Instrumento electrostático

Definición

Un instrumento electrostático es un dispositivo cuyo funcionamiento se basa en el principio de atracción o repulsión entre electrodos que llevan cargas eléctricas. En otras palabras, es un instrumento que utiliza el campo eléctrico estático para generar el par de desvío. Los instrumentos electrostáticos se utilizan para medir tanto voltajes altos como bajos, así como la potencia en un circuito dado.

Principio de Funcionamiento

El instrumento electrostático funciona sobre el principio de la interacción mecánica entre electrodos con cargas eléctricas opuestas. La cantidad a medir por el instrumento electrostático se convierte en tensión AC o DC.

Métodos de Construcción

Existen dos métodos de construcción para los instrumentos electrostáticos:

• Almacenamiento de Placas: En este tipo, la carga se almacena entre placas. El instrumento electrostático tiene dos placas con polaridades opuestas, y existe una fuerza atractiva entre ellas. Debido a esta fuerza de atracción, la placa móvil se mueve hacia la placa fija para almacenar la máxima energía electrostática.

• Interacción de Placas Rotativas: En estos instrumentos, ocurren fuerzas de atracción o repulsión entre las placas rotativas.

Instrumento Electrostático de Tipo Lineal

La figura a continuación muestra un instrumento de tipo lineal electrostático. La placa A adquiere una carga positiva, mientras que la placa B se carga negativamente. Las placas con carga positiva están fijas, y las placas con carga negativa son móviles. Un resorte está conectado a las placas con carga negativa para controlar su movimiento.

Cuando se aplica un voltaje a las placas, se induce una fuerza atractiva entre ellas. La placa B intenta moverse hacia la placa A hasta que esta fuerza alcanza su valor máximo. Aquí, C representa la capacitancia (en faradios) entre las placas, y se puede derivar una expresión para describir la energía total almacenada entre las placas.

Instrumento Electrostático de Tipo Rotativo

Este tipo de instrumento está equipado con placas rotativas. A medida que las placas rotativas se mueven, entran en juego fuerzas de atracción o repulsión entre ellas.

Ventajas del Instrumento Electrostático

• Medición Versátil de Voltaje: Los instrumentos electrostáticos son capaces de medir tanto voltajes AC como DC.

• Bajo Consumo de Energía: Consumen una cantidad extremadamente pequeña de energía.

• Medición de Altos Voltajes: Estos instrumentos pueden usarse para medir voltajes de alto valor.

• Desplazamiento Angular en el Tipo Rotativo: En el instrumento electrostático de tipo rotativo, en lugar de un desplazamiento lineal, ocurre un desplazamiento angular entre las placas fijas y móviles.

• Error Mínimo de Forma de Onda y Frecuencia: El instrumento tiene un bajo error de forma de onda y frecuencia.

• Inmunidad a Campos Magnéticos Estray: No hay error causado por campos magnéticos estray.

• Diseño para Altos Voltajes: Está diseñado para manejar voltajes grandes.

Desventajas del Instrumento de Tipo Electrostático

• Escala No Uniforme: El instrumento utiliza una escala no uniforme.

• Fuerzas de Pequeña Magnitud: Las fuerzas involucradas en el instrumento son de muy pequeña magnitud.

• Alto Costo: En comparación con otros instrumentos, es bastante costoso.

• Tamaño Grande: El tamaño del instrumento es relativamente grande.