Co to jest elektrometr?
Elektrometr jest urządzeniem służącym do pomiaru ładunku lub różnicy potencjałów energii elektrycznej. Dostępny w różnych wersjach instrument jest niezbędny do znalezienia napięcia między dwoma miejscami w obwodzie elektrycznym. Można go również wykorzystać do określenia poziomu oddziaływania elektromagnetycznego cząstek subatomowych.
Pierwszy elektrometr został opracowany w 1700 roku przez Alessandro Volta i Abraham Bennet. Było to urządzenie z elektrodą połączoną z dwoma kawałkami złotej folii. Elektrodę naładowano albo przez bezpośredni kontakt, albo przez indukcję. Kawałki złotej folii odpychają się nawzajem, co wskazuje na obecność ładunku elektrycznego. Pomiary były bardzo przybliżone, a urządzenie musiało być otoczone osłoną ołowianą, aby zapobiec wyciekowi ładunku.
Z biegiem czasu opracowano wiele nowych projektów. Najpopularniejszym obecnie zastosowaniem elektrometrów jest rejestrowanie promieniowania jonizującego w dziedzinie fizyki jądrowej. Jedno znane urządzenie, które wykorzystuje podstawową technologię elektrometru, znane jest jako licznik Geigera.
Jedną z konstrukcji nowoczesnego elektrometru jest przyrząd, który wykorzystuje wibrujący stroik. Podstawowa konstrukcja zawiera ruchomą elektrodę, która wibruje w stosunku do elektrody stałej. Połączenie dwóch elementów tworzy kondensator. Gdy odległość między dwiema elektrodami ulega zmianie, ładunek elektryczny jest wpychany i wychodzący z kondensatora. Wibrujący elektrometr trzcinowy jest bardzo przydatny, ponieważ wielkość instrumentu można skonstruować na bardzo małym poziomie.
Inny rodzaj elektrometru wykorzystuje lampę próżniową. W rurce prąd przepływa przez siatkę, która oferuje wysoki poziom rezystancji wejściowej. Wzmacnia się to za pomocą spolaryzowanego urządzenia elektrycznego znanego jako obwód anodowy. Ten typ oferuje bardzo niski poziom prądu upływu, ale cierpi z powodu uszkodzenia, gdy sól z ludzkiej dłoni gromadzi się na szklanej rurce.
Najnowsza konstrukcja przyrządu wykorzystuje wzmacniacz półprzewodnikowy, który powiększa małe prądy do pomiaru. Najnowocześniejsze elektrometry mają połączenia, które można podłączyć do urządzeń zewnętrznych, które będą rejestrować dane i tworzyć ekran do przeglądania. Zaletą konstrukcji półprzewodnikowej jest to, że jest dokładniejsza niż inne wersje. Porównuje napięcie wewnętrzne z poziomem wejściowym. Elektrometry półprzewodnikowe mogą również mierzyć mniejsze poziomy ładunku elektrycznego niż inne formy urządzenia.