Woltomierz elektrostatyczny
Woltomierz elektrostatyczny może odnosić się do miernika ładunku elektrostatycznego , znanego również jako woltomierz powierzchniowy prądu stałego lub do woltomierza do pomiaru dużych potencjałów elektrycznych , tradycyjnie zwanego woltomierzem elektrostatycznym.
Miernik ładowania
Powierzchniowy woltomierz prądu stałego to przyrząd, który mierzy napięcie bez przenoszenia ładunku elektrycznego . [ potrzebne źródło ]
Może dokładnie mierzyć potencjał powierzchniowy ( napięcie ) materiałów bez fizycznego kontaktu, dzięki czemu nie występuje przenoszenie ładunku elektrostatycznego ani ładowanie źródła napięcia .
Wyjaśnienie
Wielu pomiarów napięcia nie można wykonać przy użyciu konwencjonalnych woltomierzy stykowych , ponieważ wymagają one przeniesienia ładunku do woltomierza, powodując w ten sposób obciążenie i modyfikację napięcia źródła. Na przykład podczas pomiaru rozkładu napięcia na dielektryka każda technika pomiarowa wymagająca przeniesienia ładunku, bez względu na to, jak mały, zmodyfikuje lub zniszczy rzeczywiste dane .
Zasada działania
sonda monitorująca ładunek elektrostatyczny jest umieszczana blisko (1 mm do 5 mm) od mierzonej powierzchni, a korpus sondy doprowadzany jest do tego samego potencjału co mierzona niewiadoma przez obwód elektroniczny . Pozwala to uzyskać pomiar o wysokiej dokładności, który jest praktycznie niewrażliwy na zmiany odległości sondy od powierzchni. Technika ta zapobiega również powstawaniu łuku elektrycznego między sondą a mierzoną powierzchnią podczas pomiaru wysokich napięć.
Woltomierz
Zasada działania woltomierza elektrostatycznego jest podobna do elektrometru , jednak jest on przeznaczony do pomiaru dużych różnic potencjałów; zwykle od kilkuset do wielu tysięcy woltów .
Zasada działania
Woltomierz elektrostatyczny wykorzystuje siłę przyciągania między dwiema naładowanymi powierzchniami do wytworzenia odchylenia wskazówki bezpośrednio skalibrowanej w woltach . Ponieważ siła przyciągania jest taka sama niezależnie od biegunowości naładowanych powierzchni (o ile ładunek jest przeciwny), woltomierz elektrostatyczny może mierzyć napięcia stałe o dowolnej polaryzacji.
Typową konstrukcję pokazano na rysunku. Obrotowy sektor NN jest przyciągany do stałego sektora QQ. Ruchomy sektor jest równoważony przez mały ciężarek w i wskazuje napięcie wskazówką P. W nowszych instrumentach ciężarek zastąpiono sprężyną, dzięki czemu miernik może być używany zarówno w pozycji poziomej, jak i pionowej; ta forma jest pokazana na zdjęciu. Stały sektor jest odizolowany od reszty miernika. Ruchomy sektor w kształcie motyla jest wykonany z cienkiej folii aluminiowej. Zarówno stały, jak i ruchomy sektor są wypolerowane na wysoki połysk i pozbawione ostrych narożników, aby zminimalizować wysokie naprężenia elektryczne. Woltomierz elektrostatyczny wykorzystuje siłę przyciągania między dwiema naładowanymi powierzchniami do wytworzenia odchylenia wskazówki bezpośrednio skalibrowanej w woltach.
Ponieważ siła przyciągania jest taka sama niezależnie od biegunowości naładowanych powierzchni (o ile ładunek jest przeciwny), woltomierz elektrostatyczny może mierzyć napięcia stałe o dowolnej polaryzacji. Przyrząd będzie pobierał znikomy prąd ze źródła prądu stałego. Może być również używany na prąd przemienny i pobiera niewielki prąd ze względu na pojemność układu wirnika. Aby zmniejszyć wymagany moment obrotowy oraz poprawić czułość i szybkość reakcji, można zastąpić wskazówkę małym lusterkiem przymocowanym do wirnika, z odchylanym przez nie wiązką światła na skali.
- ^ „Podręcznik przyrządów elektrycznych”, General Electric Corporation, 1949, strony 103-104