Prinsipyo sa Pagbuhat ug Ekwasyon sa Torko sa mga Instrumento sa Electrostatic Type
Pangunahing Pagsasagawa ng Mga Instrumento ng Uri ng Electrostatic
Tulad ng inilalarawan sa pangalan, ang mga instrumento ng uri ng electrostatic ay gumagamit ng elektrikong field na static upang lumikha ng deflecting torque. Ang mga uri ng instrumento na ito ay karaniwang ginagamit para sa pagsukat ng mataas na voltages ngunit sa ilang kaso, maaari silang gamitin para sa pagsukat ng mas mababang voltages at lakas ng isang ibinigay na circuit. Mayroon lamang dalawang posible na paraan kung saan maaaring gumanap ang puwersa ng electrostatic. Ang dalawang posible na kondisyon ay isinulat sa ibaba,
Pagbuo ng Mga Instrumento ng Uri ng Electrostatic
Kapag ang isa sa mga plato ay naka-fix at ang ibang plato ay malaya na galawin, ang mga plato ay may kontranya na kasarian upang magkaroon ng puwersang attractive sa pagitan nila. Dahil dito, ang movable plate ay lalapit sa stationary o fixed plate hanggang sa maipon nito ang maximum na electrostatic energy.
Sa ibang arrangement, maaaring may puwersang attractive o repulsive o pareho, dahil sa rotary ng plato.
Equation ng Puwersa at Torque ng Instrumento ng Uri ng Electrostatic
Ngayon, hayaan nating ihanda ang equation ng puwersa para sa linear na mga instrumento ng uri ng electrostatic. Hayaan nating isipin ang dalawang plato tulad ng ipinapakita sa diagram na ibinigay sa ibaba.
Ang Plata A ay positibong na-charge at ang Plata B ay negatibong na-charge. Tulad ng nabanggit sa itaas, ayon sa posible na kondisyon (a) may linear motion sa pagitan ng mga plato. Ang Plata A ay naka-fix at ang Plata B ay malaya na galawin. Hayaan nating umangkin na mayroon tayong puwersa F sa pagitan ng dalawang plato sa equilibrium kung saan ang puwersa ng electrostatic ay naging katumbas ng puwersa ng spring. Sa punto na ito, ang electrostatic energy na naipon sa mga plato ay
Ngayon, suposin natin na tayo ay taasan ang applied voltage ng halaga na dV, dahil dito, ang Plata B ay lalapit sa Plata A ng distansya na dx. Ang trabaho na isinagawa laban sa puwersa ng spring dahil sa displacement ng Plata B ay F.dx. Ang applied voltage ay may ugnayan sa current bilang
Mula sa halaga ng electric current, ang input energy ay maaaring makalkula bilang
Mula dito, maaari nating makalkula ang pagbabago sa naipon na energy at ito ay lumalabas na
Sa pamamagitan ng pag-iwas sa mas mataas na order terms na lumilitaw sa expression. Ngayon, sa pamamagitan ng pagsasama ng principle ng conservation ng energy, ang input energy sa sistema = pagtaas sa naipon na energy ng sistema + mechanical work na isinagawa ng sistema. Mula dito, maaari nating isulat,
Mula sa itaas na equation, ang puwersa ay maaaring makalkula bilang
Ngayon, hayaan nating ihanda ang equation ng puwersa at torque para sa rotary mga instrumento ng uri ng electrostatic. Diagram na ipinapakita sa ibaba,
Upang matukoy ang expression para sa deflecting torque sa kaso ng rotary type mga instrumento ng electrostatic, kailangan lamang palitan ang F sa equation (1) ng Td at ang dx ng dA. Ngayon, sa pamamagitan ng pag-rewrite ng modified equation, ang deflecting torque ay katumbas ng
Ngayon, sa steady state, ang controlling torque ay ibinigay ng expression Tc = K × A. Ang deflection A ay maaaring isulat bilang
Mula sa expression na ito, maaari nating isara na ang deflection ng pointer ay direktang proportional sa square ng voltage na susukatin, kaya ang scale ay hindi uniform. Ngayon, hayaan nating talakayin ang Quadrant electrometer. Ang instrumento na ito ay karaniwang ginagamit sa pagsukat ng voltage na nasa range mula 100V hanggang 20 kilo volts. Muli, ang deflecting torque na nakuha sa Quadrant electrometer ay direktang proportional sa square ng applied voltage; isang abala ng ito ay ang instrumento na ito ay maaaring gamitin para sa pagsukat ng AC at DC voltages. Isang abala ng paggamit ng mga instrumento ng uri ng electrostatic bilang voltmeters ay maaari nating i-extend ang range ng voltage na susukatin. Ngayon, mayroon tayong dalawang paraan ng pag-extend ng range ng instrumento na ito. Ipaglaban natin sila isa-isa.
(a) Sa pamamagitan ng paggamit ng resistance potential dividers: Ibinigay sa ibaba ang circuit diagram ng ganitong configuration.
Ang voltage na nais nating sukatin ay inilapat sa buong resistance r at ang electrostatic capacitor ay konektado sa bahagi ng buong resistance na imarkahan bilang r. Ngayon, suposin natin na ang applied voltage ay DC, kailangan nating gawin ang assumption na ang capacitor na konektado ay may infinite leakage resistance. Sa kaso na ito, ang multiplying factor ay ibinigay ng ratio ng electrical resistance r/R. Ang ac operation sa circuit na ito ay maaari ring madali na analisin, muli sa kaso ng ac operation, ang multiplying factor ay equal sa r/R.
(b) Sa pamamagitan ng paggamit ng capacitor multiplier technique: Maaari nating i-extend ang range ng voltage na susukatin sa pamamagitan ng paglalagay ng serye ng capacitors tulad ng ipinapakita sa ibinigay na circuit.
Hayaan nating ihanda ang expression para sa multiplying factor para sa circuit diagram 1. Hayaan nating imarkahan ang capacitance ng voltmeter bilang C1 at series capacitor bilang C2 tulad ng ipinapakita sa ibinigay na circuit diagram. Ngayon, ang serye combination ng mga capacitor na ito ay katumbas ng
Na ito ang total capacitance ng circuit. Ngayon, ang impedance ng voltmeter ay katumbas ng Z1 = 1/jωC1 at kaya ang total impedance ay katumbas ng
Ngayon, ang multiplying factor ay maaaring idefinisyon bilang ang ratio ng Z/Z1 na katumbas ng 1 + C2 / C1. Parehong maaari rin nating makalkula ang multiplying factor. Kaya, sa pamamagitan ng paraang ito, maaari nating i-extend ang range ng voltage na susukatin.
Mga Abala ng Mga Instrumento ng Uri ng Electrostatic
Ngayon, hayaan nating tingnan ang ilang mga abala ng mga instrumento ng uri ng electrostatic.
Ang unang at pinakamahalagang abala ay maaari nating sukatin ang AC at DC voltage at ang rason ay napakalubhasa ang deflecting torque ay direktang proportional sa square ng voltage.
Ang power consumption ay napakababa sa mga uri ng instrumento na ito dahil ang current na dinraw ng mga instrumento na ito ay napakababa.
Maaari nating sukatin ang mataas na halaga ng voltage.
Mga Kadahilanan ng Mga Instrumento ng Uri ng Electrostatic
Bilang karagdagan sa iba't ibang abala, ang mga instrumento ng electrostatic ay may ilang kadahilanan at ito ay isinulat sa ibaba.
Mas mahal ito kumpara sa iba pang mga instrumento at mas malaki ang sukat.
Ang scale ay hindi uniform.
Ang iba't ibang operating forces na kasangkot ay maliit sa magnitude.
Pahayag: Respetuhin ang original, mahusay na mga artikulo na nagbibigay-daan sa pagbabahagi, kung may infringement magpakontak upang tanggalin.
