Alat Elektrostatik

Definisi

Alat elektrostatik adalah perangkat yang operasinya berdasarkan prinsip tarikan atau tolakan antara elektroda yang membawa muatan listrik. Dengan kata lain, ini adalah instrumen yang menggunakan medan listrik statis untuk menghasilkan torsi defleksi. Alat elektrostatik digunakan untuk mengukur tegangan tinggi dan rendah, serta daya dalam rangkaian tertentu.

Prinsip Kerja

Alat elektrostatik bekerja berdasarkan prinsip interaksi mekanis antara elektroda dengan muatan listrik yang berlawanan. Kuantitas yang akan diukur oleh alat elektrostatik dikonversi menjadi tegangan AC atau DC.

Metode Konstruksi

Ada dua metode konstruksi untuk alat elektrostatik:

• Penyimpanan Jenis Plat: Dalam jenis ini, muatan disimpan antara plat. Alat elektrostatik memiliki dua plat dengan polaritas berlawanan, dan ada gaya tarikan antara keduanya. Karena gaya tarikan ini, plat yang dapat bergerak bergerak menuju plat tetap untuk menyimpan energi elektrostatik maksimum.

• Interaksi Jenis Plat Rotasi: Dalam instrumen-instrumen ini, terjadi gaya tarikan atau tolakan antara plat rotasi.

Alat Elektrostatik Jenis Linear

Gambar di bawah ini menggambarkan alat jenis linear elektrostatik. Plat A mendapatkan muatan positif, sementara plat B menjadi bermuatan negatif. Plat yang bermuatan positif adalah tetap, dan plat yang bermuatan negatif dapat bergerak. Sebuah pegas dihubungkan ke plat yang bermuatan negatif untuk mengontrol gerakannya.

Saat tegangan diterapkan pada plat, gaya tarikan terinduksi antara keduanya. Plat B mencoba bergerak menuju plat A hingga gaya tersebut mencapai nilai maksimumnya. Di sini, C mewakili kapasitansi (dalam farad) antara plat, dan ekspresi dapat diturunkan untuk mendeskripsikan total energi yang tersimpan antara plat.

Alat Elektrostatik Jenis Rotasi

Jenis instrumen ini dilengkapi dengan plat rotasi. Saat plat rotasi bergerak, gaya tarikan atau tolakan terjadi antara mereka.

Keuntungan Alat Elektrostatik

• Pengukuran Tegangan yang Versatile: Alat elektrostatik mampu mengukur tegangan AC dan DC.

• Konsumsi Daya Rendah: Mereka mengkonsumsi jumlah daya yang sangat kecil.

• Pengukuran Tegangan Tinggi: Instrumen-instrumen ini dapat digunakan untuk mengukur tegangan bernilai tinggi.

• Perpindahan Sudut pada Jenis Rotasi: Dalam alat elektrostatik jenis rotasi, bukan perpindahan linier, melainkan perpindahan sudut terjadi antara plat tetap dan bergerak.

• Kesalahan Bentuk Gelombang dan Frekuensi Minimal: Instrumen ini memiliki kesalahan bentuk gelombang dan frekuensi yang rendah.

• Imunitas terhadap Medan Magnet Liar: Tidak ada kesalahan yang disebabkan oleh medan magnet liar.

• Desain Tegangan Tinggi: Dirancang untuk menangani tegangan besar.

Kerugian Alat Jenis Elektrostatik

• Skala Tidak Seragam: Instrumen menggunakan skala tidak seragam.

• Gaya Magnitude Kecil: Gaya yang terlibat dalam instrumen memiliki magnitude yang sangat kecil.

• Biaya Tinggi: Dibandingkan dengan instrumen lain, biayanya cukup tinggi.

• Ukuran Besar: Ukuran instrumen relatif besar.