Die Verwendung der elektrostatischen Induktion in der Technologie

Bei elektrostatischer Induktion erscheint eine elektrische Ladung auf der Oberfläche eines Leiters, der in ein externes elektrostatisches Feld eingeführt wird. Diese Ladung, die sich auf der Oberfläche des Leiters ansammelt, wird als induzierte oder induzierte Ladung bezeichnet. Darüber hinaus haben die induzierten Ladungen auf den gegenüberliegenden Seiten eines solchen Leiters das entgegengesetzte Vorzeichen - einerseits ist es positiv, andererseits negativ.

Die Ansammlung von Ladung auf der Oberfläche des Körpers während der elektrostatischen Induktion tritt auf, bis das intrinsische elektrostatische Feld dieses Körpers das äußere elektrostatische Feld, in das dieser Körper gebracht wird, fast vollständig kompensiert. Dies geschieht bei Körpern mit hoher Leitfähigkeit, dh bei Metallen mit niedrigem spezifischen Widerstand.

Das Phänomen der elektrostatischen Induktion wird in der Technologie verwendet. Es dient beispielsweise zum Schutz vor externen elektromagnetischen und elektrostatischen Feldern verschiedener empfindlicher Schaltkreise.

Solche Schaltungen umfassen hauptsächlich: Mess-, Empfangs-, Hochfrequenz- und Sendeschaltungen. Zum Schutz werden spezielle Metallgitter in Form von Netzen oder Gehäusen hergestellt, die geerdet oder galvanisch mit der negativen Elektrode des geschützten Stromkreises verbunden sind.

Elektrostatischer Schutz, Faradayscher Käfig

Das elektrostatische Schutzgerät wird aufgerufen Faradayscher Käfig mit dem Namen seines Erfinders Michael Faraday. Der englische Physiker Michael Faraday, der Vater des Gesetzes der elektromagnetischen Induktion, schuf dieses Gerät 1836.

In der einen oder anderen Form wird der Faradaysche Käfig immer noch in der Technologie verwendet, um elektronische Geräte und Technologien vor externen elektromagnetischen Feldern zu schützen (abzuschirmen). Normalerweise ist dies eine Zelle aus einem Material mit niedrigem spezifischen Widerstand oder einer hohlen, gut leitenden Stromstruktur der richtigen Form.

Der elektrostatische Schutz auf Basis eines Faradayschen Käfigs funktioniert nach folgendem Prinzip. Wenn eine geschlossene leitende Hülle in ein elektrisches Feld eintritt, kommen die darin enthaltenen freien Elektronen unter dem Einfluss dieses Feldes in Bewegung. Infolgedessen erhalten, wie oben beschrieben, die gegenüberliegenden Seiten der Zelle entgegengesetzte Ladungen, die das externe elektrische Feld mit ihren Feldern kompensieren.

Diese Art des Schutzes gilt nur zur Abschirmung gegen ein elektrisches Feld, während natürlich ein konstantes Magnetfeld in die Schutzhülle eindringt.

Ein elektrisches Wechselfeld erzeugt ein magnetisches Wechselfeld, das wiederum ein elektrisches Wechselfeld erzeugt. Wenn daher das elektrische Wechselfeld durch einen elektrostatischen Schutz auf der Grundlage des Faradayschen Käfigs blockiert wird, gelangt das magnetische Wechselfeld nicht zu den geschützten Elementen im Inneren, da es in diesem Bereich einfach nicht erzeugt wird.

Elektrostatische Induktion und alternative Energie

Von großer Bedeutung ist die elektrostatische Induktion für das Gebiet der neuesten alternativen Energie. Der elektrostatische Effekt auf die atmosphärische Luft ermöglicht es, die darin geladenen Teilchen zu technischen Geräten zu leiten, die elektrische Ladung sammeln.

Im Normalzustand rasen geladene Teilchen einfach aufgrund des Phänomens der thermischen Bewegung zufällig in der Luft herum. Gleichzeitig reiben sie aneinander und laden sich positiv und negativ auf - so entstehen positive und negative Ionen.

Technische Geräte können aufgrund des Phänomens der elektrostatischen Induktion mit diesen Ionen interagieren und ihre Ladungen wie in einem Elektrolyten einer geladenen Batterie verwenden.Diese Richtung wurde in den letzten Jahren von Liebhabern alternativer Energie und Elektrostatik aktiv untersucht.