靜電平衡是靜電屏蔽的理論依據(jù),即靜電屏蔽是導(dǎo)體中空的一種特殊情況.內(nèi)部場(chǎng)強(qiáng)為零是因?yàn)闅ね怆姾膳c殼外表面感應(yīng)電荷在殼內(nèi)產(chǎn)生的電場(chǎng)抵消.
1封閉導(dǎo)體殼內(nèi)部電場(chǎng)不受殼外電荷或電場(chǎng)影響
如殼內(nèi)無(wú)帶電體而殼外有電荷q,則靜電感應(yīng)使殼外壁帶電.靜電平衡時(shí)殼內(nèi)無(wú)電場(chǎng).這不是說(shuō)殼外電荷不在殼內(nèi)產(chǎn)生電場(chǎng),根本是q與外壁帶電電場(chǎng)抵消.由于殼外壁感應(yīng)出異號(hào)電荷,它們與q在殼內(nèi)空間任一點(diǎn)激發(fā)的合場(chǎng)強(qiáng)為零.因而導(dǎo)體殼內(nèi)部不會(huì)受到殼外電荷q或其他電場(chǎng)的影響.殼外壁的感應(yīng)電荷起了自動(dòng)調(diào)節(jié)作用.如果把上述空腔導(dǎo)體外殼接地,則外殼上感應(yīng)正電荷將沿接地線流入地下.靜電平衡后空腔導(dǎo)體與大地等勢(shì),空腔內(nèi)場(chǎng)強(qiáng)仍然為零.如果空腔內(nèi)有電荷,則空腔導(dǎo)體仍與地等勢(shì),導(dǎo)體內(nèi)無(wú)電場(chǎng).這時(shí)因空腔內(nèi)壁有異號(hào)感應(yīng)電荷,因此空腔內(nèi)有電場(chǎng).此電場(chǎng)由殼內(nèi)電荷產(chǎn)生,殼外電荷對(duì)殼內(nèi)電場(chǎng)仍無(wú)影響.由以上討論可知,封閉導(dǎo)體殼不論接地與否,內(nèi)部電場(chǎng)不受殼外電荷影響.
2接地封閉導(dǎo)體殼外部電場(chǎng)不受殼內(nèi)電荷的影響
如果殼內(nèi)空腔有電荷q,因?yàn)殪o電感應(yīng),殼內(nèi)壁帶有等量異號(hào)電荷,殼外壁帶有等量同號(hào)電荷,殼外空間有電場(chǎng)存在,此電場(chǎng)可以說(shuō)是由殼內(nèi)電荷q間接產(chǎn)生.也可以說(shuō)是由殼外感應(yīng)電荷直接產(chǎn)生的.但如果將外殼接地,則殼外電荷將消失,殼內(nèi)電荷q與內(nèi)壁感應(yīng)電荷在殼外產(chǎn)生電場(chǎng)為零.可見(jiàn)如果要使殼內(nèi)電荷對(duì)殼外電場(chǎng)無(wú)影響,必須將外殼接地.這與第一種情況不同.這里還須注意：①我們說(shuō)接地將消除殼外電荷,但并不是說(shuō)在任何情況殼外壁都一定不帶電.假如殼外有帶電體,則殼外壁仍可能帶電,而不論殼內(nèi)是否有電荷.②實(shí)際應(yīng)用中金屬外殼不必嚴(yán)格完全封閉,用金屬網(wǎng)罩代替金屬殼體也可達(dá)到類似的靜電屏蔽效果,雖然這種屏蔽并不是完全、徹底的.③在靜電平衡時(shí),接地線中是無(wú)電荷流動(dòng)的,但是如果被屏蔽的殼內(nèi)的電荷隨時(shí)間變化,或者是殼外附近帶電體的電荷隨時(shí)間而變化,就會(huì)使接地線中有電流.屏蔽罩也可能出現(xiàn)剩余電荷,這時(shí)屏蔽作用又將是不完全和不徹底的.總之,封閉導(dǎo)體殼不論接地與否,內(nèi)部電場(chǎng)不受殼外電荷與電場(chǎng)影響；接地封閉導(dǎo)體殼外電場(chǎng)不受殼內(nèi)電荷的影響.這種現(xiàn)象,叫靜電屏蔽.