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静电计原理

日期:2019-03-04浏览:789次

从上面的构造分析,大家知道静电计本身其实就是一个电容器。金属球、金属杆、指针相当于电容器的一个电极,金属外壳也相当于一个电极,它们之间是绝缘的。其电容的大小由金属壳的几何尺寸的大小和金属杆及指针的长短、位置所决定。因为指针的偏转角变化对静电计的电容的影响很小,故在指针转动过程中可近似认为静电计的电容值不变。现以测电容器电压(如图2)为例说明其原理。将一个已充电电量为Q的平板电容器与静电计相连,此时指针和金属杆带正电,外壳的内表面将出现负的感应电荷,从而在金属杆与外壳间形成电场,指针表面的电荷受到电场力的作用,或者说受到来自杆上同种电荷的排斥力及金属盒内壁的异种电荷的吸引力,使得指针偏转,带电量越多,场强越强,则指针的偏角也越大。根据,可知当静电计电容保持不变时,静电计两极间的电势差U与其带电量Q成正比,U越大,Q越大,指针所受电场力越大,指针张角因此就越大。由此可见,指针张角大小能定性地反映静电计两极间的电势差的大小。

由于静电计的特殊结构,使得它又具备验电器不能替代的某些作用。它不但可以定性测量两导体的电势差(这点上面已有,故不重述),还可以定性测量某导体的电势,甚至还可以测量直流电路中的电势差。

既然静电计本身也是一个电容器,那么把静电计并联在直流电路中电势差不为零的两点时,静电计就会被充电,其指针就应该偏转。但实际上在一般直流电路中,由于电压较小,使静电计所带电荷量很小,指针的偏转角度几乎觉察不出来。静电计上的刻度一般是以静伏(静电系单位)为单位的,而1静伏=300V。故一般的直流电压不能使静电计指针有明显偏转。如果把静电计接在具有几百、几千甚至几万伏电压的直流电路中,静电计指针就会有明显偏转,也就可以用静电计来测量某两点间的电压。例如把静电计接在感应圈的副线圈上,指针偏转角度会忽大忽小,说明感应圈输出的是不稳定的脉动电压。

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