Voltímetro electrostático

Muchas mediciones de voltaje no se pueden realizar con voltímetros de contacto convencionales , ya que requieren transferencia de carga al voltímetro, lo que provoca una sobrecarga y modificación del voltaje de la fuente. Por ejemplo, al medir la distribución de voltaje en una superficie dieléctrica , cualquier técnica de medición que requiera transferencia de carga, por pequeña que sea, modificará o destruirá los datos reales .

En la práctica, se coloca una sonda  de monitorización de carga electrostática cerca (de 1 mm a 5  mm) de la superficie a medir, y un circuito electrónico la aplica al mismo potencial que la muestra . Esto permite obtener una medición de alta precisión prácticamente insensible a las variaciones en la distancia entre la sonda y la superficie. Además, esta técnica evita la formación de arcos eléctricos entre la sonda y la superficie al medir altos voltajes.

Un voltímetro electrostático utiliza la fuerza de atracción entre dos superficies cargadas para generar una desviación en una aguja calibrada directamente en voltios . Dado que la fuerza de atracción es la misma independientemente de la polaridad de las superficies cargadas (siempre que la carga sea opuesta), el voltímetro electrostático puede medir voltajes de corriente continua de cualquier polaridad.

La construcción típica se muestra en el dibujo. El sector pivotante NN es atraído por el sector fijo QQ. El pequeño peso w contrarresta el movimiento del sector móvil e indica el voltaje mediante la aguja P. En los instrumentos más modernos, el peso se reemplaza por un resorte, lo que permite usar el medidor en posición horizontal y vertical; esta configuración se muestra en la fotografía. El sector fijo está aislado del resto del medidor. El sector móvil, con forma de mariposa, está hecho de una fina lámina de aluminio. Para minimizar las altas tensiones eléctricas, los sectores fijo y móvil están pulidos a la perfección, sin esquinas afiladas. Un voltímetro electrostático utiliza la fuerza de atracción entre dos superficies cargadas para generar una desviación en una aguja calibrada directamente en voltios.

Dado que la fuerza de atracción es la misma independientemente de la polaridad de las superficies cargadas (siempre que la carga sea opuesta), el voltímetro electrostático puede medir voltajes de CC de cualquier polaridad. El instrumento consumirá una corriente insignificante de una fuente de CC. También puede utilizarse con CA y consumirá una pequeña corriente debido a la capacitancia del sistema del rotor. Para reducir el par necesario y mejorar la sensibilidad y la velocidad de respuesta, un pequeño espejo acoplado al rotor puede sustituir la aguja por un haz de luz desviado por este sobre una escala. ^{[ 1 ]}