Принцип электростатического экранирования
Если проводник помещен во внешнее электрическое поле с напряженностью Eвне, свободные электроны внутри проводника будут двигаться против направления электрического поля под действием силы электрического поля. Таким образом, отрицательный заряд распределяется по одной стороне проводника, а положительный заряд по другой; это явление электростатической индукции. За счет перераспределения зарядов внутри проводника эти заряды образуют другое электрическое поле, противоположное внешнему электрическому полю, с напряженностью электрического поля. По принципу суперпозиции электрических полей напряженность электрического поля внутри проводника равна суперпозиции Евнеи Ев. Когда общая напряженность электрического поля внутри проводника равна нулю, свободные электроны внутри проводника больше не движутся. В физике состояние, при котором заряд в проводнике не движется, называется электростатическим равновесием. В проводнике, находящемся в электростатическом равновесии, напряженность электрического поля внутри всюду равна нулю. Следовательно, можно сделать вывод, что в проводнике, находящемся в электростатическом равновесии, заряд распределяется только по внешней поверхности проводника. Если этот проводник полый, то при достижении электростатического равновесия внутри него также не будет электрического поля. Таким образом, внешняя оболочка проводника «защитит» его внутреннюю часть, делая ее невосприимчивой к внешнему электрическому полю; это явление называется электростатическим экранированием.
Практическое значение электростатической защиты: Экранирование защищает инструменты или рабочую среду внутри металлической оболочки проводника от внешних электрических полей, предотвращая их воздействие на них. Некоторые электронные устройства или измерительное оборудование требуют электростатического экранирования во избежание помех. Например, внутреннее -оборудование, находящееся под высоким напряжением, накрыто заземленной металлической крышкой или плотной металлической сеткой, а электронные лампы заключены в металлические корпуса. Аналогично, силовые трансформаторы, используемые для двухполупериодного или мостового выпрямления, имеют тонкий металлический лист или слой эмалированного провода, намотанный между первичной и вторичной обмотками и заземленный для обеспечения экранирования. При работе на линиях высокого-находящегося-напряжения рабочие носят компенсационные костюмы, изготовленные из металлической проволоки или проводящих волокон, которые обеспечивают экранирующую защиту. В электростатических экспериментах вблизи Земли существует вертикальное электрическое поле напряженностью примерно 100 В/м. Чтобы исключить влияние этого поля на электроны и изучить их движение только под действием силы тяжести, eE < мэг, что соответствует E < 10⁻¹⁰ В/м. Это почти не-электростатический вакуум, достижимый только за счет электростатического экранирования вакуумированной полости. Фактически, электростатическое экранирование, достигаемое закрытой проводящей полостью, очень эффективно.