Elektrosztatikus műszer

Definíció

Az elektrosztatikus műszer egy olyan eszköz, amely működése az ellentétes töltésű elektrodák közötti vonzó vagy taszító erő alapján nyugszik. Más szóval, ez egy olyan műszer, amely a statikus elektromos mezőt használja a lehajlást generáló erő kifejezésére. Az elektrosztatikus műszereket magas és alacsony feszültség, valamint adott áramkörben lévő teljesítmény mérésére használják.

Működési elv

Az elektrosztatikus műszer az ellentétes töltésű elektrodák közötti mechanikai kölcsönhatás elvére épül. Az elektrosztatikus műszerrel mért mennyiség vagy AC, vagy DC feszültséggé alakul.

Építési módszerek

Két építési módszer létezik az elektrosztatikus műszerekhez:

• Lépték típusú tárolás: Ebben a típusban a töltést a lapok között tárolják. Az elektrosztatikus műszer két ellentétes polaritású lappal rendelkezik, és vonzó erő létezik közöttük. Ez a vonzóerő miatt a mozgó lap a rögzített lap felé mozdul el, hogy a maximális elektrosztatikus energiát tárolja.

• Forgólap típusú kölcsönhatás: Ezekben a műszerekben vonzó vagy taszító erők jelennek meg a forgó lapok között.

Lineáris típusú elektrosztatikus műszer

Az alábbi ábra egy lineáris elektrosztatikus típusú műszert mutat be. Az A lappal pozitív töltést, a B lappal pedig negatív töltést veszünk fel. A pozitív töltésű lapok rögzítettek, a negatív töltésű lapok pedig mozoghatnak. Egy rugó csatlakoztatva van a negatív töltésű lapokhoz, hogy irányítsa mozgásukat.

Amikor feszültséget alkalmazunk a lapokra, vonzó erő jelenik meg közöttük. A B lappal próbálkozik, hogy a A laphoz közelebb kerüljön, amíg ez az erő nem éri a maximális értékét. Itt C jelöli a kapacitást (faradban) a lapok között, és levezethető egy kifejezés, amely leírja a lapok között tárolt teljes energiát.

Forgó típusú elektrosztatikus műszer

Ez a műszer forgó lapokkal van felszerelve. Ahogy a forgó lapok mozognak, vonzó vagy taszító erők jelennek meg közöttük.

Az elektrosztatikus műszer előnyei

• Többszörös feszültségmérés: Az elektrosztatikus műszerek képesek mind AC, mind DC feszültségeket mérni.

• Alacsony energiafogyasztás: Nagyon kevés energiát fogyasztanak.

• Magas feszültség mérés: Ezeket a műszereket nagy értékű feszültségek mérésére is használhatjuk.

• Szögeltolódás a forgó típusban: A forgó típusú elektrosztatikus műszerben, a lineáris eltolódás helyett, szögeltolódás történik a rögzített és a mozgó lapok között.

• Minimalizált hullámforma- és frekvenciahiba: A műszernek alacsony hullámforma- és frekvenciahibája van.

• Feltéveszeti mágneses mezők elleni ellenállás: Nincs hiba, ami a feltéveszeti mágneses mezőkből eredne.

• Magas feszültségű tervezés: Kifejlesztve van nagy feszültségek kezelésére.

Az elektrosztatikus típusú műszer hátrányai

• Nem egyenletes skála: A műszer nem egyenletes skálát használ.

• Kis méretű erők: A műszerben fellépő erők nagyon kis méretűek.

• Magas költség: Más műszerekkel összehasonlítva nagyon drága.

• Nagy méret: A műszer mérete viszonylag nagy.