Номер 4, страница 333 - гдз по физике 10 класс учебник Хижнякова, Синявина

Основы электродинамики. Глава 12. Разность потенциалов. Энергия электростатического поля. Параграф 60. Проводники в электростатическом поле. Вопросы - номер 4, страница 333.

Условие.

4. На чём основана электростатическая защита чувствительных измерительных приборов?

Решение.

Электростатическая защита чувствительных измерительных приборов основана на явлении, которое заключается в том, что напряженность электростатического поля внутри замкнутой проводящей оболочки равна нулю, независимо от того, какие заряды и поля находятся снаружи. Это явление также известно как экранирование или эффект клетки Фарадея.

Принцип действия защиты следующий:

1. Когда проводящий замкнутый корпус (например, металлический ящик или сетка), в который помещен прибор, попадает во внешнее электростатическое поле, свободные электрические заряды (электроны) в материале корпуса приходят в движение. Они перераспределяются по поверхности корпуса.

2. Отрицательные заряды (электроны) смещаются против направления силовых линий внешнего поля, скапливаясь на одной стороне корпуса. Соответственно, на противоположной стороне возникает избыток положительных зарядов (ионов кристаллической решетки).

3. Это перераспределение зарядов, называемое электростатической индукцией, создает внутри проводника собственное электрическое поле. Это индуцированное поле направлено противоположно внешнему полю и в точности компенсирует его по величине.

4. В результате суммарное (результирующее) электростатическое поле внутри всего объема проводника и в полости внутри него становится равным нулю ($E_{внутри} = 0$).

Таким образом, помещая чувствительный прибор в металлический корпус, его изолируют от влияния внешних электрических полей, которые могли бы внести погрешность в измерения или повредить его компоненты.

Ответ: Электростатическая защита основана на явлении электростатической индукции, из-за которого напряженность электрического поля внутри замкнутой проводящей оболочки (например, металлического корпуса прибора) всегда равна нулю, что защищает содержимое от воздействия внешних полей.