Techniklexikon

Elektrometer

Elektrodynamik und Elektrotechnik, allgemein elektrisches Messgerät, bei dem zwischen festen und beweglichen Teilen elektrostatische Kräfte wirken.

Die älteste Form des Elektrometers ist das Elektroskop, das als Blättchenelektroskop auf der elektrostatischen Abstossung gleichnamig geladener Metallblättchen beruht. Eine modernere Version hiervon ist das Blättchenelektrometer nach K.F. Braun, bei dem eine bewegliche Nadel von einem festen Träger abgestossen wird und sich entlang einer Skala bewegt, auf der Spannungen oder Ladungen abgelesen werden können. Beim Fadenelektrometer (Abb.) wird ein metallischer Faden vor einer Skala abgelenkt und durch ein Mikroskop beobachtet.

Beim Blättchen- und Fadenelektrometer ohne Hilfsspannung (idiostatische Schaltung) ist die Auslenkung proportional zum Quadrat der Spannung. Mit einer Hilfsspannung wird die Auslenkung quasi-linear, und die Genauigkeit erreicht mehrere 100 SKT / V. Fadenelektrometer haben eine kurze Einstelldauer, sind leicht zu bedienen und lageunempfindlich.

Eine sehr hohe Spannungsempflindlichkeit, aber auch eine hohe Kapazität und lange Einstellzeiten besitzen die Nadel-Elektrometer, Binanten-Elektrometer, Duanten-Elektrometer und Quadranten-Elektrometer. Dabei dreht sich eine Nadel oder ein leichter Metallflügel in einem in zwei (Binant, Duant) oder vier Segmente (Quadrant) aufgeteilten Behälter. Hiermit lassen sich Ablenkungen von 20 m / V oder 6 m / 10^-12C erzielen (etwa 1 mm pro 1000 Elementarladungen!).Kapillarelektrometer werden häufig bei physikalisch-chemischen Messungen als Nullinstrument verwendet. Dabei ändert sich die Oberflächenspannung einer Quecksilbersäule in Kontakt mit Schwefelsäure, wenn eine Spannung angelegt wird. Dies ändert die Höhe der Säule; bei Beobachtung mit einem Mikroskop können Empfindlichkeiten von 10³ bis 10⁴ SKT / V erreicht werden.

Das Absolut-Elektrometer besteht im Prinzip aus einem ebenen Schutzringkondensator, dessen kreisförmige Mittelplatte frei aufgehängt ist. Die Grösse einer an der Platte anliegenden Spannung lässt sich aus der Kraft, mit der die Platte angezogen wird, und den geometrischen Abmessungen des Kondensators ermitteln.

Elektrometer: Prinzip des Fadenelektrometers.