電場探測(物理電池)裝置

一種電場探測裝置（物理電池）金屬球al和金屬球a2的通過導線相連，金屬球al和金屬球a2之間的導線上連接有二極管2,再通過導線接入屏蔽腔1內，所述屏蔽腔1為帶細腔的駐極體。并從屏蔽腔1引出輸出端口連接電容5和電壓表4，輸出端導線上連接有二極管3。工作原理是：處在靜電場E（下文稱源電場）中的彼此相連的金屬球a1,a2發(fā)生靜電感應，產生感應電荷，感應電荷聚集在金屬球表面。由于同種感應電荷間的相互排斥作用，金屬球a1表面的感應負電荷將沿導線進入到駐極體材料制作成的屏蔽腔1中，感應負電荷進入屏蔽腔1后，由于駐極體屏蔽腔1內的極化電荷產生的電場和源電場的方向相反，該負電荷受到源電場的作用被駐極體極化電場削減即部分屏蔽；同理金屬球a2表面的感應正電荷進入屏蔽腔1后受源電場的作用也被駐極體極化電場削減，于是兩種不同的感應電荷在輸出端口的電容器兩端形成一個電勢差，這個電勢差可以通過輸出端連接的電壓表4測量出。本裝置在工作狀態(tài)下可視金屬球a1,a2為一個電源的正負極，當輸出端口電路閉合，即能產生電荷的走向移動。金屬球a1,a2端的感應電荷通過閉合電路發(fā)生中和作用，在中和過程中，即產生了電流。由于金屬球al、a2上的感應電荷部分中和后，感應電荷總數將減少，金屬球al、a2產生的感應電勢差將小于源電場產生的電勢差，于是連接的金屬球al、a2的導線內的自由電荷將在源電場作用下發(fā)生定向移動，以補充金屬球al、a2表面上減少的感應電荷。進而實現工作循環(huán)。需要特別指出是屏蔽腔1的選擇材料。金屬通常是優(yōu)良屏蔽材料，但在本裝置中，屏蔽腔選用的是駐極體材料。由于駐極體的極化電荷相對固定，能按設定條件達到極化要求后，撤去極化電場依然保持極化狀態(tài)。感應電荷由導線進入屏蔽腔中也不會改變駐極體屏蔽腔內部極化電荷的分布，從而實現本裝置效果的電流循環(huán)。而感應電荷進入金屬屏蔽腔前和感應電荷進入金屬屏蔽腔后兩種情況下，金屬屏蔽腔的自由電子是兩不同的分布狀態(tài)：即金屬球al或a2上的感應電荷進入金屬屏蔽腔前為屏蔽狀態(tài)；進入金屬屏蔽腔后，感應電荷的電場會使金屬屏蔽腔內表面產生相反電性的電荷，從而改變了金屬屏蔽腔中的原來電荷分布情況，使金屬屏蔽腔失去屏蔽作用，從而不能實現電流的循環(huán)條件。所以本裝置中駐極體屏蔽材料效果大大優(yōu)于金屬屏蔽材料。二極管2和二極管3的作用是為了保證進入屏蔽腔1的正、負感應電荷都只能沿導線以金屬球向駐極體屏蔽腔1方向單向移動。如圖1，當輸出端接通后，以正電荷移動為電流方向，金屬球a2表面的感應正電荷形成的電流從金屬球a2流向駐極體屏蔽腔1，又由屏蔽腔1經輸出端后流向金屬球a1，再由金屬球a1流回金屬球a2，形成一個循環(huán)電流環(huán)路。其中電容器5的作用是存儲更多的感應電荷，更便于電壓表4對電勢差的測量。由于本裝置設計簡單，工作可靠，穩(wěn)定性高。權利要求書一種電場探測裝置，其特征在于：金屬球(al)和金屬球(a2)的通過導線相連，金屬球(al)和金屬球(a2)之間的導線上連接有二極管(2),再通過導線接入駐極體屏蔽腔(1)內，并從駐極體屏蔽腔