Elektrostaatiline seade

Määratlus

Elektrostaatiline seade on seade, mille töö põhineb laetud elektroodide vahelise atraktiivse või repeelva jõu printsiibil. Teisisõnu, see on seade, mis kasutab staatilist elektrivälja, et luua painduv moment. Elektrostaatilisi seadmeid kasutatakse nii kõrge- kui ka madalpinge mõõtmiseks ning antud ringkonna võimsuse mõõtmiseks.

Tööprintsiip

Elektrostaatiline seade toimib vastandlikult laetud elektroodide vahelise mehaanilise suhtlemise printsiibil. Mõõtmine elektrostaatilise seadmega teisendatakse kas alternaatvoolu (AC) või düünaamilise voolu (DC) pingeks.

Ehitusmeetodid

Elektrostaatiliste seadmete ehitamisel on kaks meetodit:

• Plaaditeip: Selle tüübi puhul laetakse plaadide vahel. Elektrostaatilises seadmes on kaks vastandlikult laetud plaati, ja neil on olemas atraktiivne jõud. See atraktiivne jõud põhjustab liikuvate plaadiga, et need liiguvad lähemale paigutatud plaadile, et salvestada maksimaalne elektrostaatiline energia.

• Pöördleva plaadi interaktsioon: Sellistes seadmetes toimub atraktiivsete või repeelvate jõudude tekkimine pöördlevate plaadide vahel.

Lineaarne elektrostaatiline seade

Allpool näidatakse lineaarset elektrostaatilist seadet. Plaat A saab positiivse laenguga, samas kui plaat B saab negatiivse laenguga. Positiivselt laetud plaadid on paigutatud, ja negatiivselt laetud plaadid on liikuvad. Negatiivselt laetud plaadidele on ühendatud veeretus, et kontrollida nende liikumist.

Kui plaadidele rakendatakse pinget, tekib nende vahel atraktiivne jõud. Plaat B püüab liikuda plaat A suunas, kuni see jõud saavutab oma maksimaalse väärtuse. Siin C tähistab plaadide vahelist kapatsiit-suurust (faradites), ja saab tuletada avaldise, mis kirjeldab plaadide vahel salvestatud kogu energiat.

Pöördlev elektrostaatiline seade

See tüüp seadet on varustatud pöördlevate plaadidega. Kui pöördlevad plaadid liiguvad, hakkavad nende vahel atraktiivsed või repeelvad jõud tegema.

Elektrostaatilise seadme eelised

• Mitmekülgne pingemõõtmine: Elektrostaatilised seadmed suudavad mõõta nii AC kui ka DC pingi.

• Madal energiatarbimine: Need tarbivad äärmiselt vähe energiat.

• Kõrgepinge mõõtmine: Neid seadmeid saab kasutada kõrge väärtusega pingi mõõtmiseks.

• Pöördleva tüübi nurkline nihke: Pöördlevas elektrostaatilises seadmes toimub paigutatud ja liikuvate plaadide vahel mitte lineaarne, vaid nurkline nihke.

• Väike lainekuju ja sageduse vea: Seadel on madal lainekuju ja sageduse vea.

• Immunitaar suvaliste magnetvälastega: Suvaliste magnetvälastega ei tekita viga.

• Kõrgepinge disain: See on disainitud suurte pingete töötlemiseks.

Elektrostaatilise tüübi seadme puudused

• Mitteühtlane skaala: Seadmel on mitteühtlane skaala.

• Väikese suurusega jõud: Seades osalevad jõud on väga väikesed.

• Kõrge hind: Teiste seadmetega võrreldes on see piisavalt kallis.

• Suur suurus: Seadme suurus on suhteliselt suur.