स्थैतिक उपकरण

परिभाषा

इलेक्ट्रोस्टैटिक उपकरण एक ऐसा उपकरण है जिसका कार्य विद्युत आवेशों वाले इलेक्ट्रोडों के बीच के आकर्षण या प्रतिकर्षण के सिद्धांत पर आधारित होता है। दूसरे शब्दों में, यह एक उपकरण है जो स्थैतिक विद्युत क्षेत्र का उपयोग करके विक्षेपण बल उत्पन्न करता है। इलेक्ट्रोस्टैटिक उपकरण दिए गए सर्किट में विद्युत शक्ति के मापन के साथ-साथ उच्च और निम्न वोल्टेज को मापने के लिए उपयोग किए जाते हैं।

कार्य सिद्धांत

इलेक्ट्रोस्टैटिक उपकरण विपरीत विद्युत आवेशों वाले इलेक्ट्रोडों के बीच के यांत्रिक इंटरैक्शन के सिद्धांत पर काम करता है। इलेक्ट्रोस्टैटिक उपकरण द्वारा मापने वाली मात्रा को एसी या डीसी वोल्टेज में परिवर्तित किया जाता है।

निर्माण विधियाँ

इलेक्ट्रोस्टैटिक उपकरणों के लिए दो निर्माण विधियाँ हैं:

• प्लेट - प्रकार का स्टोरेज: इस प्रकार में, आवेश प्लेटों के बीच संचित होता है। इलेक्ट्रोस्टैटिक उपकरण में दो प्लेट होती हैं, जिनमें विपरीत ध्रुवता होती है, और उनके बीच आकर्षण बल का अस्तित्व होता है। इस आकर्षण बल के कारण, गतिशील प्लेट निश्चित प्लेट की ओर चलती है ताकि अधिकतम इलेक्ट्रोस्टैटिक ऊर्जा संचित हो सके।

• रोटरी - प्लेट इंटरैक्शन: इन उपकरणों में, रोटरी प्लेटों के बीच आकर्षण या प्रतिकर्षण बल होते हैं।

रेखीय प्रकार का इलेक्ट्रोस्टैटिक उपकरण

नीचे दिया गया चित्र एक रेखीय इलेक्ट्रोस्टैटिक - प्रकार के उपकरण को दर्शाता है। प्लेट A धनात्मक आवेश प्राप्त करती है, जबकि प्लेट B ऋणात्मक आवेश प्राप्त करती है। धनात्मक आवेशित प्लेटें निश्चित होती हैं, और ऋणात्मक आवेशित प्लेटें गतिशील होती हैं। एक स्प्रिंग ऋणात्मक आवेशित प्लेटों से जुड़ा होता है ताकि उनकी गति को नियंत्रित किया जा सके।

जब प्लेटों पर वोल्टेज लगाया जाता है, तो उनके बीच एक आकर्षण बल पैदा होता है। प्लेट B, प्लेट A की ओर चलने का प्रयास करती है जब तक यह बल अपने अधिकतम मान तक नहीं पहुंच जाता। यहाँ, C प्लेटों के बीच की धारिता (फ़ाराड में) को दर्शाता है, और एक व्यंजक विकसित किया जा सकता है जो प्लेटों के बीच संचित कुल ऊर्जा का वर्णन करता है।

रोटरी प्रकार का इलेक्ट्रोस्टैटिक उपकरण

इस प्रकार का उपकरण रोटरी प्लेटों से लैस होता है। जैसे-जैसे रोटरी प्लेटें चलती हैं, उनके बीच आकर्षण या प्रतिकर्षण बल आते हैं।

इलेक्ट्रोस्टैटिक उपकरण के फायदे

• विविध वोल्टेज माप: इलेक्ट्रोस्टैटिक उपकरण एसी और डीसी दोनों वोल्टेजों को मापने में सक्षम हैं।

• कम शक्ति की खपत: ये बहुत ही कम शक्ति की खपत करते हैं।

• उच्च-वोल्टेज माप: ये उपकरण उच्च-मूल्य वोल्टेज को मापने के लिए उपयोग किए जा सकते हैं।

• रोटरी प्रकार में कोणीय विस्थापन: रोटरी-प्रकार के इलेक्ट्रोस्टैटिक उपकरण में, रेखीय विस्थापन के बजाय, निश्चित और गतिशील प्लेटों के बीच कोणीय विस्थापन होता है।

• कम तरंग रूप और आवृत्ति त्रुटि: उपकरण में तरंग रूप और आवृत्ति त्रुटि कम होती है।

• अव्यवस्थित चुंबकीय क्षेत्रों से प्रतिरोध: अव्यवस्थित चुंबकीय क्षेत्रों से कोई त्रुटि नहीं होती।

• उच्च-वोल्टेज डिजाइन: यह बड़े वोल्टेजों को संभालने के लिए डिजाइन किया गया है।

इलेक्ट्रोस्टैटिक-प्रकार के उपकरण के नुकसान

• असमान तराजू: उपकरण असमान तराजू का उपयोग करता है।

• छोटे-माप के बल: उपकरण में शामिल बल बहुत ही छोटे-माप के होते हैं।

• उच्च लागत: अन्य उपकरणों की तुलना में, यह बहुत महंगा होता है।

• बड़ा आकार: उपकरण का आकार सापेक्ष रूप से बड़ा होता है।