静電気式計器

定義

静電気式計器は、電荷を帯びた電極間の引き付けまたは反発の原理に基づいて動作する装置です。言い換えれば、静電界を利用して偏向トルクを生成する計器です。静電気式計器は、高電圧と低電圧の両方を測定し、また特定の回路の電力を測定するために使用されます。

動作原理

静電気式計器は、異なる電荷を持つ電極間の機械的相互作用の原理に基づいて動作します。静電気式計器で測定する量は、交流または直流電圧に変換されます。

構造方法

静電気式計器には以下の2つの構造方法があります：

• プレート型蓄電：このタイプでは、プレート間に電荷が蓄えられます。静電気式計器には、異なる極性を持つ2つのプレートがあり、それらの間に引き付け力が存在します。この引き付け力により、可動プレートは固定プレートに向かって動き、最大の静電エネルギーを蓄えることができます。

• 回転プレート間の相互作用：これらの計器では、回転プレート間で引き付けまたは反発の力が生じます。

直線型静電気式計器

下の図は、直線型静電気式計器を示しています。プレートAは正電荷を持ち、プレートBは負電荷を持ちます。正電荷を持つプレートは固定され、負電荷を持つプレートは可動です。負電荷を持つプレートには、その動きを制御するためのバネが接続されています。

プレートに電圧が印加されると、それらの間に引き付け力が誘導されます。プレートBは、この力が最大値に達するまでプレートAに向かって動きます。ここで、Cはプレート間の容量（ファラド）を表し、プレート間に蓄積される総エネルギーを記述する式を導出することができます。

回転型静電気式計器

この種の計器は、回転プレートを装備しています。回転プレートが動くと、それらの間に引き付けまたは反発の力が働きます。

静電気式計器の利点

• 多目的な電圧測定：静電気式計器は、交流および直流電圧の両方を測定することができます。

• 低消費電力：非常に少量の電力を消費します。

• 高電圧測定：これらの計器は、高電圧を測定するために使用できます。

• 回転型での角度変位：回転型静電気式計器では、直線的な変位ではなく、固定プレートと可動プレート間で角度変位が生じます。

• 波形および周波数誤差が少ない：計器は波形および周波数誤差が少ないです。

• 迷走磁場に対する耐性：迷走磁場による誤差はありません。

• 高電圧設計：大電圧に対応するように設計されています。

静電気式計器の欠点

• 非均一なスケール：計器は非均一なスケールを使用します。

• 小さな力：計器に関与する力は非常に小さいです。

• 高コスト：他の計器と比較してかなり高価です。

• 大型：計器のサイズは相対的に大きいです。