Elektrometer - apakah itu? Terdapat pelbagai jenis, daripada alat mekanikal buatan tangan yang jarang ditemui kepada peranti ketepatan. Elektrometer moden dan peranti pengukur lain dipasang menggunakan tiub vakum atau teknologi keadaan pepejal. Ia boleh digunakan untuk mengukur voltan dan mengecas dengan arus bocor yang sangat rendah, sehingga 1 femtoamp. Elektroskop adalah peranti yang lebih mudah. Ia berfungsi pada prinsip yang sama, tetapi hanya menunjukkan nilai tegasan relatif. Apakah yang diukur oleh elektrometer dan instrumen lain?
Sejarah peranti ini
Meter berpotensi pertama boleh dipanggil "Early square" atau ringkasnya "Square". Walaupun istilah itu akhirnya merujuk kepada versi Kelvin, ia pertama kali digunakan untuk menggambarkan peranti yang lebih mudah. Apakah yang diukur oleh elektrometer dan kandungannya?
Ia diperbuat daripada batang pokok tegak yang dipasangkan separuh bulatan gading. Bola gabus ringan tergantung dari tengah pada engsel. Apabila instrumendiletakkan pada badan bercas, batang mengambil bahagian dan menolak bola gabus. Jumlah tolakan boleh dibaca daripada separuh bulatan bertingkat, walaupun sudut yang diukur tidak berkadar terus dengan cas. Pencipta awal termasuk William Henley dan Horace-Benedict de Saussure.
Dan siapakah "perintis" elektroskop?
Dan elektroskop dan elektrometer - apakah itu dan yang mana lebih baik? Elektroskop daun emas yang pertama adalah yang pertama. Peranti sedemikian boleh ditemui di dunia nyata pada beberapa persidangan saintifik, tetapi secara amnya ia telah digantikan dengan versi yang lebih berteknologi maju di mana-mana sahaja. Tidak seperti elektrometer, ia lebih kerap memainkan peranan sebagai penderia berbanding alat pengukur.
Alat itu sendiri terdiri daripada dua kepingan nipis kerajang emas yang digantung daripada elektrod. Apabila ia dicas melalui aruhan atau sentuhan, daun memperoleh cas elektrik yang sama dan menolak antara satu sama lain disebabkan oleh daya Coulomb. Pemisahan mereka adalah penunjuk langsung tenaga bersih terkumpul. Kepingan kerajang timah boleh dilekatkan pada kaca bertentangan dengan daun supaya apabila daun benar-benar terpisah, ia boleh jatuh ke dalam tanah. Kelopak boleh dimasukkan ke dalam "sampul surat" kaca untuk melindunginya daripada draf. Untuk meminimumkan kebocoran cas, sampul surat ini terlindung. Satu lagi punca kebocoran ialah sinaran mengion, jadi elektrometer mesti dikelilingi oleh perisai plumbum untuk mengelakkannya.
Alat ini dibangunkan pada abad ke-18 oleh beberapa orangpenyelidik termasuk Abraham Bennett dan Alessandro Volta.
Model daripada Peltier dan Bonenberger
Alat pengukur Bonenberg terdiri daripada kepingan emas tunggal yang digantung secara menegak antara anod dan katod cerucuk kering. Sebarang cas yang diberikan kepada daun emas menyebabkan ia bergerak ke arah satu tiang atau yang lain. Apakah yang diukur oleh elektrometer Bonenberg? Tanda zarah bercas, serta nilai anggarannya.
Elektrometer Peltier menggunakan bentuk kompas magnetik untuk mengukur pesongan dengan mengimbangi daya statik dengan jarum magnet.
Peranti moden
Elektrometer moden ialah voltmeter yang sangat sensitif yang galangan inputnya sangat besar sehingga arus yang mengalir ke dalamnya boleh dianggap sifar untuk kebanyakan aplikasi harian.
Apakah yang diukur oleh elektrometer, dan apakah rintangannya? Nilai sebenar rintangan input untuk peranti moden ialah kira-kira 1014 ohm, berbanding 1010 ohm untuk nanovoltmeter. Disebabkan oleh galangan input yang sangat tinggi, pertimbangan reka bentuk khas mesti digunakan untuk mengelakkan kebocoran semasa.
Antara kegunaan lain, elektrometer digunakan dalam eksperimen fizik nuklear kerana ia dapat mengukur cas kecil yang tinggal dalam jirim apabila sinaran mengion melaluinya. Aplikasi peranti moden yang paling biasa ialah pengukuran sinaran menggunakan ruang pengionan dalam instrumen seperti pembilang. Geiger.
Elektrometer injap
Versi injap menggunakan tiub vakum khusus dengan galangan masukan dan perolehan yang sangat tinggi. Arus masukan boleh mengalir ke dalam grid impedans, dan voltan yang dijana dengan itu sangat dikuatkan dalam litar anod (plat). Injap yang direka untuk digunakan dengan elektrometer mempunyai arus bocor hanya beberapa femtoamp (10-15 amp). Injap ini hendaklah dikendalikan dengan tangan bersarung tangan, kerana garam yang tinggal pada sampul kaca boleh mencipta laluan kebocoran untuk arus kecil ini.
Dalam litar khusus yang dipanggil "triod terbalik", peranan anod dan grid diterbalikkan. Ini meletakkan elemen kawalan sejauh mungkin dari kawasan cas angkasa yang mengelilingi filamen, meminimumkan bilangan elektron yang dikumpulkan oleh litar kawalan dan dengan itu meminimumkan arus input.
Elektrometer paling canggih
Kebanyakan alat pengukur moden terdiri daripada penguat keadaan pepejal menggunakan satu atau lebih FET, sambungan untuk menyambungkan peranti pengukur luaran dan biasanya sambungan. Untuk elektrometer keadaan pepejal, foto ditunjukkan di atas.
Penguat menguatkan arus kecil untuk memudahkan mengukurnya. Sambungan luar biasanya reka bentuk sepaksi atau triaksial dan membenarkan pemasangan diod atau ruang pengionan untuk mengukur sinaran mengion. Sambungan ke paparan atau peralatan pengelogan data membolehkan pengguna melihat data atau merekod data untuk analisis kemudian.
Elektrometer yang direka untuk digunakan dengan kebuk pengionan mungkin termasuk bekalan kuasa voltan tinggi yang juga digunakan untuk pincang kebuk pengionan.
