Electrometer - ما هو؟ هناك العديد من الأنواع المختلفة ، بدءًا من الأدوات الميكانيكية اليدوية النادرة إلى الأجهزة الدقيقة. يتم تجميع أجهزة القياس الكهربائية الحديثة وأجهزة القياس الأخرى باستخدام أنبوب مفرغ أو تقنية الحالة الصلبة. يمكن استخدامها لقياس الجهد والشحن بتيارات تسرب منخفضة جدًا تصل إلى 1 فمتوأمب. المكشاف الكهربائي هو جهاز أبسط. إنه يعمل على مبادئ مماثلة ، لكنه يظهر فقط قيم الإجهاد النسبي. ما الذي يقيسه مقياس الكهربي والأدوات الأخرى؟
تاريخ هذا الجهاز
أول متر محتمل يمكن أن يسمى "المربع المبكر" أو ببساطة "المربع". على الرغم من أن المصطلح يشير في النهاية إلى إصدار Kelvin ، فقد تم استخدامه لأول مرة لوصف جهاز أبسط. ما الذي يقيسه مقياس الكهربي وما يتكون منه؟
مصنوع من جذع شجرة منتصب متصل به نصف دائرة عاجية. تتدلى كرة من الفلين الخفيف من المركز على مفصلة. عندما تكون الصكعند وضعها على جسم مشحون ، يشارك الجذع ويطرد كرة الفلين. يمكن قراءة مقدار التنافر من نصف دائرة متدرجة ، على الرغم من أن الزاوية المقاسة لا تتناسب طرديًا مع الشحنة. شمل المخترعون الأوائل ويليام هينلي وهوراس بنديكت دي سوسور.
ومن كان "رائدا" في مجال المكشافات؟
و المكشاف الكهربائي و الكهربي - ما هو و أيهما أفضل؟ كان أول مكشاف كهربائي من ورق الذهب هو الأول على الإطلاق. يمكن العثور على مثل هذا الجهاز في العالم الحقيقي في بعض المؤتمرات العلمية ، ولكن بشكل عام تم استبداله بنسخة أكثر تقدمًا من الناحية التكنولوجية في كل مكان. على عكس المقياس الكهربي ، فإنه غالبًا ما يلعب دور المستشعر أكثر من كونه أداة قياس.
تتكون الأداة نفسها من صفحتين رفيعتين من رقائق الذهب معلقة من قطب كهربائي. عندما يتم شحنها عن طريق الحث أو الاتصال ، تكتسب الأوراق نفس الشحنات الكهربائية وتتنافر مع بعضها البعض بسبب قوة كولوم. فصلهم هو مؤشر مباشر على صافي الطاقة المتراكمة. يمكن لصق قطع من ورق القصدير على الزجاج المقابل للأوراق بحيث يمكن أن تسقط على الأرض عندما تكون متباعدة تمامًا. يمكن وضع البتلات في "مغلف" زجاجي لحمايتها من التيارات الهوائية. لتقليل تسرب الشحن ، يتم عزل هذا الظرف. سبب آخر للتسرب هو الإشعاع المؤين ، لذلك يجب أن يكون المقياس الكهربي محاطًا بدرع من الرصاص لمنعه.
تم تطوير الآلة في القرن الثامن عشر بواسطة العديدباحثون من بينهم أبراهام بينيت وأليساندرو فولتا.
نماذج من بلتيير وبوننبرجر
يتكون جهاز قياس Bonenberg من صفيحة ذهبية واحدة معلقة عموديًا بين القطب الموجب وكاثود الوبر الجاف. تؤدي أي شحنة يتم نقلها إلى ورقة الذهب إلى تحركها باتجاه أحد القطبين أو الآخر. ماذا يقيس مقياس Bonenberg الكهربائي؟ علامة الجسيم المشحون وقيمته التقريبية
يستخدم مقياس التيار الكهربائي بلتيير شكلاً من أشكال البوصلة المغناطيسية لقياس الانحراف عن طريق موازنة القوة الساكنة بإبرة مغناطيسية.
الأجهزة الحديثة
المقياس الكهربي الحديث هو مقياس الفولتميتر عالي الحساسية الذي تكون معاوقة الإدخال فيه كبيرة جدًا بحيث يمكن اعتبار التيار المتدفق فيه صفرًا لمعظم التطبيقات اليومية.
ما الذي يقيسه المقياس الكهربائي ، وما هي مقاومته؟ تبلغ القيمة الفعلية لمقاومة الإدخال للأجهزة الحديثة حوالي 1014أوم ، مقارنة بـ 1010أوم للمقاييس النانوية. بسبب مقاومة المدخلات العالية للغاية ، يجب تطبيق اعتبارات تصميم خاصة لتجنب تسرب التيار.
من بين الاستخدامات الأخرى ، تُستخدم أجهزة قياس الكهرباء في تجارب الفيزياء النووية لأنها قادرة على قياس الشحنات الصغيرة المتبقية في المادة عند مرور الإشعاع المؤين. التطبيق الأكثر شيوعًا للأجهزة الحديثة هو قياس الإشعاع باستخدام غرف التأين في أدوات مثل العدادات.جيجر
صمام كهربائي
تستخدم إصدارات الصمامات أنبوبًا مفرغًا متخصصًا بمقاومة عالية للكسب والمدخلات. يمكن أن يتدفق تيار الإدخال إلى شبكة المعاوقة ، وبالتالي يتم تضخيم الجهد المتولد بشكل كبير في دائرة الأنود (اللوحة). الصمامات المصممة للاستخدام مع أجهزة قياس الكهرباء لها تيارات تسرب لا تزيد عن عدد قليل من الفيمتو أمبير (10-15 أمبير). يجب التعامل مع هذه الصمامات بأيدٍ مرتدية قفازًا ، لأن الأملاح المتبقية على الغلاف الزجاجي يمكن أن تخلق مسارات تسرب لهذه التيارات الصغيرة.
في دائرة متخصصة تسمى "الصمام الثلاثي المقلوب" ، يتم عكس أدوار الأنود والشبكة. هذا يضع عنصر التحكم بعيدًا قدر الإمكان عن منطقة الشحن الفضائية المحيطة بالخيوط ، مما يقلل من عدد الإلكترونات التي تم جمعها بواسطة دائرة التحكم وبالتالي تقليل تيار الإدخال.
أجهزة قياس الكهرباء الأكثر تقدمًا
تتكون معظم أدوات القياس الحديثة من مضخم الحالة الصلبة باستخدام واحد أو أكثر من FETs ، ووصلات لتوصيل أجهزة القياس الخارجية ، وعادة ما يكون الاتصال. بالنسبة لمقياس كهربي الحالة الصلبة ، تظهر الصورة أعلاه.
يضخم مكبر الصوت تيارًا صغيرًا لتسهيل قياسه. عادة ما تكون الوصلات الخارجية ذات تصميم محوري أو ثلاثي المحاور وتسمح بتركيب الثنائيات أو غرف التأين لقياس الإشعاع المؤين.تتيح التوصيلات بجهاز عرض أو جهاز تسجيل البيانات للمستخدم عرض البيانات أو تسجيل البيانات لتحليلها لاحقًا.
قد تشتمل أجهزة القياس الكهربائية المصممة للاستخدام مع غرف التأين على مصدر طاقة عالي الجهد يُستخدم أيضًا لتحيز غرفة التأين.
