Vad är en elektrometer?
En elektrometer är en anordning som används för att mäta laddningen eller potentialskillnaden för el. Instrumentet är tillgängligt i olika utföranden och är avgörande för att hitta spänningen mellan två platser i den elektriska kretsen. Det kan också användas för att bestämma nivån på elektromagnetisk interaktion mellan subatomära partiklar.
Den första elektrometern utvecklades på 1700-talet av Alessandro Volta och Abraham Bennet. Detta var en enhet som innehöll en elektrode ansluten till två bitar av guldfolie. Elektroden laddades antingen genom direktkontakt eller genom induktion. Guldfoliebitarna skulle avvisa varandra, vilket indikerar närvaron av en elektrisk laddning. Mätningarna var mycket råa och enheten behövde omges av en blyavskärmning för att förhindra läckage av laddningen.
Ett antal nya mönster har utvecklats under tiden. Den vanligaste användningen för elektrometrar idag är att registrera joniserande strålning inom området kärnfysik. En välkänd enhet som använder elektrometerns grundläggande teknik kallas en Geiger-räknare.
En design av en modern elektrometer är ett instrument som använder ett vibrerande vass. Den grundläggande designen har en rörlig elektrod som vibrerar i förhållande till en fast elektrod. Kombinationen av de två bitarna skapar en kondensator. När avståndet mellan de två elektroderna ändras tvingas den elektriska laddningen in och ut ur kondensatorn. Den vibrerande vasselektrometern är mycket användbar eftersom instrumentets storlek kan konstrueras på en mycket liten nivå.
En annan typ av elektrometer använder ett vakuumrör. Inom röret strömmar strömmen genom ett rutnät som erbjuder höga nivåer av ingångsmotstånd. Detta förstärks med hjälp av en polariserad elektrisk anordning känd som en anodkrets. Denna typ erbjuder mycket låga nivåer av strömläckage men lider av skador när saltet från en mänsklig hand samlas på glasröret.
Instrumentets senaste konstruktion använder en solid-state-förstärkare som förstorar små strömmar för mätning. De mest moderna elektrometrarna har anslutningar som kan anslutas till externa enheter som loggar data och skapar en skärm för visning. Bonusen i solid-state-designen är att den är mer exakt än andra versioner. Den jämför den interna spänningen med ingångsnivån. Elektrometrar i fast tillstånd kan också mäta mindre elektriska laddningsnivåer än andra former av enheten.