此時手指雖然接近放電火花,但放電電流是通過手指前方的金屬網(wǎng)傳入大地,身體并不存在電位差,沒有電流通過,所以沒有觸電的感覺。

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