Elektrostatisk instrument

Definisjon

Et elektrostatisk instrument er et enhet som fungerer basert på prinsippet om tiltrakkelse eller støting mellom elektroder som bærer elektriske ladninger. Med andre ord, det er et instrument som bruker den statiske elektriske feltet for å generere dreieeffekten. Elektrostatiske instrumenter brukes for å måle både høy- og lavspenn, samt effekten i en gitt krets.

Arbeidsprinsipp

Elektrostatisk instrument fungerer basert på mekanisk interaksjon mellom elektroder med motsatt elektrisk lading. Mengden som skal måles av elektrostatisk instrument, konverteres enten til AC- eller DC-spenn.

Konstruksjonsmetoder

Det finnes to konstruksjonsmetoder for elektrostatiske instrumenter:

• Platetype lagring: I denne typen lagres lading mellom plater. Elektrostatisk instrument har to plater med motsatte polariteter, og det eksisterer en tiltrakkende kraft mellom dem. På grunn av denne trekkekreften, beveger den flyttbare platen seg mot den faste platen for å lagre maksimal elektrostatisk energi.

• Rotasjonsplategreier: I disse instrumentene oppstår krefter av tiltrakkelse eller støting mellom rotasjonsplater.

Lineært elektrostatisk instrument

Figuren nedenfor viser et lineært elektrostatisk instrument. Platen A får en positiv lading, mens platen B blir negativt ladet. De positivt ladde platene er feste, og de negativt ladde platene er flyttbare. En fjær er koblet til de negativt ladde platene for å kontrollere deres bevegelse.

Når spenningsforskyvning påføres platene, induceres en tiltrakkende kraft mellom dem. Platen B forsøker å bevege seg mot platen A inntil denne kraften når sitt maksimale verdi. Her representerer C kapasitansen (i farad) mellom platene, og det kan utledes en uttrykk for å beskrive den totale energien som lagres mellom platene.

Rotasjonstype elektrostatisk instrument

Dette type instrument er utstyrt med rotasjonsplater. Når rotasjonsplatene beveger seg, kommer krefter av enten tiltrakkelse eller støting inn i spill mellom dem.

Fordeler med elektrostatisk instrument

• Mangfoldig spenningsmåling: Elektrostatiske instrumenter er i stand til å måle både AC- og DC-spenn.

• Lav strømforbruk: De forbruker en ekstremt liten mengde strøm.

• Høy spenningsmåling: Disse instrumentene kan brukes til å måle høyverdige spenninger.

• Vinkelmessing i roterende type: I roterende elektrostatisk instrument forekommer, i stedet for lineær plassering, vinkelavvik mellom de faste og de bevegelige platene.

• Minimal bølgeform- og frekvensfeil: Instrumentet har en lav bølgeform- og frekvensfeil.

• Immun mot uvedkomne magnetiske felt: Det oppstår ingen feil som skyldes uvedkomne magnetiske felt.

• Design for høy spenning: Det er designet for å håndtere store spenninger.

Ulemper med elektrostatisk type instrument

• Ikke-uniform skala: Instrumentet bruker en ikke-uniform skala.

• Små krefter: Kreftene involvert i instrumentet er av svært liten størrelse.

• Høy kostnad: Sammenlignet med andre instrumenter, er det ganske kostbart.

• Stor størrelse: Størrelsen på instrumentet er relativt stor.