2. Електростатичні вольтметри

Розглянемо найбільш широко вживані електростатичні вольтметри.

Електростатичні вольтметри вимірюють діюче значення напруги. Принцип дії оснований на механічному переміщенні одного з електродів вольтметра під дією електростатичних сил. Вимірювання виконується за рахунок вирівнювання цієї механічної сили вантажем чи пружиною:

65365\* MERGEFORMAT (.)

де - площа рухомого електрода; - відстань між електродами;

,

Схема улаштування електростатичного вольтметра А.А. Чернишова наведена на рис. 3.9.

Є також кульові вольтметри, наприклад, вольтметр Соренсена, Гобсона і Рамо.

У технічних електростатичних кіловольтметрах, наприклад, С100 на напругу до 75 кВ, зрівняння рухомого електрода здійснюється пружною розтяжкою, на котрій закріплене дзеркальце. Відлік показань здійснюється за рахунок світлового променя.

Рисунок 3.9 – Улаштування електростатичного вольтметра А.А. Чернишова: - рухомий заземлений диск, - нерухомий високовольтний диск, - охоронне заземлене кільце, - металічне заземлене коромисло, - контакти кола гальванометра, Г - гальванометр

3. Дільники напруги (дн)

ДН дозволяють не тільки вимірювати напругу, але й зафіксувати форму діючого сигналу за допомогою електронного осцилографа (рис. 3.10).

Рисунок 3.10 – Схема вимірювання високої напруги з використанням дільника напруги

Застосовуються дільники: омічні, ємнісні і змішані омічно-ємнісні.

Дільник характеризується коефіцієнтом ділення - відношення величини повного опору дільника до величини опору низьковольтного плеча з врахуванням передаючого кабеля і вимірювального пристрою.

Вимоги, що пред’являються до дільників напруги:

1. Коефіцієнт ділення не повинен залежати від амплітуди, полярності, тривалості вимірюваної напруги.

2. Коефіцієнт ділення не повинен залежати від зовнішніх електричних полів.

3. Дільник повинен бути зручним в експлуатації і відносно дешевим.

В кожного типу дільника є свої переваги і недоліки. Найбільш універсальним є третій тип дільника – ємнісно-омічний, правда, він найбільш складний.

1. Омічний дільник (R₁>>R₂)

Схема омічного дільника наведена на рис. 3.11.

Як опір високовольтного плеча використовують рідинні чи дротові малоіндуктивні резистори.

Рідинні резистори виготовляють, наприклад, з розчину в дистильованій воді.

Рисунок 3.11 – Заступна схема омічного дільника

Недоліки рідинних омічних дільників: залежить від температури, від забрудненням сторонніми йонами.

Дротові резистори виготовляють з високоомного дроту – ніхрома, константана. Застосовується малоіндуктивне біфілярне намотування з малим кроком. Індуктивність дротових резисторів більша ніж рідинних, це призводить до спотворення форми імпульсів при коротких інтервалах впливів.

2. Ємнісний дільник (С₂>>C₁)

Схема ємнісного дільника напруги наведена на рис. 3.12.

Основний недолік ємнісного дільника: неможливо точно узгодити з передаючим кабелем, що призводить до наявності відбитого сигналу і спотворення основного. При коротких інтервалах впливів краще, ніж омічний ДН. Складності при розрахунку .

Рисунок 3.12 – Заступна схема ємнісного дільника напруги