Instrument Electroestàtic

Definició

Un instrument electroestàtic és un dispositiu que funciona basant-se en el principi d'atracció o repulsió entre els electrodos que porten càrregues elèctriques. En altres paraules, és un instrument que utilitza el camp elèctric estàtic per generar el moment de desviació. Els instruments electroestàtics s'utilitzen per mesurar tant voltatges alts com baixos, així com la potència en un circuit donat.

Principi de funcionament

L'instrument electroestàtic opera segons el principi d'interacció mecànica entre els electrodos amb càrregues elèctriques oposades. La quantitat a mesurar per l'instrument electroestàtic es converteix en tensió AC o CC.

Mètodes de construcció

Hi ha dos mètodes de construcció per als instruments electroestàtics:

• Emmagatzematge de tipus placa: En aquest tipus, la càrrega s'emmagatzema entre plaques. L'instrument electroestàtic té dues plaques amb polaritats oposades, i existeix una força atractiva entre elles. A causa d'aquesta força d'atracció, la placa mòbil es mou cap a la placa fixa per emmagatzemar l'energia electroestàtica màxima.

• Interacció de plaques rotatives: En aquests instruments, les forces d'atracció o repulsió ocorren entre les plaques rotatives.

Instrument electroestàtic de tipus lineal

La figura següent representa un instrument de tipus electroestàtic lineal. La placa A adquireix una càrrega positiva, mentre que la placa B es carrega negativament. Les plaques carregades positivament són fixes, i les plaques carregades negativament són mòbils. Es connecta una molla a les plaques carregades negativament per controlar el seu moviment.

Quan s'aplica una tensió a les plaques, es genera una força atractiva entre elles. La placa B intenta moure's cap a la placa A fins que aquesta força arriba al seu valor màxim. Aquí, C representa la capacità (en farads) entre les plaques, i es pot derivar una expressió per descriure l'energia total emmagatzemada entre les plaques.

Instrument electroestàtic de tipus rotatiu

Aquest tipus d'instrument disposa de plaques rotatives. Quan les plaques rotatives es mouen, entran en joc forces d'atracció o repulsió entre elles.

Avantatges de l'instrument electroestàtic

• Mesura de tensió versàtil: Els instruments electroestàtics són capaços de mesurar tant tensions AC com CC.

• Baix consum d'energia: Consumen una quantitat extremadament petita d'energia.

• Mesura de tensions altes: Aquests instruments es poden utilitzar per mesurar tensions de gran valor.

• Desplaçament angular en el tipus rotatiu: En l'instrument electroestàtic de tipus rotatiu, en lloc del desplaçament lineal, ocorre un desplaçament angular entre les plaques fixa i mòbil.

• Error mínim de forma d'ona i freqüència: L'instrument té un error baix de forma d'ona i freqüència.

• Immunitat a camps magnètics estranys: No hi ha errors causats pels camps magnètics estranys.

• Disseny per tensions altes: Està dissenyat per gestionar tensions grans.

Inconvenients de l'instrument de tipus electroestàtic

• Escala no uniforme: L'instrument utilitza una escala no uniforme.

• Forces de magnitud petita: Les forces implicades en l'instrument tenen una magnitud molt petita.

• Cost elevat: En comparació amb altres instruments, és bastant costós.

• Mida gran: La mida de l'instrument és relativament gran.