Elektrostatiskt instrument

Definition

Ett elektrostatiskt instrument är en enhet vars funktion bygger på principen om attraktion eller avvisning mellan elektroder som bär elektriska laddningar. Med andra ord, det är ett instrument som använder den statiska elektriska fältet för att generera vridmoment. Elektrostatiska instrument används för att mäta både höga och låga spänningar, liksom effekten i en given krets.

Arbetsprincip

Elektrostatiska instrument fungerar enligt principen om mekanisk interaktion mellan elektroder med motsatta elektriska laddningar. Den mängd som ska mätas med elektrostatiska instrument omvandlas till antingen växelström (AC) eller likström (DC) spänning.

Konstruktionsmetoder

Det finns två konstruktionsmetoder för elektrostatiska instrument:

• Plattstyp - lagring: I denna typ lagras laddning mellan plattor. Elektrostatiska instrument har två plattor med motsatta polariteter, och en attraktiv kraft finns mellan dem. På grund av denna attraktionskraft rör sig den flyttbara plattan mot den fasta plattan för att lagra den maximala elektrostatiska energin.

• Roterande plattors interaktion: I dessa instrument uppstår krafter av attraktion eller avvisning mellan roterande plattor.

Linjärt typ elektrostatiskt instrument

Figuren nedan visar ett linjärt elektrostatiskt instrument. Plattan A får en positiv laddning, medan plattan B blir negativt laddad. De positivt laddade plattorna är fasta, och de negativt laddade plattorna är flyttbara. En fjäder är ansluten till de negativt laddade plattorna för att kontrollera deras rörelse.

När spänning tillämpas på plattorna induceras en attraktiv kraft mellan dem. Plattan B försöker röra sig mot plattan A tills denna kraft når sitt maximala värde. Här representerar C kapacitansen (i farad) mellan plattorna, och ett uttryck kan härledas för att beskriva den totala energin som lagras mellan plattorna.

Roterande typ elektrostatiskt instrument

Detta slags instrument är utrustat med roterande plattor. När de roterande plattorna rör sig uppstår krafter av antingen attraktion eller avvisning mellan dem.

Fördelar med elektrostatiska instrument

• Mångsidig spänningsmätning: Elektrostatiska instrument kan mäta både AC- och DC-spänningar.

• Låg energiförbrukning: De förbrukar en extremt liten mängd energi.

• Mätning av höga spänningar: Dessa instrument kan användas för att mäta stora spänningar.

• Vinkelrörelse i roterande typ: I roterande typ elektrostatiska instrument sker istället för linjär rörelse vinkelrörelse mellan de fasta och rörliga plattorna.

• Minimal vågform- och frekvensfel: Instrumentet har ett lågt vågform- och frekvensfel.

• Immunitet mot ströfält: Det uppstår inget fel orsakat av ströfält.

• Högspänningsdesign: Det är utformat för att hantera stora spänningar.

Nackdelar med elektrostatiska instrument

• Ojämn skala: Instrumentet använder en ojämn skala.

• Små krafter: Krafterna inblandade i instrumentet är av mycket liten magnitud.

• Hög kostnad: Jämfört med andra instrument är det ganska dyrt.

• Stort format: Instrumentets storlek är relativt stor.