Prinċipju tal-Konstruzzjoni u l-Equazzjoni tal-Torċ ta’ Strumenti elettrostatici

Il-prinċipju funzjonali tal-instrumenti ta' tip elektrostatiku

Kif ttwissil is-silġ, l-instrumenti ta' tip elektrostatiku jagħmlu użu mill-kamp elettriku statiku biex jipprodusaw it-torque deflettiv. Din il-tip ta' instrumenti solitament jiżgħu għal l-misurazzjoni ta' voltijiet magħluq, imma f'ċerti kazijiet jistgħu jiżgħu għal l-misurazzjoni ta' voltijiet u potwenza infeżla ta' sittien determinati. Hawn hemm żewġ modi possibbli kif tista' tagħmel l-forza elektrostatika. Il-żewġ kondizzjonijiet possibbli huma:

Konstruzzjoni tal-Instrumenti ta' Tip Elektrostatiku

1. Meta waħda mill-plaks hija mfixxa u l-oħra hi libba biex timxi, iċ-ċaratteri mhux stess jiċċarġaw flimkien biex ikollhom forza attrattiva bejnhom. Ara, minħabba dan l-forza attrattiva, il-plaka mobbli se tmur lil hinn il-plaka stabbili sal-aħħar meta tkun storata l-enerġija elektrostatika massima.

2. Fl-imballjar oħra, jista' jikollhom forza attrattiva jew repulsiva jew id-dwett, minħabba rotazzjoni ta' plaka.

L-Equazzjoni tal-Forza u l-Torque tal-Instrumenti ta' Tip Elektrostatiku

Issa, ħalluna niftakru l-equazzjoni tal-forza għal l-instrumenti linjari ta' tip elektrostatiku. Nixtieq nuqasara żewġ plaki kif misjum fil-diagram hawn taħt.

Il-plaka A hija karigata posittivament u l-plaka B negattivament. Kif qegħdin qalu, skont il-kondizzjoni possibbli (a), għandna moviment linjari bejn il-plaki. Il-plaka A hija mfixxa u l-plaka B hi libba biex timxi. Supponi li jinkulu forza F bejn it-tnejn tal-plaki meta l-forza elektrostatika tkun ugwal mal-forza tas-spring. Fl-istat ta' ekwilibriu, l-enerġija elektrostatika storata fit-plaki tkun

Issa supponi li nżidu l-volttagġ applikat b'ammont dV, minħabba dan, il-plaka B tmur lil hinn il-plaka A bl-ammont dx. Il-lavor fatt kontra l-forza tas-spring minħabba l-displaċament tal-plaka B huwa F.dx. Il-volttagġ applikat huwa relazjonat mal-kurrent kif

Mill-valur ta' din il-kurrent elettriku, l-enerġija input tista' tikun kkalkulata kif

Mill-ġejn, nistgħu nkalkulaw it-tbiddel fil-enerġija storata u dan jikkulja

B'negliss tas-termini ta' ordni uġjieri li japparu fil-espressjoni. Issa, b'applika l-prinċipju tal-konservazzjoni tal-enerġija, għandna l-enerġija input tas-sistema = l-aument fil-enerġija storata tas-sistema + l-lavor mekaniku fatt mis-sistema. Mill-ġejn, nistgħu niktibu,

Mill-equazzjoni hawn fuq, l-forza tista' tkun kkalkulata kif

Issa, ħalluna niftakru l-equazzjoni tal-forza u l-torque għal l-instrumenti rottativi ta' tip elektrostatiku. Il-diagram huwa hawn taħt,

Biex nsgħu l-espressjoni għal l-torque deflettiv fl-każ tal-instrumenti rottativi ta' tip elektrostatiku, bis-silluġ isostituixxi F b'Td u dx b'dA. Issa, b'irrepetizzjoni tal-equazzjoni modifikata, għandna l-torque deflettiv huwa ugwal għal

Issa, fil-stadji stabili, għandna l-torque kontrollanti huwa dat mill-espressjoni Tc = K × A. Il-deflessjoni A tista' tkun skruta kif

Mill-espressjoni hawn fuq, nistgħu nikkluġu li l-deflessjoni tal-puntiera hija direttament proporzjonali mal-kwadrat tal-volttagġ li għandu jiġi misurat, għalhekk is-skala ser tkun mhux uniformi. Issa, ħalluna ndiskutu dwar l-elektrometru Quadrant. Dan l-instrument solitament jiżgħu għal l-misurazzjoni tal-volttagġ li jvarjaw minn 100V sal-20 kilovolts. Mara oħra, it-torque deflettiv ottenut fl-elektrometru Quadrant huwa direttament proporzjonali mal-kwadrat tal-volttagġ applikat; vantaġġ ta' dan huwa li dan l-instrument jistgħu jiżgħu għal l-misurazzjoni ta' voltajiet AC u DC. Vantaġġ ta' l-użu tal-instrumenti ta' tip elektrostatiku bħala voltmetri huwa li nistgħu nestenddu l-ftran tal-volttagġ li għandu jiġi misurat. Issa, hemm żewġ modi kif nistgħu nestenddu l-ftran ta' din l-instrument. Nidiskutuhom wahda wara l-oħra.

(a) Mit-talb tal-resistanza potenzjal dividers: Hawn taħt huwa l-diagram tal-kirt darbteks ta' din il-konfigurazzjoni.

Il-volttagġ li għandu jiġi misurat huwa applikat fuq ir-resistanza totale r u l-kapassitor elektrostatiku huwa mmiksubbiet fuq parti tal-resistanza totale li markata b'r. Issa, supponi li l-volttagġ applikat huwa DC, allura għandna nagħmlu assumpzzjoni li l-kapassitor li mmiksubbiet huwa avvi bil-leakage resistance infinita. Fil-każ hawn, il-faktor multiplikatur huwa dat mill-ratio tal-resistanza elettrika r/R. L-operazzjoni AC fuq din il-kirt darbteks tista' tinkiseb ukoll b'analisi sieża, u fil-każ tal-operazzjoni AC għandna l-faktor multiplikatur huwa ugwali r/R.
(b) Mit-talb tat-teknika tal-kapassitur multiplier: Nistgħu nestenddu l-ftran tal-volttagġ li għandu jiġi misurat billi nippozizjawn serje ta' kapassiti kif misjum fil-diagram tal-kirt darbteks hawn taħt.

Ħalluna niftakru l-espressjoni għal l-faktor multiplikatur għal id-diagram tal-kirt darbteks 1. Ħalluna nnmarkaw il-kapassità tal-voltmetru C1 u l-kapassitur serje C2 kif misjum fid-diagram tal-kirt darbteks hawn taħt. Issa, il-kombinazzjoni serje ta' dawn il-kapassiti tkun ugwal għal

Li huwa l-kapassità totale tal-kirt darbteks. Issa, l-impedanza tal-voltmetru tkun ugwal għal Z1 = 1/jωC1 u l-impedanza totale tkun ugwal għal

Issa, il-faktor multiplikatur jista' jikkonsidera bħala l-ratio ta' Z/Z1 li huwa ugwal għal 1 + C2 / C1. Simili, il-faktor multiplikatur tista' ikun kkalkulat ukoll. Għalhekk, billi nseħħu din il-mod, nistgħu nestenddu l-ftran tal-volttagġ li għandu jiġi misurat.

Vantaġġi tal-Instrumenti ta' Tip Elektrostatiku

Issa, ħalluna nara xi vantaġġi tal-instrumenti ta' tip elektrostatiku.

1. Il-vantaġġju ewlenin u l-aktar importanti huwa li nistgħu nimsur bot voltajiet AC u DC u l-raġuni hi ċara għax it-torque deflettiv huwa direttament proporzjonali mal-kwadrat tal-volttagġ.

2. Il-konsum tal-enerġija huwa abbastanza bass fi dan it-tip ta' instrumenti għax il-kurrient maqsum mill-instrumenti huwa abbastanza bass.

3. Nistgħu nimsur valuri magħluq ta' volttagġ.

Disvantaggi tal-Instrumenti ta' Tip Elektrostatiku

Madankollu, l-instrumenti elektrostatiki jippossiedu disvantaggi u dawn huma skritti hawn taħt.

1. Dawn huma abbastanza kariġi iffruntati minn l-instrumenti oħrajn u anki huma akbar fis-saħħa.

2. Is-skala mhux uniformi.

3. Il-forzi operativi diversi involuti huma żgħar fil-magħluq.

Statement: Respect the original, good articles worth sharing, if there is infringement please contact delete.