Электростатик типидagi приборларнинг қурилиш принципи Торк уравненияси

Elektrostatik turi qurilamlarning ishlash printsipi

Nomi bilan belgilangan kabi, elektrostatik turi qurilamlar statik elektr to'qni foydalanish orqali deformatsiya momentini yaratadi. Bu turdagi qurilma adolatda yuqori voltaj o'lchash uchun ishlatiladi, lekin ba'zi holatlarda ular berilgan shematada past voltaj va quvvatlarni o'lchash uchun ham ishlatilishi mumkin. Endi elektrostatik kuchning faoliyat ko'rsatkichi sifatida ishlashi uchun ikki imkoniyat mavjud. Ushbu ikki imkoniyat quyidagicha yozilgan:

Elektrostatik turi qurilamlarning qurilishi

1. Agar plitalardan biri sabit bo'lib, ikkinchi plita esa harakatlanishi mumkin bo'lsa, plitalar orasida tarqatish kuchi bo'lishi uchun ular qarama-qarshi zaryadlangan. Shu tarqatish kuchi orqali harakatlanuvchi plita sabit plitaga qadar harakatlanadi, harakatlanuvchi plitada maksimal elektrostatik energiya saqlanishi qadar.

2. Boshqa bandlashda, plitalarning birlamchi harakati orqali tarqatish yoki rad etish kuchi yoki ikkalasi ham bo'lishi mumkin.

Elektrostatik turi qurilamlarning kuch va moment tenglamalari

Endi chiziqli elektrostatik turi qurilamlar uchun kuch tenglamasini hosil qilaylik. Quyidagi diagramma ko'rsatilgan kabi ikkita plitani taqqoslaylik.

Plita A musbat zaryadlangan, plita B esa manfiy zaryadlangan. Yuqorida ko'rsatilgandek, imkoniyat (a) bo'yicha plitalar orasida chiziqli harakat mavjud. Plita A sabit, plita B esa harakatlanishi mumkin. Plitalar orasida ekvilibrdagi elektrostatik kuch sprint kuchiga teng bo'lgan deb faraz qilaylik. Bu paytda, plitalarda saqlangan elektrostatik energiya

Endi agar biz berilgan voltajni dV miqdorida oshirib, plita B plita A ga dx masofada harakatlanadi. Sprint kuchga qarshi harakatlanuvchi plita B ning ish amaliga F.dx teng. Berilgan voltaj elektr tok bilan quyidagicha bog'liq:

Bu elektr tok qiymatidan kirish energiyasi quyidagicha hisoblanadi:

Bu orqali biz saqlangan energiyadagi o'zgarishni quyidagicha hisoblaymiz:

Ifodadagi yuqori tartibli hadlarni e'tiborsiz qoldirib, energiya saqlanishi printsipini qo'llab, sistemaga kirish energiyasi = sistemadagi saqlangan energiyadagi o'sish + sistema tomonidan amalga oshirilgan mexanik ish. Bu orqali biz quyidagicha yozishimiz mumkin:

Yuqorida keltirilgan tenglama orqali kuch quyidagicha hisoblanadi:

Endi rotatsion elektrostatik turi qurilmalari uchun kuch va moment tenglamalarini hosil qilaylik. Diagramma quyidagidek ko'rsatilgan:

Rotatsion elektrostatik qurilmalarda deformatsiya momentining ifodasini topish uchun (1) tenglamadagi F ni Td bilan, dx ni esa dA bilan almashtiramiz. Modifikatsiya qilingan tenglamani qayta yozsak, deformatsiya momenti quyidagicha hisoblanadi:

Stabil holatda nazorat momenti Tc = K × A ifodasi bilan beriladi. Deformatsiya A quyidagicha yozilishi mumkin:

Bu ifodadan o'qning deformatsiyasi o'lchanayotgan voltajning kvadratiga proporsional ekanligi kelib chiqadi, shuning uchun skala no-uniform bo'ladi. Endi Kvadrant elektrometr haqida gapiraylik. Bu qurilma adolatda 100V dan 20 kilovoltgacha bo'lgan voltaj o'lchash uchun ishlatiladi. Kvadrant elektrometrdagi deformatsiya momenti berilgan voltajning kvadratiga proporsional, bu qurilmaning ikkita asosiy afzoni: AC va DC voltajlarni o'lchash imkoniyati va voltmetrlar sifatida ishlatilishi uchun voltaj diapazonini kengaytirish imkoniyati. Voltmetrlar uchun voltaj diapazonini kengaytirish uchun ikkita usul mavjud. Ularni tekkela-tekkela ko'rib chiqaylik.

(a) rezistiv potentsial bo'luvchilar orqali: Quyidagi shematika bu konfiguratsiyani tasvirlaydi.

O'lchanayotgan voltaj umumiy rezistanstga (r) taqdim etiladi, elektrostatik kondensator umumiy rezistanstning r qismiga ulanadi. Agar berilgan voltaj DC bo'lsa, kondensatorning cheksiz yetkazib borish rezistansti ekanligini faraz qilishimiz kerak. Bu holatda ko'paytiruvchi faktor elektr rezistanst r/R nisbatiga teng. Bu shematikada AC rejimi ham analiz qilinadi, AC rejimda ko'paytiruvchi faktor r/R ga teng.
(b) Kondensator ko'paytiruvchi usuli orqali: Kondensatorlar ketma-ketligini joylashtirish orqali voltaj diapazonini kengaytirish mumkin. Quyidagi shematika bu qurilmani ko'rsatadi.

Diagramma 1 uchun ko'paytiruvchi faktor ifodasini hosil qilaylik. Voltmetrning kapasitiviteti C1, ketma-ket kondensator C2 deb belgilaylik. Ushbu kondensatorlar ketma-ketligi quyidagicha hisoblanadi:

Bu shematikaning umumiy kapasitiviteti. Voltmetrning impedansi Z1 = 1/jωC1, shunday qilib umumiy impedans quyidagicha hisoblanadi:

Ko'paytiruvchi faktor Z/Z1 nisbatiga teng, ya'ni 1 + C2 / C1. Shunday qilib, ko'paytiruvchi faktor hisoblanishi mumkin. Bu usul orqali voltaj diapazonini kengaytirish mumkin.

Elektrostatik turi qurilamlarning afzoni

Endi elektrostatik turi qurilamlarning afzonlariga qaraylik.

1. Birinchi va eng muhim afzoni - bu AC va DC voltajlarni o'lchash imkoniyati, chunki deformatsiya momenti voltajning kvadratiga proporsional.

2. Bu turdagi qurilmalar ichidagi elektr tok juda kam, shuning uchun energiya sarflanishi kam.

3. Yuqori voltaj qiymatlarini o'lchash mumkin.

Elektrostatik turi qurilamlarning kamchiliklari

Elektrostatik qurilmalar bir qator afzoni bilan birga, quyidagi kamchiliklarga ega:

1. Bu qurilmalar boshqa qurilmalarga nisbatan juda qimmat, hamda hajmi katta.

2. Skala uniform emas.

3. Faoliyat ko'rsatkichlar kichik qiymatlar bilan ifodalangan.

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