Elektrostatisch Instrument

Definitie

Een elektrostatisch instrument is een apparaat waarvan de werking gebaseerd is op het principe van aantrekking of afstoting tussen elektroden die elektrische ladingen dragen. Met andere woorden, het is een instrument dat gebruik maakt van het statische elektrisch veld om het afbuigmoment te genereren. Elektrostatische instrumenten worden gebruikt voor het meten van zowel hoge als lage spanningen, evenals de vermogen in een gegeven circuit.

Werkprincipe

Het elektrostatische instrument werkt volgens het principe van mechanische interactie tussen elektroden met tegengestelde elektrische ladingen. De te meten hoeveelheid wordt door het elektrostatische instrument omgezet in wissel- of gelijkspanning.

Constructiemethoden

Er zijn twee constructiemethoden voor elektrostatische instrumenten:

• Plaat - type Opslag: In dit type wordt de lading opgeslagen tussen platen. Het elektrostatische instrument heeft twee platen met tegengestelde polariteiten, en er bestaat een aantrekkende kracht tussen hen. Door deze aantrekkende kracht beweegt de beweegbare plaat zich naar de vaste plaat om de maximale elektrostatische energie op te slaan.

• Rotatie - plaat Interactie: In deze instrumenten treden krachten van aantrekking of afstoting op tussen de rotatieplaten.

Lineair Type Elektrostatisch Instrument

De onderstaande afbeelding toont een lineair elektrostatisch - type instrument. Plaat A krijgt een positieve lading, terwijl plaat B negatief geladen wordt. De positief geladen platen zijn vast, en de negatief geladen platen zijn beweegbaar. Een veer is verbonden aan de negatief geladen platen om hun beweging te controleren.

Wanneer spanning wordt toegepast op de platen, wordt er een aantrekkende kracht tussen hen geïnduceerd. Plaat B probeert zich te verplaatsen naar plaat A tot deze kracht zijn maximale waarde bereikt. Hier vertegenwoordigt C de capaciteit (in farad) tussen de platen, en kan een expressie worden afgeleid om de totale opgeslagen energie tussen de platen te beschrijven.

Rotatie Type Elektrostatisch Instrument

Dit soort instrument is uitgerust met rotatieplaten. Terwijl de rotatieplaten bewegen, komen er krachten van aantrekking of afstoting in het spel tussen hen.

Voordelen van Elektrostatisch Instrument

• Veelzijdige Spanningsmeting: Elektrostatische instrumenten kunnen zowel wissel- als gelijkspanningen meten.

• Lage Energieverbruik: Ze verbruiken een extreem kleine hoeveelheid energie.

• Hoogespanningsmeting: Deze instrumenten kunnen worden gebruikt om hoge waarden van spanning te meten.

• Hoekdisplacering in Rotatie Type: Bij het rotatie - type elektrostatische instrument vindt in plaats van lineaire displacering hoekdisplacering plaats tussen de vaste en beweegbare platen.

• Minimale Golfvorm- en Frequentiefout: Het instrument heeft een lage golfvorm- en frequentiefout.

• Bestendig tegen Stray Magnetische Velden: Er ontstaat geen fout door stray magnetische velden.

• Hoogespanningsontwerp: Het is ontworpen om grote spanningen te hanteren.

Nadelen van Elektrostatisch - type Instrument

• Onregelmatige Schaal: Het instrument gebruikt een onregelmatige schaal.

• Kleine Krachten: De krachten die bij het instrument betrokken zijn, hebben een zeer kleine grootte.

• Hoge Kosten: In vergelijking met andere instrumenten is het vrij duurzaam.

• Grote Afmetingen: De afmetingen van het instrument zijn relatief groot.