Напряженность поля — наглядная силовая характеристика электрического поли. Но ее трудно измерять. Разность потенциалов (энергетическая характеристика) менее наглядна, но измерять ее легче.
Для измерения разности потенциалов используют прибор, называемый электрометром. На рисунке 1 изображен один из простейших электрометров. Основная его часть — легкая алюминиевая стрелка, укрепленная на металлическом стержне с помощью горизонтальной оси. Центр тяжести стрелки находится ниже оси, так что до начала измерения стрелка располагается вертикально. Стержень со стрелкой помещен в металлический корпус, изолированный от стержня эбонитовой пробкой. Для наблюдения за стрелкой имеется смотровое окно. Электрометр напоминает электроскоп, но отличается от него тем, что имеет металлический корпус.
Для измерения разности потенциалов между двумя проводниками один из них присоединяют к стержню электрометра, а другой — к ого корпусу. (Если хотят измерить потенциал тела относительно земли, то тело соединяют проводником со стержнем, а корпус заземляют.) Между корпусом и стержнем устанавливается разность потенциалов, которую нужно измерить. Электрическое поле внутри электрометра зависит только от этой разности потенциалов, так как внешнее электростатическое поле заряженных или поляризованных тел не проникает сквозь металлический корпус прибора. Распределение же поля внутри электрометра однозначно определяет силы, действующие на стрелку. Чтобы по положению стрелки можно было судить о разности потенциалов, прибор нужно проградуировать. Для этого необходимо найти, какие углы отклонения стрелки соответствуют известным значениям напряжения между заряженными проводниками.
С помощью электрометра легко убедиться на опыте, что все точки проводника имеют одинаковый потенциал относительно земли.
Для этого соединяют проволокой различные участки проводника со стержнем электрометра, корпус которого заземлен (рис. 2). Показания электрометра при этом меняться не будут.
Разность потенциалов измеряют электрометром. Электрометр – это электроскоп с металлическим корпусом.
Рис.1 Рис.2