84 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Разница между электрометром и электроскопом. Разница между электрометром и электроскопом Что показывает электрометр

Содержание

Разница между электрометром и электроскопом

Далеко не всегда можно чётко определить, в чем именно состоит отличие электрометра от электроскопа, в результате, как в литературе, так и в быту порой возникает некая путаница. Давайте попробуем разобраться с данными понятиями и выяснить, что же объединяет, а что отличает друг от друга эти приборы.

Определение

Электрометр — это прибор, который служит для количественного измерения электрического потенциала. Данный прибор оборудован стрелкой индикации. С его помощью измеряют малые напряжения и очень малые токи (вплоть до 10-15А). Современные приборы-электрометры, кроме своих стандартных функций выполняют функции усилителей напряжения.

Электроскоп — это прибор, который служит для обнаружения электрического заряда. С его помощью можно составить только качественную характеристику (наличие или отсутствие напряжения).

Сравнение

Электрометр — прибор для количественного измерения величины электричества («metro» — измерять, мерить). Электрометр — электростатический прибор, оборудованный тремя электродами, находящимися под разными электрическими потенциалами. Наиболее распространены в настоящий момент струнные приборы, используемые для измерения напряжения. В них напряжение подаётся на струну (платиновую нить) и неподвижные электроды. Под воздействием сил электрического поля струна прогибается. Данное перемещение и служит мерой напряжения.

Электрометр

Электроскоп — прибор, выдающий только качественную характеристику, т.е. определяющий наличие или отсутствие заряда («skopeo» — обнаруживать, наблюдать). Наиболее распространенным является прибор, состоящий из металлического стержня (проводника) с прикрепленными к нему бумажными или металлическими лепестками. Если к проводнику (стержню) подвести электрический заряд, лепестки разойдутся, что укажет на наличие заряда.

Электроскоп

Ещё одно отличие электрометра от электроскопа состоит в наличии у первого шкалы с делениями.

Что измеряет электрометр и каким он бывает?

Электрометр – что это такое? Существует множество различных типов, начиная от раритетных механических инструментов ручной работы и заканчивая высокоточными устройствами. Современные электрометры и другие измерительные устройства собраны на основе вакуумной трубки или твердотельной технологии. Они могут использоваться для измерения напряжения и заряда с очень малыми токами утечки, вплоть до 1 фемтоампера. Электроскоп является более простым устройством. Он работает по схожим принципам, но показывает только относительные величины напряжений. А что измеряет электрометр и другие приборы?

История этого устройства

Самым первым измерителем потенциала можно назвать «Ранний квадратный» или просто «Квадратный». Хотя этот термин в конечном итоге относился к версии Кельвина, он впервые был использован для описания более простого устройства. А что измеряет электрометр и из чего состоит?

Он изготовлен из вертикального ствола дерева, к которому прикреплен полукруг из слоновой кости. Из центра на шарнире висит легкий пробковый шар. Когда инструмент помещается на заряженное тело, стебель участвует и отталкивает пробковый шар. Величина отталкивания может быть считана с градуированного полукруга, хотя измеренный угол не прямо пропорционален заряду. Среди первых изобретателей были Уильям Хенли и Гораций-Бенедикт де Соссюр.

А кто же был «первопроходцем» у электроскопов?

А электроскоп и электрометр – это что такое и кто из них был лучше? Самый первый электроскоп с золотым листом был однозначно самым первым. Такое устройство можно встретить в реальном мире на некоторых научных конференциях, но в основном он был повсеместно заменен на более технологичную версию. В отличие от электрометра, он чаще исполнял роль датчика, чем измерительного прибора.

Сам инструмент состоит из двух тонких листов золотой фольги, подвешенных к электроду. Когда он заряжается индукцией или контактом, листья приобретают одинаковые электрические заряды и отталкивают друг друга благодаря кулоновской силе. Их разделение является прямым показателем накопленной чистой энергии. На стекло напротив листьев можно наклеить кусочки оловянной фольги, чтобы, когда листья полностью расходятся, они могли попасть в землю. Лепестки могут быть заключены в стеклянный «конверт», что защитить их от сквозняков. Для минимизации утечку заряда данный конверт изолируют. Еще одной причиной утечки является ионизирующее излучение, поэтому для предотвращения ее электрометр должен быть окружен свинцовым экраном.

Инструмент был разработан в XVIII веке несколькими исследователями, среди которых Авраам Беннет и Алессандро Вольта.

Модели от Пельтье и Боненбергера

Измерительное устройство Боненберга состоит из одного золотого листа, подвешенного вертикально между анодом и катодом сухого ворса. Любой заряд, передаваемый сусальному золоту, заставляет его двигаться к одному или другому полюсу. Что измеряет электрометр Боненберга? Знак заряжаемой частицы, а также ее приблизительную величину.

Электрометр Пельтье использует форму магнитного компаса для измерения отклонения, уравновешивая статическую силу с помощью магнитной иглы.

Современные устройства

Современный электрометр – это высокочувствительный вольтметр, входной импеданс которого настолько велик, что ток, протекающий в него, можно считать равным нулю для большинства бытовых задач.

Что измеряет электрометр, и какое у него сопротивление? Фактическое значение входного сопротивления для современных устройств составляет около 10 14 Ом, по сравнению с 10 10 Ом для нановольтметров. Из-за чрезвычайно высокого входного сопротивления, необходимо применять особые конструктивные решения, чтобы избежать утечки тока.

Среди других применений, электрометры используются в экспериментах по ядерной физике, поскольку они способны измерять крошечные заряды, оставленные в веществе при прохождении ионизирующего излучения. Наиболее распространенным применением современных устройств, является измерение излучения с помощью ионизационных камер в таких приборах, как счетчики Гейгера.

Клапанный электрометр

Клапанные версии используют специализированную вакуумную трубку с очень высоким коэффициентом усиления и входным сопротивлением. Входной ток может течь в импедансную сетку, и генерируемое таким образом напряжение значительно усиливается в анодной (пластинчатой) цепи. Клапаны, предназначенные для использования с электрометрами, имеют токи утечки всего несколько фемтоампер (10-15 ампер). К таким клапанам следует прикасаться руками в перчатках, так как соли, оставшиеся на стеклянной оболочке, могут создать пути утечки для этих крошечных токов.

В специализированной схеме, называемой «инвертированным триодом», роли анода и сетки меняются местами. Это размещает управляющий элемент на максимальном расстоянии от области пространственного заряда, окружающей нить накала, минимизируя количество электронов, собранных управляющей цепью, и, таким образом, снижая до наименьшего значения входной ток.

Самые современные электрометры

Самые современные измерительные приборы состоят из твердотельного усилителя, использующего один или несколько полевых транзисторов, соединений для подключения внешних измерительных устройств и, как правило, подсоединения. Для твердотельного электрометра фото приведено выше.

Усилитель увеличивает небольшой ток для упрощения процедуры его измерения. Внешние соединения обычно имеют коаксиальную или трехосную конструкцию и позволяют устанавливать диоды или ионизационные камеры для измерения ионизирующего излучения. Подключения к дисплею или аппаратуре для регистрации данных позволяют пользователю просматривать данные или записывать их для последующего анализа.

Электрометры, предназначенные для использования с ионизационными камерами, могут включать в себя высоковольтный источник питания, который также применяются для смещения ионизационной камеры.

Электроскоп. Проводники и непроводники электричества

Этот видеоурок доступен по абонементу

У вас уже есть абонемент? Войти

На данном уроке мы рассмотрим приборы, позволяющие зафиксировать и оценить электрический заряд – электроскоп и электрометр. Кроме того, мы узнаем о том, что вещества могут хорошо и не очень пропускать электрический заряд. Таким образом, существуют проводники, полупроводники и диэлектрики (изоляторы). Мы рассмотрим устройство и принцип работы электрометра и электроскопа, а также проведём эксперименты, подтверждающие различную проводимость материалами электрического заряда.

Тема: Электрические явления

Урок: Электроскоп. Проводники и непроводники электричества

1. Повторение

На данном уроке мы продолжим знакомиться с темой «Электрические явления», и рассмотрим вопросы, касающиеся проводимости и непроводимости материалами электрического заряда, а также познакомимся с первыми простейшими приборами для измерения и регистрации зарядов – электрометром и электроскопом.

На предыдущем уроке мы выяснили, что электрические явления существуют, что их можно пронаблюдать и что связаны они со взаимодействием различных зарядов. Также мы выяснили, что эти взаимодействия определяются по действию силы, и, соответственно, величина взаимодействия определяется величиной электрического заряда. Мы также узнали, что одноимённые заряды отталкиваются, а разноимённые заряды, наоборот, притягиваются.

Теперь нам предстоит познакомиться с тем, как эти электрические заряды могут двигаться и переходить от одного тела к другому.

2. Эксперименты Отто фон Герике

Первые систематические исследования электрических явлений относятся к XVII веку и связаны с именем немецкого учёного Отто фон Герике (Рис. 1).

Рис. 1. Отто фон Герике (Источник)

Отто фон Герике провёл огромное количество экспериментов и определил, что электричество может быть «двух родов». Одно он назвал «стеклянным», а другое – «смоляным». Разница, как мы понимаем, состоит в знаке приобретаемого материалом заряда. Как уже было рассмотрено на предыдущем уроке, если мы потрём стеклянную палочку о бумагу, то получим на палочке положительный заряд. Если же потереть о мех эбонитовую палочку или янтарь, то получим отрицательный заряд. И Отто фон Герике первым установил, как эти заряды между собой взаимодействуют: одноимённые заряды отталкиваются, а разноимённые притягиваются.

Читать еще:  Кейлоггер, или что он набирал на клавиатуре

3. Электроскоп и опыты Франклина

Следующий шаг в исследовании электрических явлений сделал американский учёный Франклин (Рис. 2).

Рис. 2. Бенджамин Франклин (Источник)

Франклин ввёл понятие электрического заряда и первым определил действие электричества, то есть электрическую силу.

Но прежде, чем говорить об электрической силе (взаимодействии зарядов), конечно, необходимо было научиться каким-то образом фиксировать и измерять величину заряда. Для этого необходимы были соответствующие приборы.

Самым первым прибором, который послужил людям для того, чтобы зафиксировать наличие электрического заряда и каким-то образом оценить величину электрического заряда, был прибор, который называется электроскоп («электро» – электрический, «скопио» – наблюдаю). С небольшими изменениями электроскоп дошёл и до наших дней.

Электроскоп представляет собой очень несложную конструкцию. Как правило, это стеклянная банка, внутри которой через стеклянную или пластмассовую пробку продевается стержень, а на конце стержня укрепляются два лёгких бумажных лепестка (Рис. 3).

Если мы прикоснёмся к стержню наэлектризованной палочкой (стеклянной или эбонитовой), то лепестки, получая одноимённый заряд, отталкиваются, и тем самым мы видим наличие этих зарядов в электроскопе.

Рис. 3. Электроскоп (Источник)

4. Электрометр и опыты Ломоносова

В XVIII веке также появился несколько усовершенствованный прибор, созданием которого занимался Михайло Васильевич Ломоносов (Рис. 4). Этот прибор называется электрометр(«электро» – электрический, «метриум» – измеряю).

Рис. 4. М. В. Ломоносов (Источник)

На рис. 5. изображены электрометры.

Рис. 5. Электрометры (Источник)

5. Демонстрация работы электрометра

Как же устроен электрометр? Практически так же, как и электроскоп.

В верхней части электроскопа располагается шар (специально делается таким образом, чтобы можно было на нём разместить как можно большее количество зарядов). Металлический стержень проходит через пластмассовую пробку внутри металлического корпуса, который с двух сторон защищён стёклами. В нижней части стержня укреплена стрелка.

Стрелка, получая заряд от металлического стержня, знак которого совпадает с зарядом стержня, отталкивается, и по отклонению этой стрелки от вертикали можно судить о величине электрического заряда. Как видно на рисунке, в электрометре есть некая шкала, которая позволяет по углу отклонения стрелки судить о величине электрического заряда.

Рассмотрим действие электрометра.

Возьмём стеклянную палочку, потрём её о бумагу, чтобы в результате трения она стала наэлектризованной. Поднесём теперь палочку к шару электрометра, в результате заряд палочки передаётся шару электрометра, от которого получает заряд металлический стержень и стрелка электрометра. Поскольку стержень и стрелка обладают одноимённым зарядом, то стрелка отклоняется от стержня, тем самым демонстрируя нам наличие электрического заряда (Рис. 6).

Рис. 6. Принцип работы электрометра (Источник)

Итак, мы рассмотрели устройство электрометра и электроскопа – простейшие приборы, которые можно использовать для регистрации и оценки величины электрического заряда. Обратите внимание, что по отклонению стрелки можно судить о величине электрического заряда. Грубо говоря, электрометр – это электроскоп со шкалой. Именно благодаря этому усовершенствованию Ломоносов и использовал электрометр для изучения электрических явлений.

6. Проводники, полупроводники и диэлектрики

Рассмотрим теперь способность материалов пропускать электрический заряд.

Когда мы говорили о тепловых явлениях, то обсуждали этот вопрос: есть вещества, которые очень быстро и хорошо передают тепло, а есть вещества, которые очень плохо передают тепло.

То же самое можно сказать об электрических свойствах. Есть вещества, которые пропускают электрические заряды достаточно хорошо, и такие вещества называются проводниками. Как правило, к этим веществам относятся растворы, расплавы, жидкости, и, конечно же, металлы. Металлы считаются наиболее хорошими проводниками электрического заряда.

Вместе с тем, есть вещества, которые достаточно плохо проводят электрические заряды. Это, в первую очередь, газы, которые проводят электрические заряды очень плохо. А также различные пластмассы, смолы, стекло. Хотя надо отметить, что свойство проводимости, которое мы сейчас обсуждаем, во многом зависит от состояния окружающей среды.

Вещества, которые плохо пропускают электрические заряды, называются диэлектриками, или изоляторами(от итальянского «изоляре»).

Кроме того, как вы, наверное, знаете, существуют вещества, у которых меняются свойства по пропусканию электрических зарядов; такие вещества называют полупроводниками, и более детально мы их будем рассматривать в старших классах.

Все перечисленные вещества применяются в технике для решения различных технических задач. К примеру, все электрические провода в доме выполнены из металла (чаще всего медь или алюминий). А, например, облицовка этих проводов или вилка, которая включается в розетку, обязательно должна быть очень хорошо изолирована, поэтому ее выполняют из различных полимеров, которые являются изоляторами и не пропускают электрические заряды.

7. Три опыта для демонстрации проводимости различных веществ

Рассмотрим три опыта, которые продемонстрируют нам то, как различные вещества могут по-разному пропускать электрические заряды.

Первый эксперимент

Возьмём два электрометра. Один из них зарядим, а второй, наоборот, разрядим. Разрядить электрометр с небольшим зарядом просто – достаточно прикоснуться к нему рукой: наша кожа является неплохим проводником, поэтому заряд с шара электрометра перейдёт к нам. Однако будьте ОСТОРОЖНЫ! Благодаря тому, что кожа является хорошим проводником, человек подвержен опасности при контакте с носителями большого электрического заряда.

Теперь возьмём провод на изолированной пластмассовой ручке (изолирует руку от металлической проволоки) – и прикоснёмся к шарам этих электрометров. При этом стрелка второго электрометра практически моментально отклонится от вертикального положения. Обратим внимание на то, как быстро произошло протекание заряда от одного электрометра к другому. Это говорит о том, что металлы – очень хорошие проводники. Необходимо отметить тот факт, что металлы тоже обладают разной проводимостью. Наиболее хорошо проводят электрические заряды такие металлы, как серебро, медь и алюминий.

Второй эксперимент

Сообщим дополнительный заряд первому электрометру и разрядим второй электрометр.

Теперь возьмём деревянную линейку и положим её на два электрометра. Что при этом произойдёт? Для чистоты эксперимента изолируем линейку от руки с помощью, к примеру, листа бумаги.

Мы видим, что стрелка второго электрометра отклоняется не так резко, как в первом эксперименте, а постепенно. Это означает, что электрические заряды по дереву тоже проходят, то есть дерево можно считать проводником. Но, естественно, его свойства проводимости отличаются от свойств металлов. Следовательно, можно говорить о том, что такие вещества, как дерево и металл, существенно отличаются своей проводимостью.

Третий эксперимент

В третьем эксперименте мы пронаблюдаем за тем, как ведут себя диэлектрики.

Для этого повторим эксперимент следующим образом: разрядим второй электрометр и сообщим дополнительный заряд первому электрометру.

Затем возьмём стеклянную палочку и потрём её о бумагу. В результате взаимодействия происходит разделение электрического заряда, то есть электризация. При этом само стекло не является проводником, то есть стекло плохо пропускает электрический заряд. Теперь приложим палочку к обоим электрометрам.

В данном случае мы наблюдаем следующее: после прикосновения палочки к шарам электрометров совершенно ничего не происходит. То есть второй электрометр остаётся незаряженным. Это означает, что стекло у нас не пропускает электрические заряды.

Немаловажным является тот факт, что важное значение для проводимости некоторых веществ имеет состояние окружающей среды. Например, если повышается влажность воздуха (о которой мы говорили в предыдущей теме), то в этом случае многие вещества будут вести себя, как проводники.

Наглядной демонстрацией этого может служить молния. Ведь молния обычно наблюдается тогда, когда идёт дождь, то есть влажность максимальна. Соответственно, во влажном воздухе начинает проходить электрический заряд, то есть электрический заряд идёт по воздуху (газу). Хотя в обычной ситуации воздух не проводит электрический заряд. То есть воздух становится проводником именно в том случае, когда изменилась влажность. Можно и привести и другие примеры, подтверждающие влияние влажности на проводимость материалов.

На следующем уроке мы познакомимся с вопросами, связанными с зарядами: какие заряды существуют и существует ли минимальный электрический заряд.

Список литературы

  1. Генденштейн Л. Э, Кайдалов А. Б., Кожевников В. Б. Физика 8 / Под ред. Орлова В. А., Ройзена И. И. – М.: Мнемозина.
  2. Перышкин А. В. Физика 8. – М.: Дрофа, 2010.
  3. Фадеева А. А., Засов А. В., Киселев Д. Ф. Физика 8. – М.: Просвещение.

Дополнительные рекомендованные ссылки на ресурсы сети Интернет

  1. Фестиваль педагогических идей «открытый урок» (Источник).
  2. Интернет-портал Works.tarefer.ru (Источник).
  3. Уроки (Источник).

Домашнее задание

  1. П. 27, вопросы 1–4. Перышкин А. В. Физика 8. – М.: Дрофа, 2010.
  2. Каким свойством должны обладать нити, на которых подвешиваются заряженные тела при экспериментах по электричеству?
  3. Почему стрелка электроскопа отклоняется, когда электроскоп заряжают? Зависит ли отклонение от знака заряда?
  4. Как можно опытным путём отличить проводник от диэлектрика?

Если вы нашли ошибку или неработающую ссылку, пожалуйста, сообщите нам – сделайте свой вклад в развитие проекта.

All-Audio.pro

Статьи, Схемы, Справочники

Электрометром

Если касаться пробным шариком различных точек внутренней поверхности проводника, то электрометр не дает никакого отклонения. Если же прикасаться к точкам внешней поверхности, то стрелка электрометра отклоняется, и тем больше, чем сильнее заряжен проводник. Четыре проводника с большим сопротивлением можно также расположить по схеме Мостика Уитстона, при этом сам Мостик может быть образован электродами электрометра, а не электродами гальванометра. Преимущество этого метода заключается в том, что для отклонения стрелки электрометра не требуется постоянного тока, в то время как стрелка гальванометра не может отклоняться, если по проводу не идет постоянный ток. Порядок операций измерения на приборе следующий. Затем включают аспиратор, после чего определяют содержание озона в воздухе.

Читать еще:  Как посмотреть какая оперативная память стоит на компьютере с Windows 7/10

Поиск данных по Вашему запросу:

Дождитесь окончания поиска во всех базах.
По завершению появится ссылка для доступа к найденным материалам.

Перейти к результатам поиска >>>

ПОСМОТРИТЕ ВИДЕО ПО ТЕМЕ: Электризация Электрометр

ЭЛЕКТРОМЕТР

Электрический заряд можно передать от одного тела к другому. Для этого нужно коснуться наэлектризованным телом другого тела, и тогда часть электрического заряда перейдет на него. На рисунке 8, а изображен прибор, с помощью которого можно выяснить, наэлектризовано ли тело. Он называется электроскопом. В электроскопе через пластмассовую пробку, вставленную в металлическую оправу, пропущен металлический стержень, на конце которого подвешены два легких листочка. Оправа с обеих сторон закрыта стеклами.

Проведем наэлектризованной палочкой по стержню электроскопа. Листочки получат заряды одинакового знака того, что был на палочке и разойдутся рис. Угол расхождения листочков зависит от заряда, который был им сообщен.

Чем больше этот заряд, тем сильнее они будут отталкиваться друг от друга и потому тем на больший угол они разойдутся. И наоборот, уменьшение угла расхождения листочков свидетельствует об уменьшении электрического заряда. На рисунке 9 изображен другой прибор, называемый электрометром. Вместо листочков внутри его находится стрелка. При сообщении стержню А или металлическому шару, надетому на этот стержень заряда часть его того же знака переходит на стрелку В.

Отталкиваясь от стержня, стрелка поворачивается на некоторый угол. По изменению этого угла можно судить об увеличении или уменьшении электрического заряда. Если коснуться заряженного предмета например, шара электрометра рукой, то этот предмет разрядится. Через руку электрический заряд уйдет в наше тело и распределится по его поверхности.

То же самое произойдет и в том случае, если мы дотронемся до шара электрометра не рукой, а металлической линейкой. Тела, через которые способны проходить электрические заряды, называют проводниками электричества.

Тело человека, металлы, а также растворы солей и кислот в воде и почва являются хорошими проводниками. И наоборот, такие вещества, как янтарь, стекло, резина, фарфор, эбонит, пластмасса, шелк, капрон, керосин, воздух, при обычных условиях не проводят электричества и потому называются непроводниками или диэлектриками.

Из диэлектриков изготавливают изоляторы. Строго говоря, диэлектрики тоже проводят электричество. Однако электрический заряд, проходящий через диэлектрик за данное время, намного меньше того заряда, который при таких же условиях проходит через проводники, и потому утечка заряда часто бывает незаметной. Обратимся к опыту. Возьмем два одинаковых электрометра и один из них зарядим рис. Если соединить эти электрометры стеклянной палочкой, то никаких изменений не произойдет. Это подтверждает, что стекло является диэлектриком.

Если же для соединения электрометров использовать металлический стержень А рис. Если бы второй шар был больше первого, то на него перешло бы больше половины заряда: чем больше тело, которому передают заряд, тем большая часть заряда на него переходит. На этом основано заземление — передача заряда Земле. Земной шар велик по сравнению с телами, находящимися на нем.

Поэтому при соприкосновении с Землей заряженное тело отдает ей почти весь свой заряд и становится практически нейтральным. Разъединим электрометры и коснемся второго шара рукой.

От этого он потеряет заряд — разрядится. Соединим его снова с первым шаром, на котором осталась половина первоначального заряда. Оставшийся заряд снова разделится на две равные части, и на первом шаре останется четвертая часть первоначального заряда.

Таким же образом можно получить одну восьмую часть, одну шестнадцатую часть первоначального заряда и т. Возникают вопросы: до каких пор можно уменьшать заряд? Существует ли предел деления электрического заряда? Чтобы выяснить это, понадобилось выполнить более сложные и точные опыты, чем описанный выше, так как очень скоро оставшийся на шаре заряд оказывается столь малым, что обнаружить его при помощи школьного электрометра не удается.

Более точные опыты показали, что электрический заряд нельзя уменьшать бесконечно: он имеет предел делимости. Абсолютную величину модуль наименьшего заряда обозначают буквой е и называют элементарным зарядом :. Этот заряд в миллиарды раз меньше того, что обычно получают в опытах по электризации тел трением.

Для чего применяют электроскопы и электрометры? Как, располагая заряженным электрометром и предметами из различных веществ, можно установить, какие из них являются проводниками, а какие нет? Приведите примеры проводников. Какие вещества называют диэлектриками? Приведите примеры. Опишите опыт, позволяющий осуществить деление заряда. Можно ли уменьшать заряд бесконечно?

Что такое заземление? На каком свойстве оно основано? Какой заряд называют элементарным? Skip to main content. Физика Phscs. Глава 1. Физика, 9 класс Глава 1. Объяснение электризации. Источники тока. Лампа накаливания Кроссворд Глава 2. Электромагнитные явления Глава 3. Оптические явления Глава 4.

Гравитационные явления Задачи и упражнения Лабораторные работы.

Энциклопедия по машиностроению XXL

Электрический заряд можно передать от одного тела к другому. Для этого нужно коснуться наэлектризованным телом другого тела, и тогда часть электрического заряда перейдет на него. На рисунке 8, а изображен прибор, с помощью которого можно выяснить, наэлектризовано ли тело. Он называется электроскопом. В электроскопе через пластмассовую пробку, вставленную в металлическую оправу, пропущен металлический стержень, на конце которого подвешены два легких листочка.

Электрометр

Электрометр — это прибор, который служит для количественного измерения электрического потенциала. Данный прибор оборудован стрелкой индикации. С его помощью измеряют малые напряжения и очень малые токи вплоть до А. Электроскоп — это прибор, который служит для обнаружения электрического заряда. С его помощью можно составить только качественную характеристику наличие или отсутствие напряжения. Электрометр — электростатический прибор, оборудованный тремя электродами, находящимися под разными электрическими потенциалами. Наиболее распространены в настоящий момент струнные приборы, используемые для измерения напряжения. В них напряжение подаётся на струну платиновую нить и неподвижные электроды.

Электроскоп. Делимость электрического заряда

Для обнаружения и измерения величины заряда служит прибор электрометр. Этот прибор содержит две легкие металлические полоски. Одна из них может быть закреплена жестко, а вторая подвижная, или обе подвижные. Если прикоснуться к электрометру заряженным телом, на обеих полосках металла возникнут одноименные заряды, которые отталкиваются друг от друга. И подвижная полоска отклоняется.

Электрометры для нанотехнологии

Посмотрим теперь, каким образом можно измерить на опыте разность потенциалов. Для этого рассмотрим прибор, изображенный на рис. Он представляет собой не что иное, как обычный электроскоп с листками, который, однако, имеет металлический корпус и измерительную шкалу. Соединим корпус этого прибора с Землей и коснемся его стержня каким-либо заряженным телом. При этом часть заряда перейдет на стержень и листки разойдутся на некоторый угол.

ЭЛЕКТРОМЕТР

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано для измерения электрических зарядов обоих знаков, включая высоковольтные заряды статического электричества, образующиеся в потоках движущихся диэлектрических жидкостей, например светлых нефтепродуктов. Электрометр содержит конденсатор, подключенный между входными шинами электрометра. С целью исследования высоковольтных зарядов, конденсатор одним выводом подключен напрямую на общий провод к заземлению , а вторым выводом к коммутирующему ключу через последовательно включенный ограничительный резистор. При этом электрометр имеет второй ключ, который включен параллельно с конденсатором для его разряда. Электрометр также содержит усилитель с высокоомным входом, подключенный к конденсатору, микроконтроллер, подключенный к усилителю, обеспечивающий функцию аналого-цифрового преобразователя, вычислителя, интегратора, хранящего в памяти и передающего результат измерения на выход и осуществляющего управление указанными ключами. Между входными цепями и остальной схемой включен блок искрозащиты на диодах стабилитронах. Технический результат заключается в повышении точности и уменьшении времени измерений.

Электроскоп. Делимость электрического заряда

При этом линии электрического поля, исходящие от зарядов, будут, проходя через стекло, оканчиваться на окружающих предметах, и роль корпуса будут играть стены и потолок комнаты, тело экспериментатора и т. В этом случае расположение эквипотенциальных поверхностей вокруг листков, а значит, и электрическое поле будут зависеть от положения этих предметов и при одной и той же разности потенциалов могут быть весьма различными. Отклонение листков будет зависеть от случайного расположения окружающих тел, и поэтому электроскоп не пригоден для точного суждения о разности потенциалов.

Разница между электрометром и электроскопом

ВИДЕО ПО ТЕМЕ: Фрагмент урока по теме «Электростатика» 9 кл.

Занимательная физика в вопросах и ответах. Заслуженный учитель РФ. А знаете ли Вы? Для это необходимо поднести тело к шару 1 , и в случае если тело заряжено стрелка отклонится.

Значение слова &laquoэлектрометр»

В этом разделе можно узнать род и склонение существительных и прилагательных, степени сравнения прилагательных, спряжение глаголов, таблицы времен для английского, немецкого, русского, французского и испанского. Английские грамматические таблицы Английские правила чтения и транскрипция Немецкие грамматические таблицы Французские грамматические таблицы Французские правила чтения. О сервисе Условия использования Политика конфиденциальности Реклама на Translate. Ru Помощь Разработчикам Мобильная версия. Войти или Зарегистрироваться. Мои переводы по тексту по направлению по тематике.

Электроскоп. Проводники и непроводники электричества

Электрометр представляет собой электрический прибор для измерения электрического заряда или электрической разности потенциалов. Есть много различных типов, начиная от исторических ручных механических инструментов для электронных устройств с высокой точностью. Современные электрометры на основе вакуумной трубки или твердотельной технологии могут быть использованы для измерения напряжения и заряда с очень низкими токами утечки, вплоть до 1 femtoampere.

электрометр — Electrometer

Электрометр представляет собой электрический прибор для измерения электрического заряда или электрической разности потенциалов . Есть много различных типов, начиная от исторических ручных механических инструментов для электронных устройств с высокой точностью. Современные электрометры на основе вакуумной трубки или твердотельной технологии могут быть использованы для измерения напряжения и заряда с очень низкими токами утечки, вплоть до 1 femtoampere . Более простой , но родственный инструмент, электроскоп , работает на тех же принципах , но только показывает относительные величины напряжения или зарядов.

содержание

Исторические электрометры

Versorium

В 1600 году Уильям Гильберт описал versorium, первый прибор , предназначенный для обнаружения электрического заряда, хотя только качественно.

Читать еще:  Samsung покажет первые "умные часы" на Android Wear

Золото-лист электроскоп

Золото-лист электроскоп был один из инструментов , используемых для обозначения электрического заряда. Он все еще используется для научных демонстраций , но был вытеснен в большинстве случаев с помощью электронных измерительных приборов. Прибор состоит из двух тонких листьев золотой фольги , подвешенных на электроде . Когда электрод заряжается от индукции или в результате контакта, листья приобретают аналогичные электрические заряды и отталкиваются друг от друга за счет силы Кулона . Их разделение является прямым показателем суммарного заряда , хранящегося на них. На стекле напротив листьев, кусочки оловянной фольги могут быть вставлены, так что , когда листья расходятся в полной мере они могут выполнять в землю. Листы могут быть заключены в стеклянной оболочке , чтобы защитить их от сквозняков, а оболочка может быть эвакуирована , чтобы минимизировать утечку заряда. Еще причиной утечки заряда ионизирующей радиации , поэтому , чтобы предотвратить это, электрометр должен быть окружен свинцовой защитой. Этот принцип был использован для обнаружения ионизирующего излучения, как видно из кварцевого волокна электрометра и Кирня радиометр .

Этот тип электроскопа обычно выступает в качестве индикатора , а не измерительного устройства, хотя он может быть откалиброван. Braun электроскоп заменил золото-лист электроскоп для более точных измерений.

Прибор был разработан в 18 — м веке некоторые исследователи, среди них Авраама Беннет (1787) и Алессандро Вольта .

Ранний электрометр квадрант

Хотя термин «квадрант электрометр» в конце концов , называют версию Кельвина, этот термин был впервые использован для описания более простого устройства. Он состоит из вертикального ствола дерева, к которому прикреплен к полукругу из слоновой кости. От центра висит легкий пробковый шарик на оси поворота. Когда прибор находится на заряженное тело, стебель участвует и отпугивает пробковый шарик. Величина отталкивания может быть считана с градуированным полукругом, хотя измеренный угол не в прямой пропорции к заряду. Ранние авторы включали Уильяма Хенли (1770) и Орас Бенедикт де Соссюр .

электрометр Кулона

Кручение используется, чтобы дать измерение более чувствительное, чем отталкивание золотых листьев или пробковые шары. Он состоит из стеклянного цилиндра со стеклянной трубкой на вершине. В оси трубки представляет собой стеклянную нить, нижний конец этого держит планку жевательной резинки, лаковые с позолоченной пробковом мяч на каждой конечности. Через другого отверстие на цилиндре, другая резинка лакового стержень с шариками позолоченными может быть введен. Это называется стержень несущей.

Если нижний шар несущего стержня заряжаются, когда он вошел в отверстие, это будет отталкивать один из подвижных шариков внутри. Индекс и масштаб (не изображено) прикреплен к верхней части Twistable стеклянной палочки. Число степеней скручены, чтобы принести шары вместе в точной пропорции количества заряда шара несущем стержне.

Фрэнсис Ronalds , инаугурационной директор обсерватории Кью , сделал важные улучшения крутильных весов Кулона вокруг 1844 и модифицированный инструмент был продан в Лондоне приборных-мейкеров. Роналдс использовал тонкий иглу приостановлены , а не бар резинки LAC и заменить стержень носителя с неподвижным элементом в плоскости иглы. Оба были металлом, как это были суспендирующие линии и прилегающая к нему трубка, так, чтобы игла и неподвижный кусок могут быть заряжены непосредственно через проводные соединения. Ronalds также использовал клетку Фарадея и опробованы фотографии , чтобы записать показания непрерывно. Это был предшественник квадранта электрометра Кельвина (описано ниже).

Пельтье электрометр

Разработано Пельтье , это использует форму магнитного компаса для измерения отклонения от балансировки электростатической силы с магнитной иглой.

Bohnenberger электрометр

Bohnenberger электрометра, разработанный JGF фон Bohnenberger из изобретению путем TGB Behrens, состоит из одного золотого листа подвешивают вертикально между анодом и катодом сухой сваи . Любой заряд придана позолота заставляет его двигаться к одному или другому полюсу; Таким образом, знак заряда, а также его приблизительная величина может быть измерена.

Привлечение электрометр

Также известно как «привлеченные дисковые электрометры», привлекательность электрометры чувствительные весы , измеряющие притяжение между заряженными дисками. William снег Харрис приписывают изобретение этого инструмента, которая была дополнительно улучшена за счет Лорда Кельвина .

квадрант электрометр Кельвина

Разработано Кельвином , это является наиболее чувствительным и точным из всех механических электрометров. Оригинальный дизайн использует легкий алюминиевый сектор подвешенный внутри барабана разрезали на четыре сегмента. Сегменты изолированы и соединены по диагонали в парах. Заряженный алюминиевый сектор притягивается к одной паре сегментов и отталкиваются друг от друга. Отклонение наблюдается пучком света , отраженного от небольшого зеркала , прикрепленного к сектору, так же , как в гальванометре . Гравировки справа показывает несколько иную форму этого электрометра, используя четыре плоских пластин , а не замкнутые сегменты. Пластины могут быть соединены снаружи обычным способом по диагонали (как показано), или в конкретных приложениях в другом порядке.

Более чувствительная форма квадранта электрометра была разработана Фредерик Линдеманн . Он использует металл с покрытием кварца волокна вместо алюминиевого сектора. Отклонение измеряется путем наблюдения за перемещением волокна под микроскопом. Первоначально для измерения света звезд, он был использован для инфракрасного обнаружения самолетов на ранних этапах Второй мировой войны .

Некоторые механические электросчетчики были размещены внутри клетки часто упоминается как «птичья клетка». Это является одной из форм клетки Фарадея , который защищен прибор от внешних электростатических зарядов.

Electrograph

Показания электроэнергии могут быть записаны непрерывно с устройством , известным как electrograph. Фрэнсис Роналдс создал раннюю electrograph вокруг 1814 , в котором изменение электроэнергия сделала образец во вращающейся смоле -покрытия пластины. Он работал в обсерватории Кью и Королевской обсерватории Гринвича в 1840 — е годы для создания записей вариаций атмосферного электричества . В 1845 году, Ronalds изобрел фотографические средства регистрации атмосферного электричества. Светочувствительная поверхность медленно вытащили прошлое апертурной диафрагмы коробки камеры, которая также размещалась электрометр, и захватила текущие движения индексов электрометра как след. Кельвин использовал подобные фотографические средства для его квадранта электрометра (смотрите выше) в 1860 — х годах.

Современные электросчетчики

Современный электрометр является очень чувствительным электронным вольтметром , чей входной импеданс настолько высок , что ток , протекающий в него можно считать, для большинства практических целей, равной нулю. Фактическое значение входного сопротивления для современных электронных электрометров составляет около 10 14 Ω, по сравнению с приблизительно 10 10 Ω для nanovoltmeters. Из — за чрезвычайно высокой входной импеданс, специальные конструктивные соображения должны быть применены , чтобы избежать утечки тока , таких как ведомых щитов и специальных изоляционных материалов.

Среди других приложений, электрометры используются в ядерной физике эксперименты , поскольку они способны измерять крошечные заряды , оставленные в веществе при прохождении ионизирующей радиации . Наиболее распространенное использование для современных электрометрах является измерение излучения с ионизационных камер, в таких документах, как счетчики Гейгера .

Вибрационный тростника электрометров

Вибрационный тростник электрометры использовать переменный конденсатор , образованного между подвижным электродом (в виде вибрирующего тростника) и фиксированный входной электрод. По мере того как расстояние между двумя электродами изменяется, емкость изменяется также и электрический заряд вынужден в и из конденсатора. Переменный ток сигнал , создаваемый поток этого заряда усиливается и используется в качестве аналога для постоянного напряжения , приложенного к конденсатору. Входное сопротивление по постоянному току электрометра определяется только сопротивлением утечки конденсатора, и , как правило , чрезвычайно высок, (хотя его вход переменного импеданса ниже).

Для удобства использования, вибрирующий тростник сборка часто крепятся с помощью кабеля к остальной части электрометра. Это позволяет относительно небольшого блока, который будет располагаться вблизи заряда, подлежащий измерению в то время как намного больше тростник водителя и усилитель блок может быть расположен там, где это удобно для оператора.

электрометры Valve

Электрометры клапана использовать специализированную вакуумную трубку (термоэлектронной клапан) с очень высоким коэффициентом усиления ( крутизной ) и входным сопротивлением. Входной ток могут протекать в высокую сетку импеданса, а напряжение так , генерируемое значительно усиливаются в анодной ( пластинах ) цепи. Клапаны , предназначенные для использования электрометра имеют токи утечки , как низкие , как несколько femtoamperes (10 -15 ампер). Такие клапаны должны быть обработаны с руками в перчатках , как соли , оставленные на стеклянной оболочке могут обеспечить утечку пути для этих маленьких токов.

В специализированной цепи под названием перевернутый триод , роль анода и сетки перепутаны. Это ставит управляющий электрод на максимальном расстоянии от области пространственного заряда , окружающего нить, сводя к минимуму количество электронов , собранных управляющим электродом, и , таким образом , сводя к минимуму входного тока.

Твердотельные электрометры

Самые современные электрометры состоят из твердотельного усилителя с использованием одного или несколько полевых транзисторов , соединений для внешних измерительных устройств, и обычно дисплея и / или соединения данных каротажа. Усилитель усиливает небольшие токи , так что они более легко измерены. Внешние соединения, как правило , из соосных или трех-осевой конструкции, и позволяют прикрепление диодов или ионизационные камер для ионизирующего излучения измерения. Соединения отображения или регистрации данных позволяет пользователю просматривать данные или записать его для последующего анализа. Электрометры , предназначенные для использования с ионизационных камер может включать в себя источник питания высокого напряжения, который используется для смещения ионизационной камеры.

Твердотельные электрометры часто многофункциональные устройства , которые могут измерять напряжение, заряд, сопротивление и ток. Они измеряют напряжение с помощью «напряжения балансировки», в котором входное напряжение сравнивается с внутренним источником опорного напряжения с помощью электронной схемы с очень высоким входным сопротивлением (порядка 10 14 Ом). Подобная схема изменена , чтобы действовать в качестве преобразователя тока в напряжение обеспечивает прибор для измерения токов как малые , как несколько femtoamperes. В сочетании с внутренним источником напряжения, режим измерения тока может быть выполнен с возможностью измерения очень высоких сопротивлений , порядка 10 17 Ом. Наконец, путем расчета из известной емкости входного терминала электрометра, в прибор может измерять очень малые электрические заряды , вплоть до небольшой доли picocoulomb.

Ссылка на основную публикацию
Статьи c упоминанием слов:

Adblock
detector