跨步電壓與靜電屏蔽

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1、神奇的靜電屏蔽 文章來源：林柏青 發(fā)布者：sally 發(fā)布時間：2009-11-9 下圖是澳洲冒險家完成的，50萬伏電壓流過身體時照片。在這張照片里他模仿了著名雕像思考者的動作。在感嘆他的勇敢和具有冒險精神的時候。我們不禁會問。為什么他沒事呢？這里涉及到了一個基本的電學(xué)知識——靜電平衡。 我們都知道電流就想水流一樣具有流動性。水流是水在流動，那么電流是什么在流動嗎？是導(dǎo)體中的負電荷（電子）在移動。同時我們知道其實水也不會無緣無故的流動。想想看一杯水，它能流動嗎？不行。所以有句諺語，水往低處流。其實這是由于水的重力拉動了水（想想傾斜的水杯，

2、水流出來了）。同樣的電流也是從高的地方流到低的地方。當(dāng)然要注意，是電荷的移動。 接下來我們看下是什么促使電荷移動的。當(dāng)然這促使我們研究電荷之間有怎樣的力的作用。（因為從靜止到運動必須要有力的作用）從電荷來說，促使他運動的力是電場力。自然界中存在2種電荷，一種是正電荷，一種是負電荷（剛剛已經(jīng)說過了導(dǎo)體中移動的負電荷）。同一種電荷間會相互排斥，不同種的電荷會相互吸引。這個和磁鐵和相似。正是源于電荷之間的力的作用。電荷移動起來，形成了電流。 那么什么是靜電平衡呢。 看上面的這個圖，藍色的區(qū)域是一個金屬做的一個殼。E表示的是電荷間的力的作用。雖然在殼的

3、外面有電場力的作用。就是說電荷在外面會和傾斜的水杯一樣會運動。注意要是人體內(nèi)也有電荷移動，那么你就觸電了。 當(dāng)然神奇的在這里，雖然外面很危險，但是在導(dǎo)體殼的里面。E卻是0。也就是說這就像杯子里的水一樣，不會流出來。當(dāng)然不一定要是外殼，金屬絲也可以。 所以我們可以解釋一開的現(xiàn)象。那位冒險家身穿金屬絲制的衣服，頭上帶的金屬頭盔。那樣外殼就保護了他不受電擊。當(dāng)然他的這一實驗還是很危險的。如果他身上的金屬衣服包裹的不掩嚴實的話，他也會有一定得危險。當(dāng)然最主要的是說是一回事，真的去做就是另外一回事了。這個實驗由于涉及到高壓。因此還是十分危險的，請不要模仿。 　David Bla

4、ine，作為近年來在美國急速竄紅的新銳魔術(shù)師，以驚世駭俗的大膽創(chuàng)意而聞名。2012年10月5日至8日，David Blaine將會在紐約54號碼頭帶來全新的現(xiàn)場魔術(shù)表演“極電72小時”。 魔術(shù)表演“極電72小時”(點擊更多高清美圖) 他將連續(xù)三天三夜，置身一百萬伏電壓的人工閃電裝置。七個特斯拉線圈構(gòu)成的巨型金屬球狀發(fā)電器，時時生成肉眼可見的拱形電流。屆時David會穿上特制的通電金屬衣和頭盔，整整三天不眠，不食，不坐 大衛(wèi)布萊恩是一位享有世界聲譽的著名魔術(shù)師，最近他又再次以一臺讓人難以置信的演出贏得世界矚目。他在紐約西側(cè)54號碼頭的一座約6高的柱子上進行了他瘋狂的體驗行動：他站在這根柱子

5、上，外面被一個通有100萬伏特電壓的高壓電穹頂環(huán)繞，他將在這根柱子上停留3天3夜。 按照事先安排，這位39歲的勇士身著盔甲防護服，戴著頭盔和面罩，作為對強電流的防護措施?，F(xiàn)場使用的電流使用7臺所謂特斯拉線圈設(shè)備產(chǎn)生放電，包圍布萊恩所站的柱臺。在表演開始之前，布萊恩和自己年幼的女兒和未婚妻通了話，不過最后比原定開始表演的時間，即晚上7點30分晚了45分鐘左右。 一臺小型電梯將其送上柱臺，隨后布萊恩向著歡呼的人群揮手致意，看上去他的表情中自信的成分多過緊張。但早些時候布萊恩承認，站在這些由自己構(gòu)建的人工閃電網(wǎng)中時間太長會存在無法預(yù)知的風(fēng)險。大批民眾聚集在表演現(xiàn)場觀看這驚人一幕，還有無數(shù)觀眾在網(wǎng)

6、絡(luò)上觀看同步直播。 由于在柱臺上長時間無法動彈，布萊恩借助一根連接起頭盔開口的管子喝水，還有另一根管子連接著他的下身，用于排尿。他在表演時身穿的鐵甲服重27磅（約合12.24公斤），其設(shè)計是讓電流能通過這套衣服而不至于接觸布萊恩的皮膚。 除了鐵甲服裝之外，布萊恩的鞋子也是鐵質(zhì)的，他還佩戴了開放式的頭盔，以便可以通過一根管子讓自己能喝到水。不過在整個表演期間都會有一個安全保障小組，他們將時刻密切監(jiān)視著布萊恩的一舉一動，確保他不會用自己戴著通電手套的手指去觸摸自己的臉 這場演出名為《通電：100萬伏特電壓持續(xù)連通》，該演出對公眾開放。在接下來的幾天內(nèi)，公眾和現(xiàn)場觀眾們還將

7、有機會向電穹中的布萊恩提問，他說他將會嘗試進行回答。在此過程中他將嘗試控制身體周遭的閃電并讓自己保持清醒。在表演期間的3天3夜時間里，布萊恩將不會進食任何食物。 跨步電壓與靜電屏蔽（原創(chuàng)） 人教版高中《物理》第一冊（必修）“緒言”中的“圖0--3”，講的是學(xué)生用高壓電電擊鳥籠，鳥籠內(nèi)鳥落腳的地方都是用金屬絲和鳥籠連接在一起的，鳥站的地方是導(dǎo)電的，但鳥還是“安然無恙”。教材結(jié)論為：鳥不會被電擊中，是因為鐵籠對鳥起到屏蔽作用。 在準(zhǔn)備《靜電中的導(dǎo)體》一課時，我想到鳥落在高壓線上是也是安然無恙，如果學(xué)生提出這樣的問題：“高壓線上的鳥都沒事，籠子里更不會有事了”我該怎么回 屏蔽服介紹：

8、電磁屏蔽服為三層結(jié)構(gòu)式，相互之間用紐扣來脫卸。 功能層采用多靶真空磁控濺射鍍膜技術(shù)與復(fù)合鍍膜抗氧化技術(shù)，使產(chǎn)品的金屬結(jié)合性、抗磨損、抗腐蝕性能大幅提高；經(jīng)檢測，磨擦次數(shù)達到400,000次以上。 襯里使用高級導(dǎo)電碳素纖維防靜電面料，最大限度抑制在空氣干燥的環(huán)境產(chǎn)生的靜電。 外層采用高支精紡60%棉40%滌棉面料，手感柔順，穿著輕盈透氣。 分體工裝：紐扣門襟，配帽子，雙胸袋，每套衣、褲、帽、手套、襪子、鞋。 屏蔽服特點： 1. 屏蔽夾層可拆卸、免水洗，避免了洗滌造成屏效的下降的情況。 2. 工作頻率寬，屏蔽效能高，性能穩(wěn)定，單層裹嚴手機打不通。 屏蔽服適用群體 應(yīng)用

9、于長期工作在電磁輻射工作環(huán)境中的群體，有效衰減電磁輻射對人體的危害，是工作在電磁輻射環(huán)境人群中的理想防護產(chǎn)品。 1發(fā)電供電系統(tǒng)、電臺、電視臺、電信、通訊、雷達、導(dǎo)航、證券等機房的工作人員； 2采用高頻或微波設(shè)備生產(chǎn)的工作人員； 3使用電子設(shè)備、儀器的生產(chǎn)科研人員； 4在醫(yī)療設(shè)備、電子理療、高頻焊接、淬火、熔煉、塑料熱合、食品干燥等環(huán)境工作的人員； 5工作和生活在強輻射區(qū)的兒童、未婚青年男女及孕婦； 6長期處于電腦、復(fù)印機、家用電器等電磁輻射影響的人群； 7帶心臟起博器及其他對電磁輻射敏感的人群。 靜電屏蔽有兩方面的意義，其一是實際意義：屏蔽使金屬導(dǎo)體殼內(nèi)的儀器或工作環(huán)境不受外部

10、電場影響，也不對外部電場產(chǎn)生影響。有些電子器件或測量設(shè)備為了免除干擾，都要實行靜電屏蔽，如室內(nèi)高壓設(shè)備罩上接地的金屬罩或較密的金屬網(wǎng)罩，電子管用金屬管殼。又如作全波整流或橋式整流的電源變壓器，在初級繞組和次級繞組之間包上金屬薄片或繞上一層漆包線并使之接地，達到屏蔽作用。在高壓帶電作業(yè)中，工人穿上用金屬絲或?qū)щ娎w維織成的均壓服，可以對人體起屏蔽保護作用。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，研究電子只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”，這只有對抽成真空的空腔進行靜電屏蔽才能實現(xiàn)

11、。事實上，由一個封閉導(dǎo)體空腔實現(xiàn)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(dǎo)出來的，如果庫侖定律中的平方反比指數(shù)不等于2就得不出高斯定理。反之，如果證明了高斯定理，就證明庫侖定律的正確性。根據(jù)高斯定理，絕緣金屬球殼內(nèi)部的場強應(yīng)為零，這也是靜電屏蔽的結(jié)論。若用儀器對屏蔽殼內(nèi)帶電與否進行檢測，根據(jù)測量結(jié)果進行分析就可判定高斯定理的正確性，也就驗證了庫侖定律的正確性。最近的實驗結(jié)果是威廉斯等人于1971年完成的，指出在式 　　F=q1q2/r2δ中，δ＜（2.73.1）10-16， 　　可見在現(xiàn)階段所能達到的實驗精度內(nèi)，庫侖定律的平方反比關(guān)系是嚴格成立的。從實際應(yīng)用的觀點看，我們可以認為它是正確的。 　　處于靜電平衡狀態(tài)的導(dǎo)體，內(nèi)部的場強處處為零。把一個實心導(dǎo)體挖空，變成一個導(dǎo)體殼，殼內(nèi)的場強仍處處為零。這樣，導(dǎo)體殼就可以保護它所包圍的區(qū)域，使這個區(qū)域不受外部電場的影響，這種現(xiàn)象叫做靜電屏蔽。