3B Scientific Electrometer User Manual [en, de, es, fr, it]

3B SCIENTIFIC

Bedienungsanleitung

09/08 Hh

®

PHYSICS

Electrometer U8531408

1 Steckplatz für SEG-Elemente
2 Eingangsbuchse IN für Faraday-Becher
3 Eingangsbuchse IN für SEG-Elemente
4 Massebuchse (Bezugspunkt) für den Eingang
5 Anschlussbuchse für Haltestab mit 4-mm Bohrung
6 Hohlbuchse für 12 V AC-Steckernetzgerät

7 Betriebsanzeige
8 Offset-Einsteller des Elektrometers
9 Massebuchse (Bezugspunkt) für den Ausgang
10 Ausgangsbuchse OUT
11 Steckernetzgerät

1

1. Sicherheitshinweise

Elektrometer mit extrem hochohmigem, überspan­nungs-gefährdetem Spannungseingang:

• Maximalwert der Eingangsspannung von ± 8 V nicht

überschreiten!

Eine höhere Spannung ist nur dann zulässig, wenn si­cher gestellt ist, dass sie bei Berührung spannungsfüh­render Teile unverzögert auf den oben angegebenen
Wert oder auf niedrigere Werte herabgesetzt wird. Dies
ist bei den im Text genannten Spannungsquellen ge­währleistet.

• Keine Fremdspannungen an die Ausgangsbuchse

(10) anschließen!

• Spannungsteilerschaltungen zur Messung von Span-

nungen über 10 V nur mit SEG-Kondensatoren be­stücken, deren Spannungsfestigkeit für die anlie­gende Spannung ausreicht!

2. Beschreibung

Impedanzwandler mit extrem hohem Eingangswider­stand zur Messung kleinster Ladungen und kleinster
Ströme.

Geeignet zur quasistatischen Messung von Spannungen
bis ± 8 V, zur hochohmigen Messung von Spannungen
über ± 8 V mit ohmschem Spannungsteiler, zur quasi-

• 12 V AC-Steckernetzgerät am Elektrometer anste-

cken, hiermit das Gerät einschalten.

• Geeigneten Spannungsmesser mit Skalennullpunkt

Mitte-Funktion an der Ausgangsbuchse anschließen,
z.B. Analog-Multimeter AM50 (U17450), Vielfach­Messgerät ESCOLA2 (U8531170), Vielfach-Messgerät
ESCOLA10 (U8531160).

• Messbereich 10 V DC und Nullpunkt Mitte auswäh-

len.

• Eingangsbuchse IN (3) mit 19-mm-Brückenstecker

gegen Massebuchse (4) kurzschließen, oder

• Faraday-Becher (U8496460) in Eingangsbuchse (2)

mit dem an der Erdungsbuchse (5) eingesteckten
Haltestab mit 4-mm-Bohrung (U8430245) entladen
(kurzschließen).

• Bei bestehendem Kurzschluss den Offset der Aus-

gangsspannung an Buchse (10) minimieren.

• Ausgewähltes Experiment zügig durchführen, bevor

sich vagabundierende Ladungen auf dem Messein­gang ansammeln.

• Vor Start eines neuen Experimentes wiederum Ein-

gang kurzschließen und gegebenenfalls die Offset­einstellung korrigieren.

statischen Messung von Spannungen über ± 8 V mit
kapazitivem Spannungsteiler, zur Messung sehr kleiner
Ströme mit hochohmigem Shuntwiderstand und zur
Messung von Ladungen.

3. Technische Daten

Verstärkung: 1,00

12

Eingangswiderstand: > 10

Ω

Ausgangswiderstand: < 1 kΩ
Eingangsstrom: < 10 pA
Eingangskapazität: < 50 pF
Versorgungsspannung: 12 V AC / 50-69 Hz / 100 mA
Überspannungsfestigkeit

für nicht berührungs­gefährliche Spannungen: 1 kV (aus niederohmigen
Quellen)
10 kV (aus hochohmigen
Quellen)

Anschlüsse: 4-mm-Sicherheitsbuchsen

Messung von Ladungen in der Elektrostatik

Benötigte Geräte:
1 Elektrometer U8531408
1 Analog-Multimeter AM50 U17450
1 Faraday-Becher U8496460
1 Kondensator 10 nF, 160 V U8403501
2 Reibstäbe U11053
1 Exp.-Kabel, 75 cm U13800
1 Haltestab mit 4-mm-Bohrung U8430245
1 Tuch, zum Reiben der Stäbe

• Versuchsaufbau gemäß Fig. 1.

• Den Faraday-Becher und den 10 nF-Kondensator in

die hierfür vorgesehenen 4-mm-Buchsen einste­cken.

• Das Multimeter an der Ausgangsbuchse OUT (10)

und der korrespondierenden Massebuchse (9) an­schließen.

• Am Multimeter den Messbereich 10 V DC wählen.

• Das Experimentierkabel in die Anschlussbuchse für

den Haltestab (5) und in die 4-mm-Bohrung des Hal­testabs einstecken.

• Den Haltestab in der einen Hand halten und hiermit

– ohne ihn los zu lassen – den Faraday-Becher ent­laden.

4. Bedienung

5. Versuchsbeispiel

2

•

Mit der anderen Hand den Versuchskörper (z.B. den
geriebenen Stab) zur Erfassung seiner gesamten La­dung in den feldfreien Innenraum des Faraday­Bechers eintauchen und die Ladung an der Innen­seite des Bechers „abstreifen“.

• Die abgegebene Ladung gemäß der nachfolgenden

Beziehungen und Gleichungen berechnen.

Zwischen der Ladung Q und der Spannung U eines Kon­densators mit der Kapazität C besteht der Zusammen­hang:

UCQ ⋅=

Wegen U

= UIN ist die Ausgangsspannung des Elektro-

OUT

meters ein Maß für die Ladung Q:

CUQ

⋅=

OUT

• Mit der bekannten Kapazität C = 10 nF des Konden-

sators U8403501 kann nunmehr die Ladung ausge­rechnet werden.

Fig. 1 Versuchsaufbau zur Messung von Ladungen in der Elektrostatik

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3B SCIENTIFIC

Instruction sheet

09/08 Hh

®

PHYSICS

Electrometer U8531408

1 Docking point for SEG elements
2 Input socket “IN” for Faraday cup
3 Input socket “IN” for SEG elements
4 Earth socket (reference point) for input
5 Connection socket for handling rod with 4 mm hole
6 Recessed socket for 12 V AC mains adapter

7 “On” indicator light
8 Electrometer offset adjuster
9 Earth socket (reference point) for output
10 Output socket “OUT”
11 12 V AC mains adapter

1

1. Safety instructions

The ultra-high-resistance input circuit of the
electrometer can be damaged by applying an excessive
voltage:

• Do not exceed the maximum input voltage of ± 8 V!

A higher voltage is only permissible with the condition
that if a person touches conducting parts it is instantly
reduced to the above or a lower value. The voltage
sources mentioned in this instruction sheet fulfil that
condition.

• Do not connect any external voltage source to the

output socket (10)!

• If a capacitative voltage-divider circuit is used to

measure voltages above 10 V, it must be provided
with an SEG capacitor that can withstand the full
applied voltage!

2. Description

Impedance-changer with an extremely high input
resistance for measuring very small charges and very
small currents.

It is suitable for quasi-static measurement of voltages up
to ± 8 V, for high-resistance measurement of voltages
above ±

static measurement of voltages above ±

8 V using a resistive voltage divider, for quasi-

8 V using a

• Plug the 12 V AC adaptor into the electrometer and

switch the instrument on.

• Connect a suitable voltage meter with a mid-scale

zero-setting adjustment, such as analogue
multimeter AM50 (U17450), multimeter ESCOLA2
(U8531170), or multimeter ESCOLA10 (U8531160), to
the output sockets of the multimeter.

• Select the 10 V DC range and set the zero point at

the middle of the scale.

• Short-circuit the “IN” (3) input socket to the earth

socket (4) with a 19 mm bridging plug, or:

• Discharge (short-circuit) the Faraday cup (U8496460)

that is plugged into the input socket (2) by using the
handling rod with 4 mm hole (U8430245) that is
connected to the earth socket (5).

• While maintaining the short-circuit, adjust the offset

of the output voltage at socket (10) to a minimum.

• Quickly carry out the measurement for the chosen

experiment, before there is time for stray charges to
build up at the input being measured.

• Before starting a new experiment, short-circuit the

input to earth again, and if necessary readjust the
offset.

capacitative voltage divider, for measurement of very
small currents using a high-resistance shunt, and for
measurement of charges.

3. Technical data

Measuring charges in electrostatics

Apparatus needed:
1 Electrometer U8531408
1 Analogue multimeter AM50 U17450
1 Faraday cup U8496460

Amplification factor: 1.00

12

Input resistance: > 10

Ω

Output resistance: < 1 kΩ
Input current: < 10 pA
Input capacitance: < 50 pF
Supply voltage: 12 V AC / 50-69 Hz /

100 mA
Overvoltage tolerated for

voltage sources safe against
accidental contact: 1 kV (sources with low
output resistance)
10 kV (sources with

high output resistance)

Connections: 4 mm safety sockets

1 Capacitor, 10 nF, 160 V U8403501
2 Friction rods U11053
1 Experiment lead, 75 cm U13800
1 Handling rod with 4 mm hole U8430245
1 Cloth for rubbing friction rods

• Set up the experiment as shown in Figure 1.

• Plug the Faraday cup and the 10 nF capacitor into

the appropriate 4 mm sockets.

• Connect the multimeter to the output socket “OUT”

(10) and the corresponding earth socket (9).

• Select the 10 V DC range on the multimeter.

• Plug the experiment lead into the socket for the

handling rod (5) and into the 4 mm hole in the rod.

• Take the handling rod in one hand and, without

releasing it, discharge the Faraday cup.

• With the other hand, immerse the test object (e.g.

the friction rod after rubbing) into the field-free
interior of the Faraday cup so that the whole of its

4. Operation

5. Sample experiment

2

charge is within, and “wipe” the charge onto the
inner surface of the cup.

• Use the relationships given below to calculate the

charge that has been transferred.

• For a capacitor of capacitance C, the relationship

between the charge Q and the voltage U is:

• Since U

• The capacitor U8403501 has the known capacitance

UCQ ⋅=

= UIN, the output voltage from the

OUT

electrometer gives a measure of the charge

CUQ

⋅=

OUT

Q:

C = 10 nF, and therefore the charge can be

calculated.

Fig. 1 Experiment set-up for measuring charges in electrostatics

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3B SCIENTIFIC® PHYSICS

Électromètre 8531408

Instructions d’utilisation

09/08 Hh

1 Emplacement réservé aux éléments de marque SEG
2 Douille d'entrée IN pour cylindre de Faraday
3 Douille d'entrée IN pour les éléments de marque SEG
4 Douille de masse (point de référence) pour l'entrée
5 Douille de jonction pour la tige de maintien à

l'alésage de 4 mm

6 Douille creuse pour l'alimentation enfichable en

courant continu 12 volts

7 Témoin de fonctionnement
8 Régulateur de l'offset pour l'électromètre
9 Douille de masse (point de référence) pour la sortie
10 Douille de sortie OUT
11 Alimentation enfichable

1

1. Consignes de sécurité

Électromètre dont l'entrée de tension présente une
résistance particulièrement haute et des risques de
surtension :

• Pour la tension d'entrée, veillez à ne jamais

dépasser une valeur maximale de ± 8 volts !

Des tensions plus élevées ne sont admissibles qu'à
condition qu'elles reviennent instantanément à la
valeur susmentionnée ou à des valeurs plus basses lors
d'un contact avec des éléments sous tension. Ce qui est
garanti pour les sources de tension citées dans ce
document.

• Ne raccordez aucune tension externe à la douille de

sortie (10) !

• N'équipez les circuits potentiométriques permettant

de mesurer les tensions supérieures à 10 volts que
de condensateurs de marque SEG dont la résistance
diélectrique suffit à la tension appliquée !

2. Description

Transformateur d'adaptation d'impédance présentant
une résistance d'entrée extrêmement élevée et
permettant de mesurer de très petites charges et des
courants très faibles.

Il convient à la mesure quasi statique de tensions allant
jusqu'à ± 8 volts ; à la mesure à haute résistance de
tensions dépassant ± 8 volts avec un diviseur de tension
ohmique ; à la mesure quasi statique de tensions
dépassant ± 8 volts avec un diviseur de tension
capacitif ; à la mesure de courants très faibles à haute
résistance de shunt ; et à la mesure de charges.

3. Caractéristiques techniques

Amplification : 1,00

12

Résistance d'entrée : > 10

Ω

Résistance de sortie : < 1 kΩ
Courant d'entrée : < 10 pA
Capacité d'entrée : < 50 pF
Tension d'alimentation : Courant alternatif 12 volts /

50-69 Hz / 100 mA
Tenue aux surtensions

pour des tensions ne présentant
pas de risques de surtension :
1 kV (venant de sources à

faible résistance)

10 kV (venant de sources à

haute résistance)

Raccordements : Douilles de sécurité de
4 mm

4. Manipulation

• Connectez l'alimentation enfichable en courant

continu 12 volts à l'électromètre, ce qui allumera
l'appareil.

• Raccordez un voltmètre approprié (présentant un

zéro pouvant être réglé au milieu de l'échelle) à la
douille de sortie, par ex. le multimètre analogique
AM50 (U17450), l'appareil à mesures multiples
ESCOLA2 (U8531170) ou l'appareil à mesures
multiples ESCOLA10 (U8531160).

• Sélectionnez la plage de mesures de courant

continu 10 volts et le point zéro situé au milieu de
l'échelle.

• Mettez la douille d'entrée IN (3) en court-circuit avec

la douille de masse (4) en utilisant des connecteurs
de bridge de 19 mm ou ;

• Déchargez (mise en court-circuit) le cylindre de

Faraday (U8496460) dans la douille d'entrée (2), la
tige de maintien à l'alésage de 4 mm (U8430245)
étant enfichée dans la douille de terre (5).

• En présence d'un court-circuit, minimisez l'offset de

la tension de sortie de la douille (10).

• Réalisez rapidement l'essai expérimental

sélectionné avant que des charges de courant
vagabond ne s'accumulent sur l'entrée de mesure.

• Avant de démarrer un nouvel essai expérimental,

remettez l'entrée en court-circuit et corrigez
éventuellement le réglage offset.

5. Exemple d’expérience

Mesure de charges en électrostatique

Dispositifs nécessaires :
1 Électromètre U8531408
1 Multimètre analogique AM50 U17450
1 Cylindre de Faraday U8496460
1 Condensateur 10 nF, 160 volts U8403501
2 Tiges de friction U11053
1 Câble expérimental, 75 cm U13800
1 Tige de maintien à alésage de 4 mm U8430245
1 Chiffon pour la friction des tiges

• Appareillage expérimental monté conformément à

la Fig. 1.

• Insérez le cylindre de Faraday et le condensateur

10 nF dans les douilles de 4 mm prévues à cet effet.

• Raccordez le multimètre à la douille de sortie OUT

(10) et à la douille de masse correspondante (9).

• Sélectionnez la plage de mesures de courant

continu 10 volts sur le multimètre.

• Insérez le câble de l'essai expérimental dans la

douille de jonction pour la tige de maintien (5) et
dans l'alésage de 4 mm de la tige de maintien.

2

•

Tenez la tige de maintien dans une main et utilisez­la — sans la lâcher — pour décharger le cylindre de
Faraday.

• En vous servant de l'autre main, plongez le corps

d’essai (par ex. la tige frictionnée) à l'intérieur sans
champ du cylindre de Faraday afin de saisir toute la
charge du corps et « racler » la charge sur la face
intérieure du cylindre.

• Calculez la charge émise en appliquant les relations

et équations suivantes :

• La corrélation suivante existe entre la charge Q et la

tension U d'un condensateur ayant la capacité C :

• En raison de U

UCQ ⋅=

= UIN, la tension de sortie de

OUT

l'électromètre représente une mesure pour la
charge Q :

• La capacité connue C = 10 nF du condensateur

OUT

CUQ

⋅=

U8403501 permet alors de calculer la charge.

Fig. 1 Appareillage expérimental permettant de mesurer des charges en électrostatique

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Sous réserve de modifications techniques

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3B SCIENTIFIC

Istruzioni per l'uso

09/08 Hh

®

PHYSICS

Electrometer U8531408

1 Posizione di inserimento per elementi SEG
2 Jack di ingresso IN per tazza di Faraday
3 Jack di ingresso IN per elementi SEG
4 Presa di terra (punto di riferimento) per l'ingresso
5 Jack di raccordo per l'asta di supporto con foro da 4 mm
6 Presa per alimentatore a spinta per 12 V AC

7 Indicatore di funzionamento
8 Regolatore offset dell'elettrometro
9 Presa di terra (punto di riferimento) per l'uscita
10 Presa di terra OUT
11 Alimentatore a spina

1

1. Norme di sicurezza

Elettrometro con ingresso di tensione a valore ohmico
estremamente alto, a rischio di sovratensioni:

• Non superare il valore massimo della tensione di

ingresso di ± 8 V!

Un tensione superiore è ammissibile soltanto se è
assicurato che in caso di contatto con componenti sotto
tensione essa venga ridotta immediatamente al valore
indicato in alto o a valori inferiori. Questo è garantito
per le sorgenti di tensione menzionate nel testo.

• Non collegare nessuna tensione esterna alla presa di

uscita (10)!

• Equipaggiare i circuito del divisore di tensione per

la misurazione di tensioni superiori a 10 V soltanto
condensatori SEG con rigidità dielettrica adeguata
alla tensione applicata.

2. Descrizione

Convertitore di impedenza con resistenza di ingresso
estremamente elevata per la misurazione delle più
piccole cariche e correnti.

Adatto alla misurazione quasistatica di tensioni fino a ±
8 V, alla misurazione ad alto valore ohmico di tensioni
superiori a ± 8 V, alla misurazione quasistatica di
tensioni superiori a ± 8 V con divisore di tensione
capacitivo, alla misurazione di correnti molto piccole
con resistenza shunt e alla misurazione di cariche.

3. Dati tecnici

Amplificazione: 1,00

12

Resistenza d'ingresso: > 10

Ω

Resistenza in uscita: < 1 kΩ
Corrente d'ingresso: < 10 pA
Capacità ingresso: < 50 pF
Tensione di alimentazione: 12 V AC / 50-69 Hz / 100 mA
Resistenza a sovratensioni

per tensioni non
pericolose 1 kV (da sorgenti a
basso valore ohmico)
10 kV (da sorgenti ad
alto valore ohmico)

Collegamenti: Jack di sicurezza da 4 mm

4. Utilizzo

• Collegare l'alimentatore a spina 12 V AC

all'elettrometro, accendendo così l'apparecchio.

• Collegare alla presa di uscita un voltmetro adatto

con funzione di punto zero scala al centro, ad
esempio un multimetro analogico AM50 (U17450),
un misuratore multiplo ESCOLA2 (U8531170), un
misuratore multiplo ESCOLA10 (U8531160).

• Selezionare un range di misura di 10 V DC e punto

zero al centro.

• Mettere in cortocircuito il jack di ingresso IN (3) con

spina a ponte rispetto alla presa di terra (4).

• Scaricare (mettere in cortocircuito) la tazza di

Faraday (U8496460) nel jack di ingresso (2) con l'asta
di supporto con foro da 4 mm (U8430245) inserita
nella presa di terra (5)

• In presenza di cortocircuito minimizzare l'offset

della tensione di uscita sul jack (10).

• Eseguire rapidamente l'esperimento scelto, prima

che le cariche vaganti si accumulino sull'ingresso di
misura.

• Prima di avviare un nuovo esperimento mettere di

nuovo in cortocircuito l'ingresso ed eventualmente
correggere l'impostazione di offset.

5. Esperimento di esempio

Misurazione di cariche nell'ambito dell'elettrostatica

Apparecchi necessari:
1 Elettrometro U8531408
1 Multimetro analogico AM50 U17450
1 Tazza di Faraday U8496460
1 Condensatore 10 nF, 160 V U8403501
2 Aste di frizione U11053
1 Cavo per esperimenti, 75 cm U13800
1 Asta di supporto con foro da 4 mm U8430245
1 Panno, per strofinare le aste

• Struttura di prova come da Fig. 1.

• Inserire a tazza di Faraday e il condensatore 10 nF

nei jack da 4 mm appositamente previsti.

• Collegare il multimetro alla presa di uscita OUT (10)

e alla corrispondente presa di terra (9).

• Selezionare sul multimetro il range di misura 10 V

DC.

• Inserire il cavo per esperimenti nella presa di uscita

per l'asta di supporto (4) e nel foro da 4 mm
dell'asta di supporto.

• Tenere l'asta di supporto in una mano e scaricare in

questo modo - senza lasciarla - la tazza di Faraday.

• Con l'altra mano immergere il corpo utilizzato per

l'esperimento (ad esempio l'asta strofinata) nello

2

spazio interno privo di campo della tazza di Faraday
per il rilevamento della sua carica totale e
"spalmare" la carica sul lato interno della tazza.

• Calcolare la carica ceduta secondo le seguenti

relazioni ed equazioni:

• Tra la carica Q e la tensione U di un condensatore

con la capacità C si ha la relazione:

• A causa di U

dell'elettrometro è una misura per la carica

• Con la capacità nota C = 10 nF del condensatore

UCQ ⋅=

OUT

CUQ

⋅=

= UIN la tensione di uscita

OUT

Q:

U8403501 si può quindi calcolare la carica.

Fig. 1 Struttura sperimentale per la misurazione di cariche nell'ambito dell'elettrostatica

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Con riserva di modifiche technice

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Instrucciones de uso

09/08 Hh

®

PHYSICS

Electrómetro U8531408

1 Punto de enchufe para elementos SEA
2 Casquillo de entrada IN para copa de Faraday
3 Casquillo de entrada para elementos SEA
4 Casquillo de masa (Punto de referencia) para la

entrada

5 Casquillo de conexión para la barra de sujeción con

perforación de 4 mm

6 Casquillo hueco para la fuente de alimentación

enchufable de 12 V CA
7 Indicación de funcionamiento
8 Ajuste de offset del electrómetro
9 Casquillo de masa (Punto de referencia) para la salida
10 Casquillo de salida OUT
11 Fuente de alimentación enchufable

1

1. Advertencias de seguridad

Electrómetro con entrada de tensión extremadamente
resistiva y con riesgo de sobretensión:

• ¡No sobrepasar el valor máximo de la tensión de

entrada de ± 8 V!

Una tensión más alta sólo se permite cuando se está
seguro que al tocar partes que están bajo tensión, la
tensión se reduce al valor indicado arriba o a un valor
menor. Esto se garantiza con las fuentes de tensión
indicadas en el texto.

• ¡No se debe conectar ninguna tensión externa en el

casquillo de salida (10)!

• ¡Circuitos divisores de tensión para medir tensiones

mayores de 10 V se realizan sólo con condensadores
SEA cuya rigidez dieléctrica es suficiente para las
tensiones conectadas!

2. Descripción

Convertidor de impedancia con resistencia de entrada
extremadamente alta para la medición de cargas y
corrientes mínimas.

Apropiado para la medición casi estática de tensiones de
hasta ± 8 V, para la medición de alta resistividad de
tensiones mayores de ± 8 V con divisor de tensión
óhmico, para la medición casi estática de tensiones por
encima de ± 8 V con divisor de tensión capacitivo, para
la medición de corrientes muy pequeñas con resistencia
puente (shunt) de alta resistividad y para la medición de
cargas.

• Se inserta en el electrómetro la fuente de

alimentación enchufable de 12 V CA, así se conecta
el aparato.

• Se conecta en el casquillo de salida el medidor de

tensión adecuado, con función de punto cero de
escala en el centro, p ej. Multímetro analógico AM50
(U17450), aparato de medida múltiple ESCOLA2
(U8531170), aparato de medida múltiple ESCOLA10
(U8531160)

• Seleccione el alcance de medida 10 V CC y el punto

cero en el centro de la escala.

• El casquillo IN (3) de entrada se conecta hacia el

casquillo de masa (4) con una clavija puente de 19
mm o se hace un corto circuito

• La copa de Faraday (U8496460) insertada en el

casquillo de entrada (2) se descarga con la barra de
sujeción con la perforación de 4 mm (U8430245) (5)
(conexión de cortocircuito)

• Manteniendo el cortocircuito se reduce a un

mínimo el offset de la tensión de salida del
casquillo (10).

• Se realiza rápidamente el experimento

seleccionado, antes de que las cargas
vagabundeantes se aglomeren en la entrada de
medición.

• Antes del inicio de un nuevo experimento se vuelve

a hacer un cortocircuito en la entrada y si es
necesario se corrige el ajuste de offset.

3. Datos técnicos

Amplificación: 1,00

12

Resistencia de entrada: > 10

Ω

Resistencia de salida: < 1 kΩ
Corriente de entrada: < 10 pA
Capacidad de entrada: < 50 pF
Tensión de alimentación: 12 V CA / 50-69 Hz / 100 mA
Rigidez a sobretensión

para tensiones no peligrosas
al contacto directo: 1 kV (de fuentes de baja
resistividad)
10 kV (de fuentes de alta
resistividad)
Puntos contacto: Casquillos de seguridad

de 4-mm

Medición de cargas en la electrostática

Aparatos requeridos:
1 Electrómetro U8531408
1 Multímetro analógico AM50 U17450
1 Copa de Faraday U8496460
1 Condensador 10 nF, 160 V U8403501
2 Barras de fricción U11053
1 Cable de exp, 75 cm U13800
1 Barra sujeción c. perf 4 mm U8430245
1 Trapo para frotar las barras

• Montaje experimental según Fig. 1.

• La copa de Faraday y el condensador de 10 nF se

insertan en los casquillos previstos para ellos.

• Se conecta el multímetro en el casquillo OUT (10) y

en el correspondiente casquillo de masa (9).

• En el multímetro se selecciona el alcance de medida

de 10 D CC.

• Se inserta el cable de experimentación en el

casquillo de conexión para la barra de sujeción (5) y
en la perforación de 4 mm de la barra.

4. Manejo

5. Experimento ejemplar

2

•

Se sujeta en una mano la barra de sujeción con ella
se descarga la copa de Faraday, sin soltar la barra.

• Con la otra mano se sumerge el cuerpo de prueba

(p. ej. la varilla frotada) en el espacio interno y libre
de campo de la copa de Faraday para „traspasar“ la
carga al lado interno de la copa.

• La carga entregada se calcula siguiendo las

siguientes relaciones y ecuaciones.

Entre la carga Q y la tensión U de un condensador de
capacidad C se tiene la siguiente relación:

UCQ ⋅=

Como U

= UIN, la tensión de salida del electrómetro es

OUT

una medida para carga Q:

CUQ

⋅=

OUT

• Con la capacidad conocida C = 10 nF del

condensador U8403501 se puede ahora calcular la
carga.

Fig. 1 Montaje experimental para la medición de la carga en la electrostática

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Instruções de operação

09/08 Hh

®

FÍSICA

Eletrômetro U8531408

1 Lugar de encaixe para elementos SED
2 Tomada de entrada para o copo Faraday
3 Tomada de entrada IN para elementos SED
4 Tomada de massa (ponto de fornecimento) para a

entrada

5 Tomada de conexão para o bastão de suporte com

furação de 4-mm.

6 Tomada côncavo da fonte de alimentação 12 V AC
7 Indicador de serviço
8 Regulador de compensação do eletrômetro
9 Tomada de massa (ponto de fornecimento) para a

saída
10 Tomada de saída OUT
11 Fonte de alimentação

1

1. Indicações de segurança

Eletrômetro com uma entrada de tensão de extrema

• Conectar o plugue da fonte de alimentação 12 V AC

alta ohmagem, com risco de sobretensão:

• Não exceder o valor máximo da tensão de entrada

• Conectar um medidor de tensão apropriado com

de ± 8 V!

Uma tensão maior só é permitida, quando existir a
certeza, que no contato das partes condutoras de
tensão, se reduza imediatamente para o valor indicado
acima ou para um valor mais baixo. Isto é garantido

• Selecionar a escala de medição 10 V DC e ponto

pelas fontes de tensão mencionadas no texto.

• Não conectar nenhuma tensão estranha à tomada

• Curto-circuitar o tomada de entrada IN (3) com o

de saída (10)!

• Somente armar as ligações de divisores de tensão

para medição de tensões acima de 10 V com

• Descarregar (curto-circuitar) o copo de Faraday

condensadores SED, cuja estabilidade de tensão seja
suficiente para a tensão em questão!

• No caso de curto-circuito subsistente, minimizar a

2. Descrição

Transformador de impedância com uma extremamente

• Executar a experiência selecionada rapidamente,

alta resistência de entrada para medição de cargas
mínimas e correntes mínimas.

Apropriado para a medição quase-estática de tensões

• Antes do começo de uma nova experiência curto-

até ± 8 V, para a medição de alta ohmagem de tensões
acima de ± 8 V com divisor de tensões ôhmico para a
medição quase-estática de tensões acima de ± 8 V com
divisor de tensões capacitivo para a medição de
correntes muito pequenas com resistência de desvio de
alta ohmagem e para a medição de cargas.

3. Dados técnicos

Amplificação: 1,00

12

Resistência de entrada: > 10

Ω

Resistência de saída: < 1 kΩ
Corrente de entrada: < 10 pA
Capacidade de entrada: < 50 pF
Tensão de alimentação: 12 V AC / 50-69 Hz / 100 mA
Estabilidade de sobretensão

para tensões não perigosas
ao contato 1 kV (de fontes de baixa
ohmagem)

Medição de cargas na eletrostática

Aparelhos necessários:
1 Eletrômetro U8531408
1 Multímetro analógico AM50 U17450
1 Copo de Faraday U8496460
1 Condensador 10 nF, 160 V U8403501
2 Bastões de fricção U11053
1 Cabo de Exp. 75 cm U13800
1 Vara de suporte com furação de 4-mm U8430245
1 Pano, para friccionar os bastões

• Montagem de experiência segundo Fig. 1.

• Plugar o copo de Faraday e o condensador 10 nF nas

10 kV (de fontes de alta
ohmagem)

• Conectar o multímetro na tomada de saída OUT (10)

Conexões: 4-mm tomadas de
segurança

• Selecionar no multímetro a posição de medição 10 V

• Plugar o cabo de experiência na tomada de conexão

• Sustentar o bastão de suporte numa mão e com isto

4. Operação

no eletrômetro e assim ligar o aparelho.

função de ponto nulo de escala ao meio, por
exemplo, o multímetro analógico AM50 (U17450),
multímetro ESCOLA2 (U8531170), Multímetro
ESCOLA10 (U8531160).

nulo ao meio.

plugue de ponte de 19-mm contra a tomada da
massa (4), ou

(U8496460) no tomada de entrada (2) com a vara de
suporte com furação 4-mm (U8430245) do tomada
de terra.

compensação da tensão de saída na tomada (10).

antes que se acumulem cargas vagantes sobre a
entrada de medição.

circuitar de novo a entrada e se for o caso corrigir a
afinação de compensação.

5. Exemplo de experiência

tomadas 4-mm para isso previstas.

e a tomada de massa correspondente (9).

DC.

para o bastão de suporte (5) e para dentro da
furação de 4-mm do bastão de suporte.

– sem solta-lo – descarregar o copo de Faraday.

2

•

Com a outra mão submergir o corpo de prova (por
exemplo, o bastão friccionado) para o recolhimento
da sua carga total no espaço interior livre de campo
do copo de Faraday e “despojar” a carga na lateral
interna do copo.

• Calcular a carga cedida segundo as relações e

equações a seguir:

• Entre a carga Q e a tensão U de um condensador

com a capacidade C existe a relação:

• Devido a U

UCQ ⋅=

= UIN a tensão de saída do eletrômetro

OUT

é uma medida para a carga Q:

• Com a conhecida capacidade C = 10 nF do

OUT

CUQ

⋅=

condensador U8403501 pode-se agora calcular a
carga.

Fig. 1 Montagem de experiência para a medição de cargas na eletrostática

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