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ÉLECTROMÈTRE
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L'cÉlectromèt tre, un See also:instrument pour la différence de See also:mesure du potentiel, qui fonctionne au See also:moyen de force électrostatique et donne la mesure dans See also:les unités arbitraires ou dans absolues (voient See also:des UNITÉS, PHYSIQUES). Dans See also:le dernier See also:cas l'instrument s'appelle un électromètre See also:absolu. See also:Seigneur See also:Kelvin a classifié des électromètres dans (1) la répulsion, (2) See also:disque attiré, et (3) électromètres symétriques (voir le W. See also:Thomson, Brit. Assoc. See also:Rapportez, 1867, ou papiers réimprimés sur l'See also:electrostatics et la magnétisation, p. 261). La See also:forme la plus See also:simple de la répulsion Electrometers.The d'électromètre de répulsion est l'électromètre de See also: Il peut préciser qu'un tel See also:arrangement n'est pas simplement un électromètre arbitraire, mais peut devenir un électromètre absolu dans certaines See also:limites approximatives. Laissez deux boules sphériques de moelle de See also:rayon r et le See also:poids W, couvert d'See also:or-See also:feuille afin de conduire, soit suspendue par les fils en See also:soie parallèles de la longueur 1 pour se toucher juste. Si alors les boules toutes les deux sont chargées à un potentiel V elles se repousseront, et les fils se tiendront hors See also:sous un See also:angle de 20, qui peuvent être observés sur un rapporteur. Puisque la répulsion électrique des boules est égale au péché C2V2 412 20 dynes, où C = r est la capacité de l'une ou l'autre boule, et See also:cette force est équilibrée par la force de reconstitution due à leur poids, des dynes de GT, où g est l'accélération de la pesanteur, il est facile de prouver que nous GT tan avons de v de zl péché 0 le '0 r comme expression pour leur potentiel See also:commun V, à condition que les boules soient See also:petites et leur distance suffisamment grande pas raisonnablement pour déranger l'uniformité de la See also:charge électrique sur elles. L'observation de B avec la mesure de la valeur de 1 et de r comptés en centimètres et W en grammes nous donne la différence potentielle des boules dans C.See also: La See also:Neige-Harris a constaté que cette charge changée comme See also: Le morceau carré d'aluminium est pivoté autour d'un fil étiré horizontal. Si alors un autre disque See also:horizontal G est placé au-dessus du disque H H et une différence du potentiel faite entre G et H H, la porte See also:mobile F de piège d'aluminium sera attirée par le plat fixe G. Matters sont ainsi disposé en donnant une torsion au fil portant le disque F d'aluminium que pour une certaine différence potentielle entre les plats H et G, la See also:partie mobile F hérite une position aperçue définie, qui est observée à l'aide d'un See also:petit See also:objectif. Le plat G (voyez que fig. 2) est déplacée en haut et en See also:bas, parallèle à elle-même, à l'aide d'une See also:vis. En utilisant l'instrument le See also:chef d'See also:orchestre, dont le potentiel doit être examiné, est relié au plat G. Let que ce potentiel soit dénoté par V, et laissez v soit le potentiel du plat de garde et de l'aileron d'aluminium. Ce dernier potentiel est See also:constante maintenue par le plat et l'aileron de garde faisant partie de l'enduit intérieur d'une fiole chargée de Leyde. Puisque la See also:distribution de l'électricité peut être considérée pour comme constante au-dessus de la See also:surface S du disque attiré, la force mécanique f là-dessus est donnée par l'expression, 'f = S(v - d ')2, où d est la distance entre les deux plats. Si cette distance est changée jusqu'à ce que le disque attiré hérite une position aperçue définie comme vu en observant la fin de l'See also:index par l'objectif, alors puisque la force f est constante, être dû au couple s'est appliqué par le fil pour un angle défini de torsion, il suit que la différence du potentiel des deux plats change en tant que leur distance. Si alors deux expériences sont faites, d'abord au plat supérieur s'est relié à la See also:terre, et deuxièmement, reliée à l'See also:objet étant examiné, nous obtenons une expression pour le potentiel V de ce See also:conducteur sous la forme V = A(d 'd), où d et d 'sont les distances des plats fixes et mobiles les uns des autres dans les deux cas, et A en est constant. Nous trouvons ainsi V en termes de constante et différence des deux lectures de vis. Électromètre absolu de seigneur Kelvin (fig. 4) implique le même principe. Il y a un See also:certain disque fixe B de garde ayant un trou dans lui ce qui est lâchement occu- pie par un plat de porte de piège d'aluminium, protégé par D et suspendu des ressorts, de sorte que sa surface soit parallèle avec See also:celle du plat de garde. See also:Mettez en parallèle à ceci est un deuxième plat mobile A, les distances entre les deux étant mesurables à l'aide d'une vis. Le plat mobile peut être dessiné vers le bas dans une position aperçue définie quand une différence de potentiel est faite entre deux 'voient le See also:maxwell, le traité sur l'électricité et le magnétisme (les 2èmes ED), i. 308. plats. Cette position aperçue est telle que la surface du plat de porte de piège est de niveau avec celle du plat de garde, et est déterminée par des observations faites avec les objectifs H et plat mobile de L. The peut être ainsi enfoncé en plaçant là-dessus certains grammes du poids unifié un W. Supposez qu'on l'exige pour mesurer la différence des potentiels V et V de deux conducteurs. See also:Premier et alors l'autre conducteur est relié à l'électrode du plat inférieur ou mobile, qui est déplacé par la vis jusqu'à ce que l'index attaché au disque attiré le See also:montre que fût en position aperçue. Laissez les lectures de vis dans les deux cas être d et d '. Si W est le poids exigé pour enfoncer le disque attiré dans la même position aperçue quand les plats sont unelectrified et g est l'accélération de la pesanteur, puis la différence des potentiels. des conducteurs examinés est exprimé par la See also:formule VV'=(dd ') vv1IågW où S dénote le See also:secteur du disque attiré. La différence des potentiels est ainsi déterminée en termes 'd'un poids, d'un secteur et d'une distance, dans les unités absolues de charge statique de mesure ou d'électro de C.g.s.. Les électromètres symétriques incluent l'électromètre sec de See also:pile et, l'électromètre du See also:quart de See also:cercle de Kelvin. Le principe sous-tendant See also:ces instruments est que nous pouvons mesurer des différences de potentiel au moyen du See also:mouvement de l'electrified le See also:corps dans un See also:domaine symétrique de la force électrique. Dans l'électromètre sec de pile une or-feuille simple est accrochée vers le haut entre deux plats qui sont reliés aux bornes opposées d'une pile sèche de sorte qu'une certaine différence constante de potentiel existe entre ces plats. L'inventeur See also:original de cet instrument était T. G. B. Behrens (See also:annonce de Gilb., 1806, 23), mais elle porte généralement le nom de J. G. F. von Bohnenberger, qui a légèrement modifié sa forme. G. T. See also:Fechner a présenté l'amélioration importante d'employer seulement une pile, qu'il a enlevée du voisinage immédiat de la feuille suspendue. W. G. Hankel a encore plus amélioré l'électromètre sec de pile en donnant un mouvement de mouvement See also:lent aux deux plats, et a substitué une See also:batterie galvanique avec un See also:grand nombre de cellules à la pile sèche, et a également utilisé une balance divisée pour mesurer les mouvements de l'or-feuille (annonce de Pogg., 1858, 103). Si l'or-feuille est unelectrified, elle n'est pas agie au moment par les deux plats placés aux distances égales de chaque côté d'elle, mais si son potentiel est augmenté ou abaissé elle est attirée par un disque et repoussée par l'autre, et le déplacement devient une mesure de son potentiel. Une vaste amélioration dans cet instrument a été apportée par l'invention de l'électromètre de quart de cercle par seigneur Kelvin, qui est la forme la plus sensible d'électromètre pourtant a été conçue 'dans cet instrument (voyez que fig. 5) une See also:aiguille See also: 
L'aiguille est enfermée par une sorte de boîte See also:plate divisée en quatre quarts de cercle isolés A, B, C, D (fig. 5), d'où le nom. Les quarts de cercle opposés sont reliés ensemble par les fils de platine minces. Ces quarts de cercle sont électromètre isolé. électromètre de corps dissous. de l'aiguille et du cas, et des deux paires sont reliés à deux électrodes. Quand l'instrument doit être employé pour déterminer la différence potentielle entre deux conducteurs, elles sont reliées aux deux paires opposées de quarts de cercle. L'aiguille en sa position normale est symétriquement placée en ce qui concerne les quarts de cercle, et porte un See also:miroir à l'aide dont on peut observer son déplacement de la façon habituelle en reflétant le rayon de la lumière d'elle. Si les deux quarts de cercle sont à différents potentiels, l'aiguille se déplace d'un quart de cercle vers l'autre, et l'See also:image d'une tache de lumière sur l'échelle est donc déplacée. Seigneur Kelvin a fourni à l'instrument deux adjonctions nécessaires, à savoir un replenisher ou un See also:electrophorus See also:tournant (q.v.), à l'aide la charge de la fiole de Leyde qui forme le navire enfermant peut dont être augmentée ou diminuée, et également un petit plat ou mesure d'équilibre d'aluminium, qui est en principe identique à l'électromètre portatif attiré de disque au moyen de lequel le potentiel de l'enduit intérieur de la fiole de Leyde est préservé à une valeur connue. Selon la théorie mathématique de l'instrument, 'si V et V 'sont les potentiels des quarts de cercle et v est le potentiel de l'aiguille, alors du See also:couple l'See also:action sur l'aiguille pour causer la rotation est donnée par l'expression, le C(vv ') [ v -1(v+v ') }, où C en est constant. Si v est très grand comparé à la valeur See also:moyenne des potentiels des deux quarts de cercle, car il est habituellement, alors l'expression ci-dessus indique que le couple change comme différence des potentiels entre les quarts de cercle. DR J. See also:Hopkinson trouvé, cependant, avant 1885, que la formule ci-dessus n'est pas See also:conforme aux faits observés (Soc. Lond., 1885, 7,p de Proc. Phys.. 7). L'indicatesthat de formule que la sensibilité de l'instrument devrait augmenter avec la charge de la fiole ou de l'aiguille de Leyde, tandis que Hopkinson a constaté qu'à mesure que le potentiel de l'aiguille était augmenté en travaillant le replenisher de la fiole, le débattement dû à trois volts de différence entre les quarts de cercle d'abord accrus et alors diminués. Il a constaté que quand le potentiel de l'aiguille a excédé une certaine valeur, environ de volts 20o, parce que l'instrument See also:particulier qu'il utilisait (fait par White de See also:Glasgow), la formule ci-dessus n'a pas jugé bon. W. E. See also:Ayrton, J. See also:Perry et W. E. Sumpner, qui dans 1886 avait noté le même fait que Hopkinson, a étudié la matière en 1891 (Soc. de Proc. See also:Roy., 1891, ö, p. 52; Phil. Trans., 1891, 182, p. 519). Hopkinson avait été incliné pour attribuer l'See also:anomalie à une See also:augmentation de la tension des fils bifilar, dû à une See also:traction de haut en bas sur l'aiguille, mais ils ont prouvé que cette théorie ne expliquerait pas l'anomalie. Ils ont trouvé des observations que l'électromètre particulier de quart de cercle qu'ils ont employé pourrait être fait pour suivre une ou autre de trois See also:lois distinctes. Si les quarts de cercle étaient près ensemble il y avait sûr que les limites entre lesquelles le potentiel de l'aiguille pourrait changer sans See also:production de plus que petit changent dans le débattement correspondant à la différence potentielle fixe des quarts de cercle. Par exemple, quand les quarts de cercle étaient d'environ 2,5 millimètres de distants et les fibres suspendues près ensemble au dessus, le débattement produit par un P.d. de 1,45 volts entre les quarts de cercle a seulement changé environ 11 % quand le potentiel de l'aiguille a changé de 896 à 3586 volts. Quand les fibres étaient lointaines à part au dessus une planéité semblable a été obtenue en courbe avec les quarts de cercle environ 1 millimètre de distant. Dans ce cas-ci le débattement de l'aiguille était pratiquement tout à fait constant quand son potentiel a changé de 2152 à 3227 volts. Quand les quarts de cercle étaient d'environ 3,9 millimètres de distants, le débattement pour un P.d. donné entre les quarts de cercle était presque directement proportionnel au potentiel de l'aiguille. En d'autres termes, l'électromètre a presque obéi la See also:loi théorique. Pour finir, quand les quarts de cercle étaient de 4 millimètres. ou plus à part, le débattement a augmenté beaucoup plus rapidement que le potentiel, de sorte qu'une sensibilité maximum encadrant à l'instabilité ait été obtenue. En conclusion, ces observateurs ont tracé la variation au fait que le fil soutenant l'aiguille d'aluminium comme le fil qui relie l'aiguille à de l'acide sulfurique dans la fiole de Leyde dans le modèle See also:blanc de la fiole de Leyde est enfermé dans un See also:tube métallique de garde pour See also:examiner le fil de l'action See also:externe. Pour que l'aiguille puisse projeter en dehors du tube de garde, des ouvertures sont faites dans ses deux côtés; par conséquent le moment où l'aiguille est guidée chaque moitié d'elle devient unsymmetrically placé relativement aux morceaux métalliques de the-two qui joignent la supérieur du tube de garde. Guidé par ces expériences, Ayrton, Perry et Sumpner ont construit un électromètre unifilar amélioré de quart de cercle qui était non seulement plus sensible que le modèle blanc, mais accompli la loi théorique de travailler. La suspension bifilar a été abandonnée, et à la place une See also:nouvelle forme de commande magnétique réglable a été adoptée. Tous les See also:organes mobiles de l'instrument ont été soutenus sur la See also:base, de sorte que sur enlever une nuance de verre qui sert une fiole de Leyde elles peut être obtenue à et ajustée en position. La conclusion à laquelle les observateurs ci-dessus sont See also:venus était qu'aucun électromètre de quart de cercle non fait d'aucune façon ne See also:voit le maxwell, l'électricité et le magnétisme (2èmes ED, See also:Oxford, 1881), See also:vol. I. P. 311.necessarily obéissent une loi de débattement rendant les débattements proportionnels à la différence potentielle des quarts de cercle, mais qu'on peut construire un électromètre qui accomplit la loi ci-dessus. L'importance de cette See also:recherche réside dans le fait qu'un électromètre du modèle ci-dessus peut être employé comme See also:wattmeter (q.v.), à condition que le débattement de l'aiguille soit proportionnel à la différence potentielle des quarts de cercle. Professeurs Ayrton et G. F. See also:Fitzgerald et M. A. See also:Potier ont proposé simultanément cette utilisation de l'instrument en 1881. Supposez que nous avons un inductif et un See also:circuit non inducteur en série, qui est traversé par un See also:courant périodique, et See also:cela que nous désirons savoir la See also:puissance étant absorbée au circuit inductif. Laissez le vl, v2, v3 soit les potentiels instantanés des deux extrémités et milieux du circuit; laissez un électromètre de quart de cercle être relié d'abord aux quarts de cercle aux deux extrémités du circuit inductif et de l'aiguille à l'extrémité lointaine du circuit non inducteur, et puis deuxièmement à l'aiguille reliée à un des quarts de cercle (voir la fig. 5). Assumant l'électromètre pour obéir la loi théorique mentionnée ci-dessus, la première See also:lecture est proportionnelle à vl+v2 2 vl+v2 2 que la différence des lectures est alors proportionnelle à (v1 - v2) (v2 - D3). Mais cette dernière expression est proportionnelle à la puissance instantanée prise dans le circuit inductif, et par conséquent la différence des deux lectures de l'électromètre est proportionnelle à la puissance moyenne prise dans le circuit (Phil. mag., 1891, 32, p. 206). Ayrton et Perry et également P. R. Blondlot et P. See also:Curie ont après suggéré qu'un électromètre simple pourrait être construit avec deux paires des quarts de cercle et d'une aiguille double sur une tige, afin de faire deux lectures simultanément et produire un débattement proportionnel immédiatement à la puissance étant prise dans le circuit inductif. Des électromètres de quart de cercle ont été également conçus particulièrement pour mesurer des différences potentielles extrêmement petites. Un instrument de cette sorte a été construit par Dr. F. Dolezalek (fig. 7). L'aiguille et les quarts de cercle sont de petite See also:taille, et la capacité électrostatique est également petite. Les quarts de cercle sont montés sur les piliers de l'See also:ambre qui ont les moyens une isolation très élevée. L'aiguille, un morceau de papier palette-formé légèrement enduit du See also:clinquant argenté, est suspendue par une See also:fibre de See also:quartz, son légèreté extrême permettant pour employer une force de contrôle très faible sans rendre la période de l'See also:oscillation à l'excès grande. La résistance a offert par l'See also:air à une aiguille d'une telle construction légère suffit pour rendre le mouvement mort-a presque battu. Dans tout un éventail les débattements sont proportionnels à la différence potentielle les produisant. L'aiguille est chargée à un VI potentiel - V2 V2 et la seconde à de 50 à 200 volts à l'aide d'une pile sèche ou d'une batterie voltaic, ou d'un circuit d'éclairage. Pour faciliter la communication de la charge à l'aiguille, la fibre de quartz et ses attachements sont rendus conducteurs par une See also:couche mince de See also:solution de See also:sel hygroscopique tel que le See also:chlorure de See also:calcium. La légèreté de l'aiguille permet à l'instrument d'être déplacé sans See also:crainte d'endommager la suspension. L'extrémité supérieure de la fibre de quartz est tournée par une tête de torsion, et une See also:couverture en métal sert à examiner l'instrument des See also:champs électrostatiques parasites. Avec une fibre de quartz 0,009 millimètres d'épaisseur et õ millimètre See also:long, l'aiguille étant chargée à bas volts de I, la période et oscillation de l'aiguille étaient de 18 secondes. Avec la balance à une distance de deux mètres, un débattement de 130 millimètres a été produit par une force électromotrice de o. l volt. En employant une fibre de quartz environ de moitié du diamètre ci-dessus le sensitiveness a été beaucoup augmenté. Un instrument de cette forme est valeur en mesurant de petits courants alternatifs par la chute du potentiel a produit en bas d'une résistance connue. De la même manière il peut être utilisé pour mesurer des potentiels élevés en mesurant la chute du potentiel en bas d'une fraction d'une résistance non inductrice connue. Dans ce dernier cas, cependant, la capacité de l'électromètre utilisé doit être petite, autrement une See also:erreur est présentée.' Voyez, en plus des références déjà données, du A. Gray, See also:mesures absolues dans l'électricité et le magnétisme (Londres, 1888), vol. I. p. 254; A. Winkelmann, der Physik (See also:Breslau, 1905) de Handbuch, pp 58-70, qui contient un grand nombre de références aux papiers originaux sur des électromètres. (J. A. L'information et commentaires additionnelsIl n'y a aucun commentaire pourtant pour cet article.
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