přednáška 03

Odvoďme působící sílu. Je známo, že elektrický náboj na rozměrné desce vyvolává ve směru kolmém na tuto desku intenzitu elektrostatického pole. Tato intenzita teoreticky nezávisí na vzdálenosti od desky

σ = plošná hustota náboje (9)

To platí jak pro desku s kladným tak i pro desku se záporným nábojem. Obě tyto intenzity mají stejnou velikost, mezi deskami mají stejný směr a vytvářejí tam výslednou intenzitu E .

. (10)

Síla působící navzájem mezi nabitými deskami má velikost , Q = náboj na deskách. Protože , U = napětí na kondenzátoru, d = vzdálenost desek kondenzátoru, dostáváme

. (11)

C = kapacita kondenzátoru

Pro kapacitu deskového kondenzátoru platí (S = plocha desek kondenzátoru), takže pro silové působení platí

(12)

Ale pozor! F je síla, která desky kondenzátoru přitahuje k sobě. Pro sílu, která posouvá jehlu do kapsy musíme brát b úvahu korekci

Síla FC vyvolává pohybový moment MP, který je kompenzován direktivním momentem MD torzně namáhané struny jehly. Pro ustálenou výchylku indikátoru, který je spojen s jehlu, platí

, (13)

B … rameno, na němž působí FC

takže

.

Kapacitní systém tedy nerozlišuje polaritu, reaguje na efektivní hodnotu napětí.

Velikou předností popsaného měřicího systému je jeho energetická nenáročnost. Jen v počáteční fázi, kdy se měřicí ústrojí nabíjí nábojem Q odebírá určitý nabíjecí proud. V ustáleném stavu není měřený objekt zatěžován téměř žádným proudem (pokud svodové proudy kondenzátoru – měřicího systému považujeme za zanedbatelné). Proto se také elektrostatický měřicí systém užívá především tam, kde se vyžaduje minimální odběr proudu z měřeného bloku, tedy vysoká vstupní impedance měřicího zařízení.