Instrumento Eletrostático

Definição

Um instrumento eletrostático é um dispositivo cujo funcionamento se baseia no princípio de atração ou repulsão entre eletrodos carregados com cargas elétricas. Em outras palavras, é um instrumento que utiliza o campo elétrico estático para gerar o torque de desvio. Os instrumentos eletrostáticos são utilizados para medir tanto tensões elevadas quanto baixas, bem como a potência em um circuito dado.

Princípio de Funcionamento

O instrumento eletrostático opera com base na interação mecânica entre eletrodos com cargas elétricas opostas. A quantidade a ser medida pelo instrumento eletrostático é convertida em tensão AC ou DC.

Métodos de Construção

Existem dois métodos de construção para instrumentos eletrostáticos:

• Armazenamento do Tipo Placa: Neste tipo, a carga é armazenada entre placas. O instrumento eletrostático possui duas placas com polaridades opostas, e existe uma força atrativa entre elas. Devido a essa força de atração, a placa móvel se move em direção à placa fixa para armazenar a máxima energia eletrostática.

• Interação do Tipo Placa Rotativa: Nestes instrumentos, ocorrem forças de atração ou repulsão entre as placas rotativas.

Instrumento Eletrostático do Tipo Linear

A figura abaixo ilustra um instrumento do tipo eletrostático linear. A placa A adquire uma carga positiva, enquanto a placa B se torna negativamente carregada. As placas positivamente carregadas são fixas, e as placas negativamente carregadas são móveis. Uma mola está conectada às placas negativamente carregadas para controlar seu movimento.

Quando a tensão é aplicada às placas, induz-se uma força atrativa entre elas. A placa B tenta se mover em direção à placa A até que essa força atinja seu valor máximo. Aqui, C representa a capacitância (em farads) entre as placas, e pode-se derivar uma expressão para descrever a energia total armazenada entre as placas.

Instrumento Eletrostático do Tipo Rotativo

Este tipo de instrumento é equipado com placas rotativas. Conforme as placas rotativas se movem, forças de atração ou repulsão entram em jogo entre elas.

Vantagens do Instrumento Eletrostático

• Medição Versátil de Tensão: Os instrumentos eletrostáticos são capazes de medir tanto tensões AC quanto DC.

• Baixo Consumo de Energia: Eles consomem uma quantidade extremamente pequena de energia.

• Medição de Alta Tensão: Estes instrumentos podem ser usados para medir tensões de alto valor.

• Deslocamento Angular no Tipo Rotativo: No instrumento eletrostático do tipo rotativo, em vez de deslocamento linear, ocorre deslocamento angular entre as placas fixa e móvel.

• Erro Mínimo de Forma de Onda e Frequência: O instrumento tem um erro mínimo de forma de onda e frequência.

• Imunidade a Campos Magnéticos Estranhos: Não há erro causado por campos magnéticos estranhos.

• Design de Alta Tensão: É projetado para lidar com grandes tensões.

Desvantagens do Instrumento do Tipo Eletrostático

• Escala Não Uniforme: O instrumento utiliza uma escala não uniforme.

• Forças de Pequena Magnitude: As forças envolvidas no instrumento têm magnitude muito pequena.

• Alto Custo: Comparado a outros instrumentos, é bastante caro.

• Grande Tamanho: O tamanho do instrumento é relativamente grande.