什么是静电屏蔽，_静电屏蔽原理介绍

很多朋友对什么是静电屏蔽，_静电屏蔽原理介绍不是很了解，六月小编刚好整理了这方面的知识，今天就来带大家一探究竟。

网上有网友问开关电源模块的金属外壳要不要接地，也有网友问铜网罩的屏蔽线怎么用。有网友问如何让自己的设备具备抗干扰能力。

其实在中学物理课上我们已经了解到，在静态平衡状态下，导体内部是没有净电荷的，也就是说：如果导体上有电荷，那么电荷就分布在导体表面。图（01）程守柱，《普通物理学》，第2卷，第93页在普通物理中，我们又学过：在静电平衡状态下，空腔导体外的带电体不会影响空腔内的电场分布；对于接地的空腔导体，空腔内的带电体会对空腔外的物体产生影响。

如图（01）所示。这种导体空腔内电场不受外界影响或采用接地空腔导体将空腔内带电体与外界隔离的现象称为静电屏蔽。

图（02）对于前一句“在静电平衡状态下，空腔导体外的带电体不会影响空腔内的电场分布”，可用图（02）举例表示。在图（02）中，空间中没有空腔导体，而是存在均匀电场（力线相互平行）。

然后我们在这个空间里面放一个不带电荷的空心导体，放进去之后电场就变形了，如图（02）。在图（02）中，我们看到空腔导体外的电场不再是均匀场，电场的形状发生了变化。

电场变形是因为外部电场重新分配腔体导体上的电荷，直到这些电荷不再受到电场力的作用，如图中红色和蓝色符号所示。这些电荷在空腔导体上的运动产生了一个新的电场（未显示）。

新产生的电场与原来的均匀电场叠加，一方面使原来的均匀电场发生变形，另一方面使空腔导体内部的电场为零。空腔导体内部的电场为零，这一点很容易从空腔导体上电荷所受的力为零来证明。

当外加电场不是恒定电场而是交变电场时，空心导体内部电场为零的结论不再成立，因为电荷在空心导体壳上的重新分布需要时间，无法平衡立即地。但只要频率不太高，电荷在腔体导体上重新分布所需的时间可以忽略不计，腔体导体内部电场为零的结论还是近似成立的。

事实上，如果导体外壳不薄到纳米量级，即使频率高达几十GHz，空腔导体内部的电场仍然很小。图（02）中蓝色下划线的一句话“一个接地的空腔导体，空腔内的带电体不会影响空腔外的物体”，也只有在静电场的情况下才成立。

如果空腔内的带电体在运动，如图（03）所示，带电体处于高速旋转运动，带电体的运动会对空腔外部产生影响，也因为它腔体导体上的电荷重新分布需要时间。但是和划线部分一样，只要频率不是太高，内部带电体对空腔导体没有影响的结论还是近似成立的。

但是需要注意的是，这个结论只有在空腔导体接地的情况下才成立。如果空腔导体不接地，空腔导体内部的带电体仍然会对外部产生影响，即使是在有静电的情况下。

图(03)对电子设备的干扰可分为电场干扰、磁场干扰、电磁场干扰和传导干扰。本贴只讲电场干扰。

电场干扰是由于干扰源与受扰电子设备的某些电路之间存在分布电容引起的。对于初学者来说，这些分布电容可能很难区分，因为它们是看不见的。

但是这个分布电容肯定是存在的。图（04）用两个导体板A1和A2表示干扰源S和被干扰设备R之间的分布电容，A1可能是干扰源中的一根导线，A2可能是被干扰中电路板上的一根导线device 或者一个元件，A1和A2可能没有图（04）那么明显的体积。

请注意，攻击者S 和受害者R 有一个共同点。图(04)显然，A1和A2构成了一个电容。

根据电气原理图的绘制方法，可以绘制成图（05）的形式。图(05)可以清楚地看到图（05）所示的形式。

干扰信号经电容C和电阻R分压，一部分S信号电压分压在R上，C越大，R越大，分布在R上的电压越大，反之亦然.对于相同的C和R，频率越高，R上的电压越大。这就是为什么高频电场干扰往往很强的原因。

从以上描述可知，受干扰设备的输入端阻抗越低，即R越小，越不容易受到电场的干扰。是这样吗？确实如此。

电子设备的输入阻抗越低，就越不容易受到电场的干扰。但是，低阻抗设备可能更容易受到磁场的干扰。

这是我们在生产中需要注意的。图(06)如果我们在A1和A2之间插入一块导体板B，将B接到S和R的公共点，则B和A组成的电路A2如图（07）所示。

图(07)图（07）按照通常的方法绘制就变成了图（08）。其中，C1为A1与B形成的电容，C2为B与A2形成的电容。

在图（08）中，我们可以看到干扰源S的信号通过电容C1短接到公共点，被干扰设备R上没有干扰源的干扰信号。图(08)图（08）只是真实情况的一个近似值。

实际上，B插入后，R上就没有干扰信号了。图（06）中插入导体板B后，A1和A2之间仍然存在分布电容（图中未画出），但分布电容A1 和A2 之间的值比未插入B 之前小得多，但不为零。

为了使A1和A2之间的分布电容为零，R根本不受扰动，只能用良导体将受扰器件R完全包裹起来，形成空腔导体，这是很难实现的。但是，当A1和B、B和A2之间的距离相对于板子的尺寸比较小时，插入B可以将S对R产生的干扰降低到千分之一的数量级。

这可以看作是插入B后A1和A2之间的分布电容减小到千分之一的量级。这是静电屏蔽的应用。

实际上，B不一定是实心导体板。即使B是网状的，上面有很多孔，也能起到很好的静电屏蔽作用。

如（09）所示。图(09)图（10）是开关电源模块。

在它的外壳上我们看到许多孔。有了这些孔，空气就可以流通，帮助开关电源模块散热，所以这些孔被称为散热孔。

虽然孔很多，模块的一端没有封闭，但铝制外壳还是能起到很好的静电屏蔽作用。图（10）有一种导线，在绝缘层外包一层铜网。

这种线通常称为屏蔽线。屏蔽线中的电线或多或少，少则一根，多则几十根。

图（11）为屏蔽线，三根绝缘线用铜网包好。屏蔽线的铜丝网就是屏蔽层。

图（11）在生产活动中，我们经常会用到示波器。示波器的输入阻抗很高，一般为兆欧甚至十兆欧。

它的灵敏度也很高，普通示波器通常可以达到5mV/div甚至2mV/div。因此，示波器的输入端极易受到电场干扰。

因此，示波器的探头必须使用屏蔽线，如图（12）所示。图（12）普通示波器探头连接线外面的铜丝网，一端连接示波器BNC插头的螺母，另一端连接包裹在探头外的铜套，使探头内部的所有元器件被覆盖在盾牌中。

这些元件通常是一个电阻器和一个小的可变电容器。可变电容器也放置在BNC 插头附近，如图(12) 中的探头。

普通示波器探头使用的屏蔽线，内部只有一根导线。图（04）中，干扰源S和被干扰设备R有共同点。

但是，在某些情况下，我们可能找不到干扰源和被干扰设备的共同点。经常会受到干扰，但是干扰源不是很确定，比如示波器，你在使用之前不知道干扰源在哪里。

还有一种情况就是知道这个设备是强干扰源，比如开关电源模块，但是不知道会干扰到哪个设备。在这种情况下，静电屏蔽应该连接在哪里？从图（01）到图（10）所描述的内容，我们可以知道：如果您正在考虑设备可能受到的干扰，静电屏蔽应连接到设备的“地”。

例如图（12）所示的示波器探头，其静电屏蔽层为屏蔽线的铜丝网，应与示波器输入放大器的“地”相连。但是，示波器输入放大器的“地”不一定是真正的大地，而是示波器各电路的公共参考点。

同样，如果功放的信号输入端有静电屏蔽，也应与功放的“地”相连。如果您正在考虑可能干扰其他电子设备的设备，则静电屏蔽应连接到真正的大地。

例如图（10）所示的开关电源就是一个非常强的干扰源。它的金属外壳应该连接到真正的大地。

图中可以看到接线端子右侧有一个螺丝，是和金属外壳连接的。金属外壳应通过此螺钉接地。

如果开关电源模块放置在机架上，至少应与机架相连。

以上就是关于什么是静电屏蔽，_静电屏蔽原理介绍的知识，希望能够帮助到大家！