Экранирование электрическое (электростатическое) и магнитное

Приборы: индукционная стрелка-индикатор, демонстрационный раздвижной плоский конденсатор, шаровой кондуктор, электрофорная машина.

Для индукционной стрелки-индикатора из текстолита выпиливают П-образную полоску (рис. 68).

Она служит скобой, в которой удерживается стрелка. В скобу с торцовой части ввинчивается стержень, для этого в скобе сверлится отверстие и нарезается резьба. В боковые стенки скобы вставляют стеклянные подшипники (шляпки от небольших магнитных стрелок), в которых удерживается и может свободно повертываться стрелка, вырезанная из листового алюминия.

Защитный экран делают тоже из листового алюминия. В защитном экране (в форме цилиндра), надо просверлить два отверстия: одно — для стержня от стрелки-индикатора, другое — для заземляющего проводника.

Стрелка всегда устанавливается в направлении сил, действующих со стороны поля.

1-й вариант. Экранирование от внешнего поля. Стрелку устанавливают вертикально между пластинами конденсатора (рис. 69). Если возбудить электростатическое поле, то стрелка-индикатор установится вдоль действующих сил поля.

После демонстрации описанного явления всю установку разряжают, а стрелку-индикатор вставляют внутрь защитного экрана, как показано на рисунке 70. Несмотря на сообщенный конденсатору заряд, стрелка не отклоняется.

2-й вариант. Экранирование от внутреннего поля. Расположив стрелку рядом с шаровым кондуктором, последний электризуют. Стрелка ориентируется в поле кондуктора. Затем, разрядив кондуктор, накрывают его экраном, закрепленным в штативе с помощью эбонитового стержня, а сверху кладут металлическую пластинку. Экран заземляется (рис. 71). Если вторично наэлектризовать кондуктор, то стрелка не отклонится.

Экранирование магнитное. Приборы: магнитная стрелка-индикатор, стрелка-указатель, экранирующее кольцо, два полосовых магнита, вертикальный экран с опорной подставкой.

Магнитная стрелка-индикатор по форме и размерам такая же, как и индукционная стрелка-индикатор (см. рис. 58), но вместо алюминиевой стрелки используется полосовой магнит, а скоба изготовляется из листовой меди.

Стрелку-указатель де лают из картона и покрывают черной тушью. Экранирующее кольцо можно вырезать из толстостенной железной трубы. В кольце надо просверлить отверстие, сквозь которое мог бы проходить стержень стрелки-индикатора.

Экран фанерный. В центре экрана выпиливают круглое отверстие, диаметр которого немного больше внешнего диаметра экранирующего кольца. Слева и справа от отверстия наносят черной тушью деления и закрепляют по две алюминиевые скобы для полосовых магнитов.

Стрелка-индикатор закрепляется на вертикальном экране так, чтобы ось стрелки оказалась в центре вырезанного отверстия. Затем на экране прикрепляется стрелка-указатель так, чтобы ее направление составило с горизонталью некоторый угол, например в 45°.

Полосовые магниты сближают до тех пор, пока при их симметричном расположении относительно отверстия направление стрелки-индикатора не совпадает с направлением стрелки-указателя (рис. 72). Отмечают число делений между ближайшими полюсами магнитов. Затем магниты отодвигают и вставляют в экран экранирующее кольцо.

После этого магниты вновь сближают до тех пор, пока направление стрелки-индикатора не совпадет с направлением стрелки-указателя (рис. 73). Вторично отмечают число делений между ближайшими полюсами магнитов, сравнивают результаты и делают соответствующий вывод.

Магнитное экранирование используется главным образом для защиты электроизмерительных приборов от влияния посторонних магнитных полей, в частности магнитного поля Земли.

Экранирование от электромагнитного поля тока осветительной сети. Приборы: индукционная катушка с сердечником, проволочный виток-катушка, замкнутый на маловольтную лампочку, экраны.

Экраны изготовляют в форме цилиндров: один — из тонкой листовой жести, другой — железный (кольцо, вырезанное из толстостенной железной трубы). Высота экранов должна несколько превышать высоту катушки с сердечником (рис. 74).

Проволочный виток-катушку надо изготовить самодельный. Диаметр витка должен быть немного больше диаметра цилиндров.

Включив катушку в осветительную сеть, демонстрируем яркое освещение лампочки, соединенной с витком, в отсутствие экрана. Затем наблюдаем за яркостью свечения экрана при последовательном использовании тонкостенного и толстостенного экранов. Выявляем роль толщины стенок экрана.

Меняя напряжение, подаваемое на катушку, можно добиться едва заметного накала нити лампочки, хотя в отсутствие экрана свечение ее было весьма яркое.