Zer dira Elektroestatiko Mota Instrumentuak

Zer da Elektroestatiko Motako Instrumentuak?

Elektroestatiko Instrumentuen Definizioa

Elektroestatiko instrumentua dagozkion zati estatikoei esker tenperatura neurtzeko erabiltzen den gailia izendatzen da, gehienetan tenperatura altuak.

Lanaren Oinarriprintsipaioa

Izena adierazten duen moduan, elektroestatiko instrumentuak elektrizitate estatikoa erabiliz sortzen dituzte desplazamendu momentua. Gehienetan tenperatura altuak neurtzeko erabiltzen dira, baina kasu batzuetan tenperatura txikiagok eta indarra neurtzeko ere erabil daitezke. Bi modutan agertzen da elektroestatikoko indarrek.

Egituren Mota

Ezarpen batean, plaka bat finkoa da, beste plaka bat mugitu dezakeena da. Plakak aurkako kargatuekin egon behar dira, atraktiboa bihurtuko direla mugituko dutena hura finkora arte maximoa hartzen duenean.

Beste ezarpen batean, indarra atraktiboa, repulsiboa edo biak izan daiteke plakan biraketaren ondorioz.

Momentu Indarraren Ekuazioa

Bi plakak kontsideratu: A plaka positibo kargatua da, eta B plaka negatibo kargatua. A plaka finkoa da, eta B plaka mugitu dezakeena. F indar bat dago plakak ekuilibriokoan, non elektroestatiko indarrek eta muelleko indarrek berdinak diren. Elektroestatiko energia gordeko dute plakak puntuan:

Orain suposatuko dugu aplikatutako tenperatura dV kopuruan handitzen dela, horren ondorioz B plaka A plakara dx distantziara joango dela. Mugimendu honek muelleko kontra-indarraren aurka egiten duen lanak F.dx dira. Aplikatutako tenperatura indarrarekin lotuta dago

Honen balioetik electric current energy input kalkulatu daiteke

Horren arabera gordeko denez energia aldaketarako kalkula dezakegu eta horixe da

Aldiz, adierazpenan agertzen diren orden luzeagoak baztertuz. Orain energia konservazioaren printzipioa aplikatzen badugu sistema honi sartutako energia = sistemako gordeko energia + sistema duen lan mekanikoa. Hona hemen idatz dezakegu,

Goiko ekuaziotik indarra kalkula dezakegu

Orain ikusiko dugu elektroestatiko motako biraketa instrumentuentzako indar eta momentu ekuazioak. Irudi hau datorrela:

Biraketa elektroestatiko instrumentuen desplazamendu momentuaren adierazpena lortzeko (1) ekuazioan F ordez Td eta dx ordez dA jarri behar da. Momentu desplazamenduari dagokion ekuazioa honela aldatzen da:

Ekuilibrioan, kontrolatzeko momentua Tc = K × A da. A desplazamendua honela adieraz daiteke:

Adierazpen honekin ondorioztatzen dugu puntuaren desplazamendua neurtu beharreko tenperaturaren karratuarengandik proportzionala da, beraz eskala uniformea ez da. Orain Quadrant electrometer-i buruz hitz egingo dugu. 

Instrumentu hau gehienetan 100Vtik 20 kilovolt arteko tenperaturak neurtzeko erabiltzen da. Biraketa elektroestatiko instrumentuetan lortutako desplazamendu momentua aplikatutako tenperaturaren karratuarengandik proportzionala da; avantazio bat da hau, instrumentu hau hemendik AC eta DC tenperaturak neurtzeko erabil daiteke. 

Elektroestatiko motako instrumentuak voltmetro bezala erabiltzearen avantazio bat da neurtu beharreko tenperatura tartearen luzapena. Orain bi modutan luzatu dezakegu instrumentu hau. Batzuei batzuk azalduko ditugu. 

(a) Rezistentzia potentzial banatzaileak erabiliz: Behean ematen den irudi diagrama duen konfigurazio mota hau da.

Neurtu nahi dugun tenperatura osoaren rezistentziarekin aplikatzen da, eta elektroestatiko kondensadorea osoaren rezistentziako zati baten gainean konektatuta dago. Suposatzen dugu aplikatutako tenperatura DC bada, orduan kondensadoreari infinitu legezko indarrezko erruzio bat eman behar diogu. 

Kasu honetan biderkatzaile faktorea elektrikoa r/R da. AC operazioa kruitz horretan analizatu daiteke, berriz ere AC operazioan biderkatzaile faktorea r/R da.

(b) Kondensadore biderkatzaile teknika erabiliz: Neurtu beharreko tenperatura tartea kapasitza seriek erabiliz handitu dezakegu emandako zirkuituan agertzen den moduan.

Lehenengo zirkuitu diagraman biderkatzaile faktorearen adierazpena lortuko dugu. C1 voltmetroaren kapasitatea izango da, eta C2 serieko kapasitatea. Kapasitate horien serie kombinazioa zirkuituaren kapasitate osoa da.

Voltmetroaren impedimentzia Z1 = 1/jωC1 da, eta totala:

Biderkatzaile faktorea Z/Z1-ren arteko arrazoia da, 1 + C2 / C1. Modu honetan, tenperatura neurtzeko tartea handitu dezakegu.

Elektroestatiko Motako Instrumentuen Avantazioak

• Lehena eta garrantzitsuena avantazioa da AC eta DC tenperaturak neurtu ahal izatea, arrazoia argia da desplazamendu momentuak tenperaturaren karratuarengandik proportzionala da.

• Indar hauxein instrumentuetan erabiltzen diren indarrak txikiak direnez, indarraren erabilera gutxi da.

• Tenperatura altuak neurtu ahal izatea.

Elektroestatiko Motako Instrumentuen Desavantazioak

• Beste instrumentuekin alderatzen ditugunez kostu altuak dira, eta tamaina handia dute.

• Eskala uniformea ez da.

• Erabilitako indar asko neurrian txikiak dira.

Tarte Luzapena

Neurtzeko tarteak luzatu daitezke rezistentzia potentzial banatzaileekin edo kondensadore biderkatzaileekin.