Мікрокулонометр – вимірювач електричних зарядів

Abstract

Найбільш складною проблемою в лабораторній практиці навчального процесу для демонстрації електростатики та електромагнетизму є вимірювання електричних зарядів, що знаходяться на поверхні тіл та в повітряному просторі навколишнього середовища. Фундаментальна властивість електричних зарядів визначається їх видами, які умовно названі позитивним та негативним й між собою притягуються або відштовхуються, мають електромагнітну взаємодію. Характеризуються елементарним зарядом – найменшим значенням електричного заряду незалежно від виду. Електричний заряд може приймати тільки дискретне значення, пропорційне найменшому заряду, яке може бути виражене тільки цілим числом незалежно від виду заряду. Залежно від поверхні, на якій знаходяться, можуть мати різну концентрацію, що може бути описана лінійною, поверхневою чи об’ємною густиною. Електричні заряди підлягають закону збереження зарядів – сума зарядів в ізольованій системі є постійною. Вимірювання електричних зарядів має складнощі: прилади – гальванометри та електроскопи, які застосовуються для цього, – вимагають певних умов, що не завжди є зручним для застосування, не забезпечують необхідну точність вимірювання. Запропоновано методи та пристрої з використанням схемотехніки мікрокулонометра для вимірювання електричних зарядів в електростатиці та електромагнетизмі, який побудовано на сучасній елементній базі із застосуванням операційних підсилювачів та мікроконтролерів.