Elektrometer - apa itu? Ada banyak jenisnya, mulai dari alat mekanis buatan tangan yang langka hingga perangkat presisi. Elektrometer modern dan alat pengukur lainnya dirakit menggunakan tabung vakum atau teknologi solid state. Mereka dapat digunakan untuk mengukur tegangan dan pengisian dengan arus bocor yang sangat rendah, hingga 1 femtoamp. Elektroskop adalah perangkat yang lebih sederhana. Ia bekerja pada prinsip yang sama, tetapi hanya menunjukkan nilai tegangan relatif. Apa yang diukur oleh elektrometer dan instrumen lainnya?
Riwayat perangkat ini
Pengukur potensial pertama dapat disebut "Awal persegi" atau hanya "Persegi". Meskipun istilah tersebut akhirnya mengacu pada versi Kelvin, istilah itu pertama kali digunakan untuk menggambarkan perangkat yang lebih sederhana. Apa yang diukur oleh elektrometer dan terdiri dari apa?
Terbuat dari batang pohon tegak yang disambungkan setengah lingkaran gading. Sebuah bola gabus ringan tergantung dari tengah pada engsel. Ketika instrumenditempatkan pada tubuh bermuatan, batang berpartisipasi dan menolak bola gabus. Besarnya gaya tolak-menolak dapat dibaca dari setengah lingkaran bergradasi, meskipun sudut yang diukur tidak berbanding lurus dengan muatannya. Penemu awal termasuk William Henley dan Horace-Benedict de Saussure.
Dan siapa "pelopor" elektroskop?
Dan elektroskop dan elektrometer - apa itu dan mana yang lebih baik? Elektroskop daun emas pertama sejauh ini adalah yang pertama. Perangkat semacam itu dapat ditemukan di dunia nyata di beberapa konferensi ilmiah, tetapi secara umum telah digantikan oleh versi yang lebih maju secara teknologi di mana-mana. Berbeda dengan elektrometer, elektrometer lebih sering berperan sebagai sensor daripada alat ukur.
Instrumen itu sendiri terdiri dari dua lembaran tipis kertas emas yang digantungkan pada sebuah elektroda. Ketika diisi dengan induksi atau kontak, daun memperoleh muatan listrik yang sama dan saling tolak karena gaya Coulomb. Pemisahan mereka adalah indikator langsung dari akumulasi energi bersih. Potongan kertas timah dapat direkatkan ke kaca di seberang daun sehingga ketika daun benar-benar terpisah, mereka bisa jatuh ke tanah. Kelopak dapat ditutup dalam "amplop" kaca untuk melindunginya dari angin. Untuk meminimalkan kebocoran muatan, selubung ini diisolasi. Penyebab kebocoran lainnya adalah radiasi pengion, sehingga elektrometer harus dikelilingi oleh pelindung timah untuk mencegahnya.
Instrumen ini dikembangkan pada abad ke-18 oleh beberapapeneliti termasuk Abraham Bennett dan Alessandro Volta.
Model dari Peltier dan Bonenberger
Alat pengukur Bonenberg terdiri dari lembaran emas tunggal yang digantungkan secara vertikal di antara anoda dan katoda tiang kering. Setiap muatan yang diberikan pada daun emas menyebabkannya bergerak menuju satu kutub atau kutub lainnya. Apa yang diukur oleh elektrometer Bonenberg? Tanda partikel bermuatan, serta nilai perkiraannya.
Elektrometer Peltier menggunakan bentuk kompas magnetik untuk mengukur defleksi dengan menyeimbangkan gaya statis dengan jarum magnet.
Perangkat modern
Elektrometer modern adalah voltmeter yang sangat sensitif yang impedansi masukannya sangat besar sehingga arus yang mengalir ke dalamnya dapat dianggap nol untuk sebagian besar aplikasi sehari-hari.
Apa yang diukur oleh elektrometer, dan berapa hambatannya? Nilai sebenarnya dari resistansi input untuk perangkat modern adalah sekitar 1014 ohm, dibandingkan dengan 1010 ohm untuk nanovoltmeter. Karena impedansi masukan yang sangat tinggi, pertimbangan desain khusus harus diterapkan untuk menghindari kebocoran arus.
Di antara kegunaan lain, elektrometer digunakan dalam eksperimen fisika nuklir karena mereka mampu mengukur muatan kecil yang tertinggal dalam materi ketika radiasi pengion melewatinya. Aplikasi paling umum dari perangkat modern adalah pengukuran radiasi menggunakan ruang ionisasi dalam instrumen seperti penghitung. Geiger.
Elektrometer katup
Valve versi menggunakan tabung vakum khusus dengan gain yang sangat tinggi dan impedansi masukan. Arus input dapat mengalir ke jaringan impedansi, dan tegangan yang dihasilkan sangat diperkuat di sirkuit anoda (pelat). Katup yang dirancang untuk digunakan dengan elektrometer memiliki arus bocor hanya beberapa femtoamp (10-15 amp). Katup-katup ini harus ditangani dengan tangan bersarung tangan, karena garam yang tersisa pada selubung kaca dapat membuat jalur kebocoran untuk arus kecil ini.
Dalam sirkuit khusus yang disebut "triode terbalik", peran anoda dan grid dibalik. Ini menempatkan elemen kontrol sejauh mungkin dari daerah muatan ruang yang mengelilingi filamen, meminimalkan jumlah elektron yang dikumpulkan oleh rangkaian kontrol dan dengan demikian meminimalkan arus input.
Elektrometer tercanggih
Sebagian besar alat ukur modern terdiri dari penguat solid state yang menggunakan satu atau lebih FET, sambungan untuk menyambungkan perangkat pengukur eksternal, dan biasanya sambungan. Untuk elektrometer solid state, foto ditunjukkan di atas.
Penguat menguatkan arus kecil untuk memudahkan pengukuran. Koneksi eksternal biasanya desain koaksial atau triaksial dan memungkinkan pemasangan dioda atau ruang ionisasi untuk mengukur radiasi pengion. Koneksi ke tampilan atau peralatan pencatatan data memungkinkan pengguna untuk melihat data atau merekam data untuk analisis selanjutnya.
Elektrometer yang dirancang untuk digunakan dengan ruang ionisasi dapat mencakup catu daya tegangan tinggi yang juga digunakan untuk membiaskan ruang ionisasi.
