Was ist ein Elektrometer?
Ein Elektrometer ist ein Gerät zur Messung der Ladung oder der Potentialdifferenz von Elektrizität. Das Gerät ist in verschiedenen Ausführungen erhältlich und ist für das Ermitteln der Spannung zwischen zwei Stellen im Stromkreis unerlässlich. Es kann auch verwendet werden, um das Ausmaß der elektromagnetischen Wechselwirkung von subatomaren Partikeln zu bestimmen.
Das erste Elektrometer wurde im 18. Jahrhundert von Alessandro Volta und Abraham Bennet entwickelt. Dies war ein Gerät, das eine Elektrode aufwies, die mit zwei Stücken Goldfolie verbunden war. Die Elektrode wurde entweder durch direkten Kontakt oder durch Induktion aufgeladen. Die Goldfolienstücke würden sich gegenseitig abstoßen und das Vorhandensein einer elektrischen Ladung anzeigen. Die Messungen waren sehr grob und das Gerät musste von einer Bleiabschirmung umgeben sein, um ein Auslaufen der Ladung zu verhindern.
Im Laufe der Zeit wurden eine Reihe neuer Designs entwickelt. Die heute gebräuchlichste Anwendung für Elektrometer ist die Erfassung ionisierender Strahlung auf dem Gebiet der Kernphysik. Ein bekanntes Gerät, das die Basistechnologie des Elektrometers nutzt, ist als Geigerzähler bekannt.
Ein Design eines modernen Elektrometers ist ein Instrument, das ein vibrierendes Blatt verwendet. Die Grundkonstruktion besteht aus einer beweglichen Elektrode, die gegenüber einer festen Elektrode vibriert. Die Kombination der beiden Teile ergibt einen Kondensator. Wenn der Abstand zwischen den beiden Elektroden geändert wird, wird die elektrische Ladung in den Kondensator hinein und aus ihm heraus gedrückt. Das vibrierende Reed-Elektrometer ist sehr nützlich, da die Größe des Instruments auf einem sehr kleinen Niveau konstruiert werden kann.
Ein anderer Elektrometertyp verwendet eine Vakuumröhre. Innerhalb der Röhre fließt der Strom durch ein Gitter, das einen hohen Eingangswiderstand bietet. Dies wird unter Verwendung einer polarisierten elektrischen Vorrichtung, die als Anodenschaltung bekannt ist, verstärkt. Dieser Typ weist ein sehr geringes Maß an Leckströmen auf, ist jedoch beschädigt, wenn sich das Salz einer menschlichen Hand auf dem Glasrohr ansammelt.
Das neueste Design des Instruments verwendet einen Festkörperverstärker, der kleine Ströme zur Messung vergrößert. Die modernsten Elektrometer verfügen über Anschlüsse, die an externe Geräte angeschlossen werden können, um Daten zu protokollieren und eine Anzeige für die Anzeige zu erstellen. Der Vorteil des Solid-State-Designs ist, dass es genauer ist als andere Versionen. Es vergleicht die interne Spannung mit dem Pegel des Eingangs. Festkörperelektrometer können auch geringere elektrische Ladungsniveaus messen als andere Formen der Vorrichtung.