Elektrostatický přístroj

Definice

Elektrostatický přístroj je zařízení, jehož fungování je založeno na principu přitahování nebo odrazování elektrod nesoucích elektrické náboje. Jinak řečeno, je to přístroj, který využívá statické elektrické pole k vygenerování odklonačného momentu. Elektrostatické přístroje se používají k měření jak vysokých, tak nízkých napětí a také výkonu v daném obvodu.

Princip fungování

Elektrostatický přístroj funguje na principu mechanické interakce mezi elektrodami s opačnými elektrickými náboji. Množství, které má být změřeno pomocí elektrostatického přístroje, je převedeno na střídavé nebo stejnosměrné napětí.

Konstrukční metody

Existují dvě konstrukční metody pro elektrostatické přístroje:

• Ploškový typ úložiště: V tomto typu je náboj uložen mezi plochami. Elektrostatický přístroj má dvě plochy s opačnými polaritami a mezi nimi existuje přitažlivá síla. Díky této přitažlivé síle se pohyblivá plocha pohybuje směrem k pevné ploše, aby byla uložena maximální elektrostatická energie.

• Rotující plošková interakce: V těchto přístrojích dochází k silám přitahování nebo odražení mezi rotujícími plochami.

Lineární typ elektrostatického přístroje

Následující obrázek znázorňuje lineární elektrostatický přístroj. Plocha A získává kladný náboj, zatímco plocha B se stane záporně nabité. Kladně nabité plochy jsou pevné, a záporně nabité plochy jsou pohyblivé. Pružina je spojena s záporně nabitymi plochami, aby byl jejich pohyb kontrolován.

Když je na plochy aplikováno napětí, indukuje se mezi nimi přitažlivá síla. Plocha B se pokusí pohybovat směrem k ploše A, dokud tato síla nedosáhne své maximální hodnoty. Zde C reprezentuje kapacitu (ve faradech) mezi plochami a lze odvodit výraz popisující celkovou energii uloženou mezi plochami.

Rotující typ elektrostatického přístroje

Tento druh přístroje je vybaven rotujícími plochami. Jak se rotující plochy pohybují, dochází k silám buď přitahování, nebo odražení mezi nimi.

Výhody elektrostatického přístroje

• Univerzální měření napětí: Elektrostatické přístroje jsou schopny měřit jak střídavé, tak stejnosměrné napětí.

• Nízké spotřeba energie: Spotřebují velmi malé množství energie.

• Měření vysokého napětí: Tyto přístroje lze použít k měření vysokých hodnot napětí.

• Úhlové posunutí v rotujícím typu: U rotujícího typu elektrostatického přístroje dochází místo lineárního posunutí k úhlovému posunutí mezi pevnou a pohyblivou plochou.

• Minimální chyba tvaru a frekvence: Přístroj má nízkou chybu tvaru a frekvence.

• Odpornost na cizí magnetická pole: Neexistuje žádná chyba způsobená cizími magnetickými poli.

• Konstrukce pro vysoké napětí: Je navržen pro zpracování vysokých napětí.

Nevýhody elektrostatického přístroje

• Nerovnoměrná stupnice: Přístroj používá nerovnoměrnou stupnici.

• Síly malého rozsahu: Síly zapojené do přístroje mají velmi malý rozsah.

• Vysoké náklady: Ve srovnání s jinými přístroji je poměrně drahý.

• Velká velikost: Velikost přístroje je relativně velká.