การวัดไฟฟ้าแรงดันสูงกระแสตรงโดยโวลต์มิเตอร์แบบไฟฟ้าสถิต
( Electrostatic Voltmeter )
ใช้หลักการที่ว่าเมื่อป้อนแรงดัน V เข้าไประหว่างขั้วทั้งสองของแผ่นระนาบขนาน จะเกิดแรงไฟฟ้าสถิตขึ้น ซึ่งแปรผันตาม V2 เมื่อให้ขั้วไฟฟ้าข้างหนึ่งเคลื่อนที่โดยการหน่วงด้วยแรงแม่เหล็กหรือแรงสปริง ก็จะสามารถวัดค่าแรงดันออกมาเป็นรากที่สองของค่าเฉลี่ยกำลังสอง (rms) ได้โดยใช้ตัวชี้ (Indicator)ต่อกับสปริงดังรูป (A)
รูป(A)โวลต์มิเตอร์แบบไฟฟ้าสถิต
ตามรูป (A) ความจุไฟฟ้า C = εA/l พลังงานสะสมอยู่ในสนามไฟฟ้า W = 0.5CV 2 = εAV2/2l ถ้าให้แรงดันคงที่แล้วให้ระยะห่างระหว่างขั้วลดลง dl พลังงานจะเพิ่มขึ้นเท่ากับ dW = -F*dl ดั้งนั้น F = -dW/dl = εAV2/2l2
จะเห็นได้ว่า แรงทีเกิดขึ้นเป็นอัตราส่วนโดยตรงกับกำลังสองของแรงดันที่ป้อน ดั้งนั้น เมื่อแรงดั้งนั้นเมื่อแรงดันเปลี่ยนไป แรงที่เกิดขึ้นจะแปรตามค่าเฉลี่ยกำลังสองแรงดัน ถ้าเราจัดตัวชี้และสเกลให้มีความเหมาะสมก็จะสามารถอ่านค่าเป็นรากที่สองของค่าเฉลี่ยกำลังสองแรงดัน ( Vrms) ได้โวลต์มิเตอร์ไฟฟ้าสถิตนี้จะบรรจุอยู่ในกล่องคล้ายโวลต์มิเตอร์โดยทั่วไป โดยสามารถวัดแรงดันได้
ประมาณ 5 kV ในการอ่านค่าแรงดันต้องระวังไม่ให้สัมผัสถูกขั้วแรงสูง ในกรณีที่ใช้วัดแรงด้นที่สูงกว่า
นี้ ขั้วไฟฟ้าจะทำเป็นรูปทรงกลมขนาดใหญ่ โวลต์มิเตอร์ไฟฟ้าสถิตเป็นวิธีเดียวที่วัดแรงดันสูงได้โดย
ตรง การใช้งานง่าย และมีความละเอียดสูงพอควร ดั้งนั้นจึงนิยมใช้ในการวัดแรงดันสูงกระแสสลับและ
กระแสตรงที่มีขนาดต่ำกว่า 50 kV ลงไป
โวลต์มิเตอร์
ในกรณีการวัดแรงดันสูงกระแสตรงมีระรอกคลื่น ( Ripple ) ไม่มากเกินไปนัก เครื่องวัดชนิดนี้มีปัญหาในการวัดไฟฟ้ากระแสตรงน้อยที่สุด และใช้ได้ดีในกรณีที่มีศักย์ไฟฟ้ามีค่าต่ำกว่า 50 kV ถ้าสูงกว่านี้แล้วสามารถใช้ร่วมกับโวลต์เตจดิไวเดอร์เพื่อขยายขอบเขตที่จะวัดได้
ลักษณะสมบัติของโวลต์มิเตอร์แบบอิเลคโตรสแตติกส์
ย่านวัดแรงดัน : ขึ้นอยู่กับระยะช่องห่างระหว่างแผ่นระนาบในทางปฏิบัติโวลต์มิเตอร์แบบอิเลคโตรสแต ติกส์นี้มีใช้วัดแรงดันถึง 500 kV-AC 600 kV-DC
ชนิดแรงดันที่วัด : วัดได้ทั้ง AC และ DC
ความถูกต้องเที่ยงตรง : 0.5 .... 1.0 %
ย่านความถี่ของแรงดันที่วัด : 0-MHz
พลังงานที่ใช้มีค่าน้อยมาก ทั้งนี้เพราะมีค่าอิมพีแดนซ์ขาเข้าสูงมาก
( R1 > 1013 Ohm คะแปซิแตนซ์ 5 ถึง 50 pF )จึงทำให้กระแสจากแหล่งที่วัดแรงดันน้อยมาก
