Elektrometre nedir?

Bir elektrometre, elektrik yükünü veya potansiyel farkını ölçmek için kullanılan bir cihazdır. Çeşitli tasarımlarda mevcut olan cihaz, elektrik devresindeki iki yer arasındaki voltajı bulmak için esastır. Subatomik parçacıkların elektromanyetik etkileşim seviyesini belirlemek için de kullanılabilir.

İlk elektrometre 1700'lerde Alessandro Volta ve Abraham Bennet tarafından geliştirilmiştir. Bu, iki adet altın varak parçasına bağlı bir elektrot içeren bir cihazdı. Elektrot doğrudan temas veya endüksiyonla yüklenmiştir. Altın folyo parçaları, bir elektrik yükünün varlığına işaret ederek birbirlerini iterlerdi. Ölçümler çok ham idi ve cihazın, yükün sızmasını önlemek için bir kurşun koruma ile sarılması gerekiyordu.

Zaman içerisinde bir dizi yeni tasarım geliştirilmiştir. Günümüzde elektrometreler için en yaygın kullanım, nükleer fizik alanındaki iyonlaştırıcı radyasyonu kaydetmektir. Elektrometrenin temel teknolojisini kullanan bilinen bir cihaz, Geiger sayacı olarak bilinir.

Modern bir elektrometrenin bir tasarımı, titreşimli bir kamış kullanan bir alettir. Temel tasarım, sabit bir elektrotla ilişkili olarak titreşen hareketli bir elektrot içerir. İki parçanın kombinasyonu bir kapasitör yaratır. İki elektrot arasındaki mesafe değiştiğinde, elektrik yükü kapasitörün içine ve dışına zorlanır. Titreşimli kamış elektrometresi, cihazın boyutunun çok küçük bir seviyede inşa edilebilmesi için son derece kullanışlıdır.

Başka bir elektrometre tipi bir vakum tüpü kullanır. Borunun içinde akım, yüksek seviyede giriş direnci sunan bir ızgaradan geçer. Bu, bir anot devresi olarak bilinen polarize bir elektrikli cihaz kullanılarak büyütülür. Bu tip çok düşük akım kaçağı seviyeleri sunar, ancak bir insan elinden gelen tuz cam tüp üzerinde biriktiğinde zarar görür.

Cihazın en yeni tasarımı, ölçüm için küçük akımları büyüten bir katı hal amplifikatörü kullanır. En modern elektrometreler, verileri kaydeden ve görüntülemek için bir ekran oluşturacak olan harici cihazlara bağlanabilen bağlantılar içerir. Katı hal tasarımının avantajı, diğer sürümlerden daha doğru olmasıdır. Dahili voltajı giriş seviyesi ile karşılaştırır. Katı hal elektrometreleri, cihazın diğer formlarından daha küçük elektrik yükü seviyelerini de ölçebilir.