Клетка Фарадея

[jast321]

Здравствуйте,подскажите пожалуйста, Смотрел на ютубе опыты с клеткой Фарадея. Саму клетку всегда заземляют ( без заземления видео не нашёл) и после чего измеряют поле внутри сетки поднося к внешней стороны клетке заряженное тело. Поле внутри клетки при этом отсуцтвует.
Вопрос, а если внешнюю сетку не заземлять, поле точно так же должно отсуцтвовать? Я так понимаю, что заземляют ее только для того, чтобы при помещении заряженного тела во внутрь клетки наружная сетка и не создавало поле так как заряд будет уходить в землю.
Если снять заземление, то сама сетка будет создавать поле.
А в первом случае если ее не заземлить, то возле сетки будет поле при поднесении к ней заряженного тела. Но даже при этом, внутри сетки поле побед рано нулю.
Верно ли я мыслю?

[Emergency]

jast321 в сообщении #1524471 писал(а):

Вопрос, а если внешнюю сетку не заземлять, поле точно так же должно отсуцтвовать? ... Верно ли я мыслю?

Верно.

[jast321]

Верно во всем?
Я не раз замечал, экраны кабелей которые передают сигналы заземляют. Это сделано для того, что бы сам экран не излучал помех при передаче сигналов? Ведь по смыслу получается, как же - внутри возникает поле вследствие этого уже индуцирует поле от не заземленного экрана. Таким образом заземляя экран мы добиваемся отсуцтвия помех во внешнюю среду?

[realeugene]

jast321 в сообщении #1524474 писал(а):

Я не раз замечал, экраны кабелей которые передают сигналы заземляют.

Заряд внутри экрана и заряд снаружи экрана - это две больши разницы.

[Emergency]

jast321 в сообщении #1524474 писал(а):

экраны кабелей которые передают сигналы заземляют.

Ключевые слова - передают сигналы. И не всегда заземляют, например, в некоторых кабельных трансформаторах.

[jast321]

realeugene а для чего тогда заземляют?

-- 27.06.2021, 14:24 --

EmergencyЕсть коаксильный кабель. Там вродебы ясно, что по экрану проходит сигнал (экран играет роль второго проводника)
А есть экраны например на витой паре. Там по экрану уже сигнал не проходит

[sergey zhukov]

jast321
Для электростатики есть хорошая теплопроводная аналогия, в которой:
1. Электрический потенциал - температура;
2. Поток электрического поля - поток тепла;
3. Заряды - источники тепла;
4. Электропроводное тело - тело с бесконечно высокой теплопроводностью (идеальный теплопроводник);
5. Воздух или вакуум (вообще любое непроводящее вещество) - тело с конечной теплопроводностью.

Тогда утверждения из электростатики имеют такие теплопроводные аналоги:

1. Обьем проводника эквипотенциален - в теле с бесконечной теплопроводностью везде и всегда одинаковая температура;
2. В полости проводника нет поля - внутри полости (заполненной любым веществом) в идеальном теплопроводнике не может быть теплопотока, т.к. все стенки полости имеют одинаковую температуру (см. выше);
3. Напряженность электрического поля концентрируется на острие проводника - при одинаковой температуре плоскости и острия иглы плотность теплопотока с последней будет больше. Это можно еще так объяснить: плотность теплопотока (на единицу площади) с шара тем выше, чем меньше радиус шара (при постоянной температуре).

Можно и другие примеры привести.

Если клетку Фарадея не заемлять, поля в ней все равно не будет. Но тогда клетка может получить заряд, который будет опасен не для того, кто внутри, а для того, кто снаружи. И потом, если открыть заряженную клетку (чтобы из нее выйти), поле внутри нее появится и она может стать опасной.

[sergey zhukov]

jast321
Экран сигнального кабеля - это не совсем то же, что замкнутая проводящая оболочка - провода то на концах экрана все же из него выходят.

Во первых, экран именно сигнального кабеля защащает жилы кабеля от внешних помех (а не наоборот). Вот экран силового кабеля как раз защищает окружающее пространство от влияния этого кабеля. Ну, это вопрос соглашения, конечно (что считать силовым, а что - сигнальным кабелем).

Во вторых, работу экрана сигнального кабеля нужно понимать так. Берем конденсатор, где одна обкладка - жила сигнального кабеля, а вторая - какая-то внешняя проводящая часть (например, жила того же силового кабеля, который лежит рядом). Между этими жилами есть переменное напряжение, т.е. в конденсаторе течет переменный ток, который и является помехой.
Вставим между обкладками этого конденсатора не заземленный (т.е. под "плавающим" потенциалом) тонкий лист металлической фольги. Экранирует ли это помеху? Никак нет. Наличие этой фольги внутри конденсатора вообще никак не скажется на его работе. Переменный ток будет течь через него так же, как и раньше.
Теперь заземлим фольгу. Мы разрезали конденсатор на два конденсатора: жила сигнального кабеля - земля, и жила силового кабеля - земля. Теперь силовой кабель образует конденсатор с землей и больше не влияет на сигнальную жилу. Сигнальная жила тоже образует конденсатор с землей, но поскольку потенциал земли постоянен, она не дает помех на жилу сигнального кабеля.

[jast321]

sergey zhukovАналогия интересная
Я полагал, что экран работает по принципу клетки Фарадея , то есть это она и есть
Я не понял, как жила сигнального и силового могут образовать конденсатор?

[sergey zhukov]

jast321
А что, две обкладки конденсатора как-то где-то нужно замкнуть, чтобы конденсатор работал? Все, что нужно, это два куска проводника, разность потенциалов между которыми переменная. Жилы двух разных кабелей - это как раз то, что нужно. Они образуют конденсатор.

В цепях переменного тока ничего не связанного, вообще говоря, нет. Все оказывается связанным в той или иной степени через паразитные емкости и индуктивности. Например, вы не задумывались над тем, почему один из проводов переменного тока соединяют с землей и называют его нулем, когда безопаснее было бы вообще не соединять с землей никакие токоведущие провода? Причин тут несколько, а одна из них в том, что все провода переменного тока и без того связаны с землей через паразитную емкость. Т.е. изолировать их от земли так, чтобы можно было безопасно взяться за любой из них, все равно нельзя. Так можно сделать только для постоянного тока, поэтому в линиях постоянного тока часто оба провода изолированы от земли.

[realeugene]

jast321 в сообщении #1524483 писал(а):

realeugene а для чего тогда заземляют?

Экраны заземляют не всегда. Иногда экран служит обратным проводом в длинной линии, иногда - нет. Более того, правильное заземление экранов - это отдельная наука. Правильно заземлённый экран вокруг дифференциальной линии снижает синфазные помехи, неправильно заземлённый может привести к неприятностям. Но просто по правилам устройства электроустановок нужно любые доступные для прикосновения металлические части соединять с задитной землей.

[jast321]

sergey zhukov
Смотрите, ведь сигнальная жила получается обёрнута фольгой, то есть находиться внутри обкладки( незаземленной). Тогда откуда на ней поле? Или я не учитываю изменение поля и переходные процессы перераспределения зарядов на фольге? Ведь поле переменное

[sergey zhukov]

jast321
Поле существует между жилой сигнального кабеля и экраном. У них разный потенциал. А если экран не заземлен, то его потенциал будет еще и переменным под влиянием поля наружной силовой жилы. Т.е. поле внутри экрана не будет нулевым, т.к. внутри него есть жила сигнального кабеля с потенциалом, отличным от потенциала экрана. Внутри же клетки Фарадея все имеет тот же потенциал, что и ее стенки.

[realeugene]

sergey zhukov в сообщении #1524515 писал(а):

А если экран не заземлен, то его потенциал будет еще и переменным под влиянием поля наружной силовой жилы.

Вот только электрическое поле в длинной линии непотенциально.

[jast321]

sergey zhukov
Ещё такой вопрос, а если к незаземленной клетке Фарадея поднести переменное электрическое поле- тогда и внутри будет фиксироваться поле?