Электростатические приборы

Принцип работы основан на взаимодействии двух систем заряженных пластин, одна из которых подвижна. Неподвижная система состоит из двух параллельных металлических пластин 1, а подвижная – из двух секторообразных алюминиевых пластин 2, укреплённых на оси 5, на которой установлены также стрелочный указатель 4 и один конец противодействующей пружины 3.

Рисунок 39. -???

Если к подвижным и неподвижным пластинам подвести измеряемое напряжение , то они окажутся заряженными противоположными по знаку зарядами, в результате чего под действием электростатических сил притяжения подвижные пластины будут стремиться войти между неподвижными и занять такое положение, при котором энергия электрического поля

будет наибольшей ( - ёмкость системы и пластин).

Поворот подвижных пластин вызывает закручивание пружин иди растяжек, создающих противодействующий момент.

Вращающий момент, действующий на подвижную часть прибора

.

При переменном токе, т.е.

где - действующее напряжение.

Отсюда показание прибора (отклонение стрелки)

. (15)

Из (15) следует, что электростатические приборы могут применяться для измерения напряжений в цепях постоянного и переменного тока, и что шкалы приборов неравномерны. Для линеаризации шкалы соответствующим образом выбирают форму подвижных и неподвижных пластин, т.е. задаются определённым законом изменения .

На базе электростатических приборов в основном строятся вольтметры, которые из-за низкой чувствительности измерительного механизма выпускаются на напряжения 0,075…300 кВ.

Достоинствами приборов являются: малое потребление энергии; практически независимость показаний от частоты питающего тока; высокий класс точности (0,5…0,05); независимость от температуры окружающей.

Недостатки: низкая чувствительность; слабое собственное электрическое поле (требуется металлический заземлённый экран).

Расширение пределов измерений электростатических вольтметров при измерении переменного напряжения , осуществляется включением последовательно с вольтметром, имеющим собственную ёмкость , добавочного конденсатора или использованием ёмкостного делителя, состоящего из конденсаторов известной ёмкости и .

В первом случае напряжение на вольтметре определяется выражением

,

при этом зависимость ёмкости от угла поворота подвижной части приводит к дополнительной погрешности.

При использовании делителя

,

где - ёмкость конденсатора, параллельно которому подключен вольтметр.

Если >> , то коэффициент деления окажется практически постоянным для всех значений измеряемого напряжения.

Расширение пределов измерений электростатических вольтметров на постоянном токе осуществляют с помощью резистивных делителей напряжения.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: