Nguyên lý che chắn tĩnh điện
Nếu một dây dẫn đặt trong điện trường ngoài có cường độ điện trường Engoài, các electron tự do bên trong dây dẫn sẽ chuyển động ngược chiều của điện trường dưới tác dụng của lực điện trường. Do đó, điện tích âm được phân bố ở một phía của dây dẫn và điện tích dương ở phía bên kia; đây là hiện tượng cảm ứng tĩnh điện. Do sự phân bố lại các điện tích bên trong dây dẫn, các điện tích này tạo thành một điện trường khác ngược hướng với điện trường ngoài, có cường độ điện trường. Theo nguyên lý chồng chất điện trường, cường độ điện trường bên trong dây dẫn bằng sự xếp chồng của điện trường Engoàivà ETRONG. Khi tổng cường độ điện trường bên trong dây dẫn bằng 0 thì các electron tự do bên trong dây dẫn không còn chuyển động nữa. Trong vật lý, trạng thái không có điện tích chuyển động trong dây dẫn được gọi là trạng thái cân bằng tĩnh điện. Trong một dây dẫn ở trạng thái cân bằng tĩnh điện, cường độ điện trường bên trong ở mọi nơi đều bằng không. Do đó, có thể suy ra rằng trong vật dẫn ở trạng thái cân bằng tĩnh điện, điện tích chỉ phân bố ở mặt ngoài của vật dẫn. Nếu dây dẫn này rỗng thì khi đạt trạng thái cân bằng tĩnh điện bên trong cũng sẽ không có điện trường. Như vậy, lớp vỏ bên ngoài của dây dẫn sẽ “bảo vệ” phần bên trong của nó, khiến nó không bị ảnh hưởng bởi điện trường bên ngoài; Hiện tượng này được gọi là che chắn tĩnh điện.
Ý nghĩa thực tiễn của việc che chắn tĩnh điện: Tấm chắn bảo vệ các dụng cụ hoặc môi trường làm việc bên trong vỏ dây dẫn kim loại khỏi điện trường bên ngoài, giúp chúng không bị ảnh hưởng bởi chúng. Một số thiết bị điện tử hoặc thiết bị đo lường cần được che chắn tĩnh điện để tránh nhiễu. Ví dụ: thiết bị điện áp cao-trong nhà được bao phủ bởi vỏ kim loại nối đất hoặc lưới kim loại dày đặc và các ống điện tử được bọc trong vỏ kim loại. Tương tự, máy biến áp điện dùng để chỉnh lưu toàn sóng hoặc cầu có một tấm kim loại mỏng hoặc một lớp dây tráng men quấn giữa cuộn dây sơ cấp và thứ cấp và nối đất để đạt được lớp che chắn. Khi làm việc trên đường dây điện-có điện áp-cao, công nhân mặc bộ đồ cân bằng làm bằng dây kim loại hoặc sợi dẫn điện để mang lại khả năng che chắn bảo vệ. Trong các thí nghiệm tĩnh điện, gần Trái đất tồn tại một điện trường thẳng đứng xấp xỉ 100 V/m. Để loại bỏ ảnh hưởng của trường này lên các electron và chỉ nghiên cứu chuyển động của chúng dưới tác dụng của trọng lực, eE < meg, tính ra E < 10⁻¹⁰ V/m. Đây là loại chân không gần như không tĩnh điện, chỉ có thể đạt được bằng cách che chắn tĩnh điện cho khoang chân không. Trên thực tế, việc che chắn tĩnh điện đạt được nhờ một khoang dẫn điện kín là rất hiệu quả.