Che cos’è un elettrometro
Un elettrometro è un dispositivo in grado di misurare la carica elettrica o la differenza di potenziale elettrico.
Negli anni ne sono state inventate di diverse tipologie, da quelli storici delle prime scoperte fino a quelli dei tempi d’oggi sempre più precisi e tecnologici.
E’ costituito da un contenitore in vetro e sul fondo c’è un conduttore da dove partono due foglie in oro poste sulla faccia opposta al contenitore.
Sicuramente gli elettrometri del passato erano in grado di consumare maggiore energia elettrica rispetto a quelli odierni.
Funzionamento: C’è un corpo conduttore, poco carico, che viene posto a diretto contatto con la parte inferiore del condensatore. Le cariche passeranno dal corpo al piatto.
Principio fondamentale dell’elettrostatica: due o più corpi caratterizzati dal possedere una carica elettrica dello stesso segno si respingono; del segno opposto, invece si attraggono.
Quindi avvicinando il corpo carico le due foglie tenderanno ad allontanarsi tra loro; mentre se il corpo viene allontanato, le due foglie si avvicineranno nuovamente.
Elettrometri del passato
I primi elettrometri furono creati proprio per le prime scoperte dei fenomeni fisici, in questo caso per la misurazione della carica elettrica e del potenziale elettrico.
Elettrometro a foglia d’oro o elettrofero di Volta: Fu ideato ed elaborato da Abraham Bennet e Alessandro Volta ed è impiegato per la misurazione della carica elettrica. E’ uno strumento composto da due sottilissime foglie d’oro sospese da un elettrodo; quando quest’ultimo viene caricato, o tramite il fenomeno dell’induzione oppure per contatto, allora le foglie saranno in grado di acquisire le cariche elettriche simili tra loro respingendosi così a vicenda grazie alla forza di Coulomb. Tale respinsione indica proprio la carica presente su di loro.
Questo elettrometro è in grado di misurare fino a 4-6 kV con una risoluzione di 10 V.
Elettrometro di Coulomb: costituito da un cilindro in vetro con al di sopra un tubo sempre vetro.
All’interno del tubo c’è un filo di vetro con alla fine una parte in gomma e una sfera dorata all’estremità.
Quando la sfera inferiore viene caricata le sfere mobili che si trovano all’interno verranno respinte.
Elettrometro di Kelvin: è sicuramente il più preciso degli elettrometri. Si sfrutta la presenza di alluminio sospeso dentro un tamburo, i segmenti sono collegati in diagonale a coppie di due.
Gabbia di Faraday: Alcuni elettrometri venivano posti all’interno di una vera e propria gabbia per uccellini grado di proteggere lo strumento per la misurazione delle cariche elettrostatiche esterne, da quelle interne.
Gli elettrometri moderni sono perlopiù elettronici e vengono utilizzati per gli esperimenti di fisica nucleare perché sono in grado di misurare le mini cariche della materia delle radiazioni ionizzanti.
I moderni elettrometri sono usati ad esempio anche nei reparti di medicina nucleare come i contatori Geiger, che servono a misurare un’eventuale contaminazione su un determinato oggetto, persona oppure su di un materiale.
Esempi di elettrometri moderni sono:
Elettrometri a lamelle vibranti: Questa tipologia di elettrometri usano un condensatore formato da due elettrodi uno mobile e uno fisso e al variare della distanza tra questi due varierà di conseguenza la carica elettrica.
Elettrometri a valvole: usano un tubo a vuoto, la valvola termoionica, con una trans conduttanza molto elevata. La corrente andrà nella griglia e la tensione generale verrà amplificata nella piastra. Queste valvole devono essere usato tramite i guanti perché possono rilasciare delle piccole correnti, pericolose appunto per l’uomo.
Elettrometri a strato solido: sono composti da un amplificatore che serve proprio ad amplificare le correnti in modo da essere misurate con più facilità.
Molto utilizzate ad esempio sempre per quanto riguarda le radiazioni ionizzanti, quindi sempre nel reparto di medicina nucleare per la diagnostica per immagini.
In conclusione possiamo dire che gli elettrometri si sono evoluti nel tempo fino ad arrivare a quelli odierni, caratterizzati da un minor consumo di energia elettrica.