法拉第籠實驗報告

法拉第籠實驗報告

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　　【實驗目的】了解接地金屬殼靜電感應是的電荷分布及電位特點；認識經典屏蔽的原理

　　【操作方法】

　　1、參與實驗者進入法拉第籠，關好籠門；

　　2、打開高壓電源，將高壓探棒靠近法拉第籠；

　　3、調節電位器，逐漸調高電壓到探棒與籠身發生放電，打出電弧，觀察此時的電壓；

　　4、實驗者在籠內將手放在打出電弧的位置，不會有觸電的感覺；

　　5、調低電壓后關閉電源，用探棒對法拉第籠充分放電；

　　6、打開籠門，實驗者走出法拉第籠。

　　【注意事項】

　　1、實驗進行期間，實驗者不可打開籠門，觀眾不可擅自靠近法拉第籠和高壓探棒；

　　2、務必在關閉電源后，用探棒對法拉第籠充分放電，實驗者方可打開法拉第籠門。

　　【實驗原理】

　　籠體與大地相連，高壓電源通過限流電阻將上萬伏直流電壓輸送給探棒，當高壓棒尖端靠近籠體時，法拉第籠發生靜電感應。根據導體靜電平衡條件，感應電荷分布在籠的外表面，靠近電壓棒處電荷密度大，周圍電場強，籠的外表面與高壓棒之間放電。根據接地導體靜電平衡的條件，籠體是一個等位體，內部電位為零，電場為零，電荷分布在接近放電桿的外表面上。法拉第籠無論被加上多高的電壓內部也不存在電場。而且由于金屬的導電性，即使籠子通過很大的電流，內部的物體通過的電流也微乎其微。在面對電磁波時，可以有效的阻止電磁波的進入。

　　法拉第籠是一個理想環境，是建立在空間的一個大屏蔽網絡。將其接地后，第一，它可以屏蔽雷電產生的電磁脈沖，防止里面的弱電設備和人員遭受損傷；第二，它可以把強大的感應電荷泄入大地。

　　【原理應用】

　　1、高壓作業人員帶電工作時，可通過穿著用金屬絲制成的防護服。當接觸高壓線時，形成了等電位，使得作業人員的身體沒有電流通過，起到了很好的保護作用。

　　2、汽車就是一個法拉第籠，由于汽車外殼是個大金屬殼，形成了一個等位體，當駕駛員在雷雨天行駛時，車里的人不用擔心遭到雷擊。

　　3、將精密儀器設備的金屬外殼接地，有效地避免了不必要的電磁干擾以及雷電襲擊。

　　【實驗思考】

　　1、法拉第籠的演示還說明了外殼接地的法拉第籠可有效地隔絕籠體內外電磁波干擾從而起到靜電屏蔽作用。

　　2、即使住在法拉第籠子里，也不能完全避免電磁輻射。法拉第籠不能屏蔽靜電和低速變化的磁場，比如地磁，在法拉第籠里，指南針照樣能工作。因而不可能完全避免電磁輻射。

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