Strumento Elettrostatico

Definizione

Uno strumento elettrostatico è un dispositivo il cui funzionamento si basa sul principio di attrazione o repulsione tra elettrodi che portano cariche elettriche. In altre parole, è uno strumento che utilizza il campo elettrico statico per generare il momento di deflessione. Gli strumenti elettrostatici vengono impiegati per misurare sia tensioni elevate che basse, nonché la potenza in un circuito specifico.

Principio di Funzionamento

Lo strumento elettrostatico funziona sul principio dell'interazione meccanica tra elettrodi con cariche elettriche opposte. La quantità da misurare con lo strumento elettrostatico viene convertita in tensione AC o DC.

Metodi di Costruzione

Esistono due metodi di costruzione per gli strumenti elettrostatici:

• Tipo a piastre - Accumulazione: In questo tipo, la carica viene accumulata tra le piastre. Lo strumento elettrostatico ha due piastre con polarità opposte, e c'è una forza di attrazione tra di loro. A causa di questa forza di attrazione, la piastra mobile si muove verso la piastra fissa per accumulare l'energia elettrostatica massima.

• Interazione a piastre rotanti: In questi strumenti, avvengono forze di attrazione o repulsione tra le piastre rotanti.

Strumento Elettrostatico Lineare

La figura sottostante rappresenta uno strumento elettrostatico lineare. La piastra A acquisisce una carica positiva, mentre la piastra B diventa negativamente caricata. Le piastre positivamente caricate sono fisse, e quelle negativamente caricate sono mobili. Una molla è collegata alle piastre negativamente caricate per controllarne il movimento.

Quando si applica una tensione alle piastre, si induce una forza di attrazione tra di esse. La piastra B tenta di spostarsi verso la piastra A fino a quando questa forza raggiunge il suo valore massimo. Qui, C rappresenta la capacità (in farad) tra le piastre, e può essere derivata un'espressione per descrivere l'energia totale accumulata tra le piastre.

Strumento Elettrostatico Rotativo

Questo tipo di strumento è dotato di piastre rotanti. Man mano che le piastre rotanti si muovono, entrano in gioco forze di attrazione o repulsione tra di esse.

Vantaggi dello Strumento Elettrostatico

• Misurazione Versatile della Tensione: Gli strumenti elettrostatici sono in grado di misurare sia tensioni AC che DC.

• Basso Consumo di Potenza: Consumano un'ammontare estremamente ridotto di potenza.

• Misurazione di Tensioni Elevate: Questi strumenti possono essere utilizzati per misurare tensioni di valore elevato.

• Dislocazione Angolare nel Tipo Rotativo: Nello strumento elettrostatico rotativo, invece di una dislocazione lineare, si verifica una dislocazione angolare tra le piastre fisse e mobili.

• Errore Minimo di Forma d'Onda e Frequenza: Lo strumento ha un basso errore di forma d'onda e frequenza.

• Immunità ai Campi Magnetici Parasiti: Non c'è errore causato dai campi magnetici parasiti.

• Progettazione per Tensioni Elevate: È progettato per gestire tensioni elevate.

Svantaggi dello Strumento del Tipo Elettrostatico

• Scala Non Uniforme: Lo strumento utilizza una scala non uniforme.

• Forze di Piccola Entità: Le forze coinvolte nello strumento sono di entità molto piccola.

• Costo Elevato: Rispetto ad altri strumenti, è abbastanza costoso.

• Dimensioni Grandi: Le dimensioni dello strumento sono relativamente grandi.