Электростатические измерительные механизмы и приборы.

В электростатических ИМ перемещение подвижной части происходит под действием энергии электрического поля системы двух или нескольких электрически заряженных проводников, т.е. перемещение осуществляется за счёт действия непосредственно приложенного напряжения. Поэтому основной областью применения этих механизмов являются приборы, измеряющие напряжение – вольтметры.

Перемещение подвижной части во всех конструкциях электростатических механизмов связано с изменением ёмкости системы. Распространение получили два вида механизмов: изменение ёмкости в одних осуществляется за счёт изменения активной площади электродов, а в других – за счёт изменения расстояния между электродами. Первые применяются в щитовых и переносных вольтметрах на напряжение от десятков до сотен вольт, вторые – в щитовых киловольтметрах.

Устройство механизма таково: неподвижная часть (неподвижный электрод) состоит из одной или нескольких камер, которые представляют две одинаковые металлические пластины, соединённые вместе и имеющие воздушный зазор. В воздушный зазор входит подвижный секторообразный электрод, укреплённый на оси. Электрод и указатель образуют подвижную часть. Под действием подведённого к электродам напряжения создаётся электрическое поле. Силы электрического поля стремятся повернуть подвижную часть так, чтобы энергия электрического поля была наибольшей, т.е. чтобы подвижный электрод втягивался в пространство между неподвижными электродами и поворачивался указатель. Электроды изготавливаются из алюминия.

В электростатических ИМ применяют больше частью магнитоиндукционные успокоители, реже – воздушные.

Уравнение преобразования для электростатического ИМ имеет вид: α= U², где С – ёмкость между подвижными и неподвижными электродами.

Чувствительность электростатических механизмов мала. Вращающий момент мал, это не позволяет сделать его на базе вольтметра с пределами измерения меньше 10В.

Собственное электрическое поле электростатических вольтметров незначительное, поэтому на работу приборов сильное влияние оказывают внешние электрические поля. Для уменьшении этого влияния приборы экранируют. Экраном может служить корпус прибора, если он металлический. Если корпус выполнен из пластмассы, то экраном может служить алюминиевая фольга.

На электростатические вольтметры почти не влияют температура, частота и форма кривой приложенного напряжения и внешние магнитные поля.

Собственное потребление мощности вольтметра на переменном токе мало, а при включении в цепь постоянного тока при установившемся режиме равно нулю.

Электростатические вольтметры применяют в широком частотном диапазоне в маломощных цепях, а также в цепях высокого напряжения до сотен киловольт.