Что такое электрометр?

Электрометр - это устройство, используемое для измерения заряда или разности потенциалов электричества. Доступный во множестве конструкций, прибор необходим для определения напряжения между двумя точками в электрической цепи. Он также может быть использован для определения уровня электромагнитного взаимодействия субатомных частиц.

Первый электрометр был разработан в 1700-х годах Алессандро Вольта и Авраамом Беннетом. Это было устройство с электродом, соединенным с двумя кусочками золотой фольги. Электрод заряжался либо через прямой контакт, либо по индукции. Кусочки золотой фольги отталкивали друг друга, указывая на наличие электрического заряда. Измерения были очень грубыми, и устройство должно было быть окружено свинцовым экраном, чтобы предотвратить утечку заряда.

Ряд новых проектов были разработаны с течением времени. В настоящее время наиболее распространенным применением электрометров является регистрация ионизирующих излучений в области ядерной физики. Одно знакомое устройство, которое использует основную технологию электрометра, известно как счетчик Гейгера.

Одним из дизайнов современного электрометра является прибор, в котором используется вибрирующий тростник. Базовая конструкция отличается подвижным электродом, который вибрирует относительно неподвижного электрода. Комбинация двух частей создает конденсатор. Когда расстояние между двумя электродами изменяется, электрический заряд вводится в конденсатор и выходит из него. Вибрирующий тростниковый электрометр очень полезен тем, что размеры прибора могут быть сконструированы на очень маленьком уровне.

Другой тип электрометра использует вакуумную трубку. Внутри трубки ток протекает через сетку, которая обеспечивает высокий уровень входного сопротивления. Это усиливается с помощью поляризованного электрического устройства, известного как анодная схема. Этот тип обеспечивает очень низкий уровень утечки тока, но страдает от повреждения, когда соль из человеческой руки накапливается на стеклянной трубке.

В самой последней конструкции прибора используется твердотельный усилитель, который увеличивает малые токи для измерения. Самые современные электрометры имеют соединения, которые можно подключить к внешним устройствам, которые будут регистрировать данные и создавать дисплей для просмотра. Преимущество твердотельного дизайна заключается в том, что он более точен, чем другие версии. Он сравнивает внутреннее напряжение с уровнем входа. Твердотельные электрометры также могут измерять меньшие уровни электрического заряда, чем другие формы устройства.