Elektrostataisks instruments

Definīcija

Elektrostatisks instruments ir ierīce, kuras darbība balstās uz elektrodiem, kas nes elektrisku lādiņu, starpā esošajiem pievilkuma vai atstarpes principiem. Citiem vārdiem sakot, tas ir instruments, kas izmanto statisko elektrostatisko lauku, lai radītu novirzēšanas momentu. Elektrostatiskie instrumenti tiek izmantoti gan augstām, gan zemām sprieguma mērīšanai, kā arī varas mērīšanai dotajā šķērsējā.

Darbības princips

Elektrostatisks instruments darbojas pēc elektrodus, kas nes pretējas elektriskas lādiņas, starpā esošā mehāniskā interakcijas principa. Mērāmajam lielumam elektrostatiskajā instrumentā tiek pārveidots par vai nu maiņstrāvas (AC) vai galdstrāvas (DC) spriegumu.

Konstrukcijas metodes

Ir divas konstrukcijas metodes elektrostatiskajiem instrumentiem:

• Plāka - veids krājums: Šajā veidā lādiņi tiek krājumi plāku starpā. Elektrostatisks instruments ir aprīkots ar divām plākām, kas nes pretējas polāritātes, un starp tām pastāv pievilkuma spēks. Tādēļ, dēļ šī pievilkuma spēka, kustīgā plāka pārvietojas uz fiksēto plāku, lai saglabātu maksimālo elektrostatisko enerģiju.

• Rotācijas - plākas interakcija: Šajos instrumentos, pievilkuma vai atstarpes spēki notiek starp rotējošajām plākām.

Lineārais elektrostatiskais instruments

Zemāk redzamā attēlā ir attēlots lineārs elektrostatiskais instruments. Plāka A iegūst pozitīvu lādiņu, savukārt plāka B kļūst negatīvi slodzēta. Pozitīvi slodzētās plākas ir fiksētas, bet negatīvi slodzētās plākas ir kustīgas. Sprindze ir piesaistīta negatīvi slodzētajām plākām, lai kontrolētu to kustību.

Kad plākām tiek piestiprināts spriegums, starp tām rodas pievilkuma spēks. Plāka B mēģina pārvietoties uz plāku A, līdz šis spēks sasniedz savu maksimālo vērtību. Šeit C apzīmē kapacitanci (faradās) starp plākām, un var izvest izteiksmi, lai aprakstītu kopējo enerģiju, kas saglabāta plāku starpā.

Rotācijas elektrostatiskais instruments

Šāda veida instruments ir aprīkots ar rotējošām plākām. Kad rotējošās plākas kustas, starp tām notiek pievilkuma vai atstarpes spēki.

Elektrostatiskā instrumenta priekšrocības

• Universāla sprieguma mērīšana: Elektrostatiskie instrumenti spēj mērīt gan maiņstrāvas, gan galdstrāvas spriegumus.

• Zema enerģijas patēriņa: Tie patērē ļoti mazu enerģijas daudzumu.

• Augsta sprieguma mērīšana: Šie instrumenti var tikt izmantoti, lai mērītu augstu spriegumu vērtības.

• Leņķa novirze rotācijas tipā: Rotācijas tipa elektrostatiskajā instrumentā, salīdzinājumā ar lineāru novirzi, notiek leņķa novirze starp fiksētajām un kustīgajām plākām.

• Minimālas formas un frekvences kļūdas: Instrumentam ir zemas formas un frekvences kļūdas.

• Imunitāte pret blakus magnētiskajiem laukiem: Nav kļūdu, kas rastu no blakus magnētiskajiem laukiem.

• Augsts spriegums: Tas ir dizainēts, lai apstrādātu lielus spriegumus.

Elektrostatiskā instrumenta trūkumi

• Neravilīga skala: Instruments izmanto neravilīgu skalu.

• Mazas spēku vērtības: Izmantotie spēki instrumentā ir ļoti mazi.

• Augsta cena: Salīdzinājumā ar citiem instrumentiem, tas ir ļoti dārgs.

• Lielais izmērs: Instruments ir salīdzinoši liels.