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靜電計(jì)原理

更新時(shí)間:2019-03-04      點(diǎn)擊次數(shù):3687

從上面的構(gòu)造分析,我們知道靜電計(jì)本身其實(shí)就是一個(gè)電容器。金屬球、金屬桿、指針相當(dāng)于電容器的一個(gè)電極,金屬外殼也相當(dāng)于一個(gè)電極,它們之間是絕緣的。其電容的大小由金屬殼的幾何尺寸的大小和金屬桿及指針的長(zhǎng)短、位置所決定。因?yàn)橹羔樀钠D(zhuǎn)角變化對(duì)靜電計(jì)的電容的影響很小,故在指針轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中可近似認(rèn)為靜電計(jì)的電容值不變?,F(xiàn)以測(cè)電容器電壓(如圖2)為例說(shuō)明其原理。將一個(gè)已充電電量為Q的平板電容器與靜電計(jì)相連,此時(shí)指針和金屬桿帶正電,外殼的內(nèi)表面將出現(xiàn)負(fù)的感應(yīng)電荷,從而在金屬桿與外殼間形成電場(chǎng),指針表面的電荷受到電場(chǎng)力的作用,或者說(shuō)受到來(lái)自桿上同種電荷的排斥力及金屬盒內(nèi)壁的異種電荷的吸引力,使得指針偏轉(zhuǎn),帶電量越多,場(chǎng)強(qiáng)越強(qiáng),則指針的偏角也越大。根據(jù),可知當(dāng)靜電計(jì)電容保持不變時(shí),靜電計(jì)兩極間的電勢(shì)差U與其帶電量Q成正比,U越大,Q越大,指針?biāo)茈妶?chǎng)力越大,指針張角因此就越大。由此可見(jiàn),指針張角大小能定性地反映靜電計(jì)兩極間的電勢(shì)差的大小。

由于靜電計(jì)的特殊結(jié)構(gòu),使得它又具備驗(yàn)電器不能替代的某些作用。它不但可以定性測(cè)量?jī)蓪?dǎo)體的電勢(shì)差(這點(diǎn)上面已有,故不重述),還可以定性測(cè)量某導(dǎo)體的電勢(shì),甚至還可以測(cè)量直流電路中的電勢(shì)差。

既然靜電計(jì)本身也是一個(gè)電容器,那么把靜電計(jì)并聯(lián)在直流電路中電勢(shì)差不為零的兩點(diǎn)時(shí),靜電計(jì)就會(huì)被充電,其指針就應(yīng)該偏轉(zhuǎn)。但實(shí)際上在一般直流電路中,由于電壓較小,使靜電計(jì)所帶電荷量很小,指針的偏轉(zhuǎn)角度幾乎覺(jué)察不出來(lái)。靜電計(jì)上的刻度一般是以靜伏(靜電系單位)為單位的,而1靜伏=300V。故一般的直流電壓不能使靜電計(jì)指針有明顯偏轉(zhuǎn)。如果把靜電計(jì)接在具有幾百、幾千甚至幾萬(wàn)伏電壓的直流電路中,靜電計(jì)指針就會(huì)有明顯偏轉(zhuǎn),也就可以用靜電計(jì)來(lái)測(cè)量某兩點(diǎn)間的電壓。例如把靜電計(jì)接在感應(yīng)圈的副線圈上,指針偏轉(zhuǎn)角度會(huì)忽大忽小,說(shuō)明感應(yīng)圈輸出的是不穩(wěn)定的脈動(dòng)電壓。

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