Приборы электростатического механизма

В электростатических механизмах перемещение подвижной части про­исходит под действием энергии электрического поля системы двух или не­скольких электрически заряженных проводников. Следовательно, в данном механизме в отличие от механизмов других систем перемещение под­вижной части осуществляется за счет действия непосредственно приложен­ного напряжения. Поэтому в основном электро­статические механизмы при­меняются в приборах, изме­ряющих напряжение, вольт­метрах.

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

Устройство механизма с изменением активной пло­щади электродов схематически показано на рисунке 8.

Рисунок 8 – Электростатический измерительный механизм

Неподвижная часть состоит из симметрично расположен­ных и элек­трически соединенных электродов 1. Секторообразная пластина 2 вместе с указателем 3, укрепленная на оси, образуют подвижную часть. Под дейст­вием подведенного к электродам напряжения U создается 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 поворачивал ука­затель. Подвижная часть может быть укреплена на опо­рах, растяжках или на подвесе, а в качестве указателя кроме стрелки применяют также световой луч. Электро­ды изготавливаются из алюминия.

В электростатических механизмах применяют боль­шей частью магни­тоиндукционные успокоители, реже – воздушные.

Собственное электрическое поле электростатического вольтметра не­значительное, поэтому на работу прибора сильное влияние оказывают внеш­ние электрические по­ля. Для уменьшения этого влияния приборы экрани­руют.

Чувствительность электростатических механизмов мала. Для ее повы­шения подвижную часть укрепляют на растяжках или на подвесе, применяют оптический све­товой отсчет, а также увеличивают емкость механизма, делая его многокамерным.

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 равно нулю.

Перечисленные свойства электростатических вольт­метров обусловли­вают их применение в широком часто­тном диапазоне в маломощных цепях, а также в цепях высокого напряжения до сотен киловольт.