Электростатические приборы. Принцип действия

Принцип действия основан на взаимодействии электрически заряженных проводников. Подвижная алюминиевая пластина 1 закреплена вместе со стрелкой на оси 3. При подаче измеряемого напряжения к электродам 1 и 2 на них начинает действовать электростатическая сила F. Под ее действием пластина 1 начинает втягиваться в пространство неподвижной пластины 2. Движение прекращается, когда М_пр закручиваемой пружины 4 становится равным М_вр.

Энергия электростатического поля конденсатора . При круговом движении пластин конденсатора возникает вращающий момент М_вр= . Так как М_вр = М_пр и М_пр = Kα, то . Отсюда следует, что шкала квадратичная, если не принять мер, и прибор неполярный. При измерении переменного напряжения в качестве U надо брать эффективное значение напряжения.

Достоинства электростатических вольтметров:

1. широкий частотный диапазон,

2. ничтожные потери энергии,

3. независимость показаний от магнитных полей,

4. возможность измерения очень высоких напряжений.

Недостатки:

1. низкая чувствительность,

2. невысокая точность (необходимо применять усилитель),

3. влияние электрических полей (экранирование),

4. квадратичная шкала (специальная форма пластин).

Применение электроусилителей позволяет увеличить чувствительность и использовать их в качестве милливольтметров. А применение емкостного делителя позволяет измерять напряжения до 10 кВ и более.

Такой делитель имеет . При этом верхний предел измеряемой величины возрастает в 1/K раз. Это справедливо, когда С₂>>С₁.