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磁场的屏蔽问题

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磁场的屏蔽问题,是一个既具有实际意义又具有理论意义的问题。根据条件的不同,电磁场的屏蔽可分为静电屏蔽、静磁屏蔽和电磁屏蔽三种情况,这三种情况既具有质的区别,又具有内在的联系,不能混淆。 静电屏蔽 在静电平衡状态下,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,这是静电屏蔽的理论基础。因为封闭导体壳内的电场具有典型意义和实际意义,我们以封闭导体壳内的电场为例对静电屏蔽作一些讨论。 (一)封闭导体壳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,根发电场。由于壳外壁感应出异号电荷,它们与 q 在壳内空间任一点激发的合场强为零。因而导体壳内部不会受到壳外电荷 q 或其他电场的影响。壳外壁的感应电荷起了自动调节作用。假如把上述空腔导体外壳接地,则外壳上感应正电荷将沿接地线流入地下。静电平衡后空腔导体与大地等势,空腔内场强仍然为零。假如空腔内有电荷,则空腔导体仍与地等势,导体内无电场。这时因空腔内壁有异号感应电荷,因此空腔内有电场。此电场由壳内电荷产生,壳外电荷对壳内电场仍无影响。 由以上讨论可知,封闭导体壳不论接地与否,内部电场不受壳外电荷影响。 (二)接地封闭导体壳外部电场不受壳内电荷的影响。 如果壳内空腔有电荷 q,因为静电感应,壳内壁带有等量异号电荷,壳外壁带有等量同号电荷,壳外空间有电场存在,此电场可以说是由壳内电荷 q 间接产生。也可以说是由壳外感应电荷直接产生的。但假如将外壳接地,则壳外电荷将消逝,壳内电荷 q 与内壁感应电荷在壳外产生电场为零。可见假如要使壳内电荷对壳外电场无影响,必须将外壳接地。这与第一种情况不同。 这里还须注意: ① 我们说接地将消除壳外电荷,但并不是说在任何情况壳外壁都一定不带电。假如壳外有带电体,则壳外壁仍可能带电,而不论壳内是否有电荷。 ② 实际应用中金属外壳不必严格完全封闭,用金属网罩代替金属壳体也可达到类似的静电屏蔽效果,虽然这种屏蔽并不是完全、彻底的。 ③ 在静电平衡时,接地线中是无电荷流动的,但是假如被屏蔽的壳内的电荷随时间变化,或者是壳外附近带电体的电荷随时间而变化,就会使接地线中有电流。屏蔽罩也可能出现剩余电荷,这时屏蔽作用又将是不完全和不彻底的。 总之,封闭导体壳不论...

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