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ELECTRÓMETRO



El electrómetro es un instrumento de medición que se utiliza para determinar la
carga eléctrica de un cuerpo. El primer electrómetro se inventó en 1909 por
Theodor Wulf, que medía la producción de iones en un espacio cerrado. No
obstante, su antecesor directo fue el electroscopio, inventado en el siglo XVIII
por el investigador inglés Abraham Benet.

La función del electroscopio viene siendo la misma que la del electrómetro.
Funcionaba con una varilla metálica que poseía en un extremo dos láminas
delgadas de aluminio y por encima de la varilla una esfera y al acercar dicha
esfera a un objeto cargado eléctricamente, las láminas de aluminio se repelen.


¿QUÉ ES EL ELECTRÓMETRO?



El electrómetro funciona por el principio de la fuerza electrostática, esta es
una de las cuatro fuerzas fundamentales que actúa atrayendo o repeliendo
(dependiendo sus signos), cuerpos con cargas eléctricas. Estas interacciones son
denominadas fenómenos magnéticos. Los primeros electrómetros ya prácticamente no
se usan pero describen bien su principio.

Los electrómetros son cajas que poseen un electrodo aislado que soporta una
lámina de oro; la cual se moverá sobre una escala graduada, al entrar en
contacto con un elemento cargado, indicando la carga del mismo. Si los
electroscopios eran más bien indicadores, los electrómetros son efectivamente
medidores de cargas eléctricas.

Los electrómetros modernos funcionan con circuitos integrados, que son pequeñas
estructuras semiconductoras y están construidos en totalidad en materiales
sólidos. Los electrómetros pueden medir corrientes ínfimas llegando al
femtoampere, base de unidad eléctrica. Hay electrómetros que para realizar las
mediciones emplean amplificadores operacionales.


¿PARA QUÉ SIRVE EL ELECTRÓMETRO?



El electrómetro es un instrumento que mide la carga eléctrica, corriente
eléctrica y diferencia potencial, pero ¿qué quiere decir esto? La carga
eléctrica es la propiedad de atracción y repulsión entre partículas por medio de
un campo electromagnético; la corriente eléctrica es el flujo de carga que
recorre un cuerpo y la diferencia potencial es el impulso que hace fluir a la
carga.

El electrómetro mide las cargas en los cuerpos inducidas indirectamente. Su
estructura está conformada por un vaso de faraday, para anular el efecto de los
campos externos sobre el campo electromagnético interior; un condensador para
almacenar la energía y un amplificador de tensión, todas partes interconectadas
para medir las cargas eléctricas.

Hay varios instrumentos que miden corriente, como los multimetros; la diferencia
fundamental del electrómetro es que mide tensiones extremadamente bajas. La
unidad de la carga eléctrica es el Coulomb y la de la corriente el ampere, al
medir el electrómetro en femtoamperes, está midiendo miles de electrones por
segundo que fluyen en la muestra.




USOS DEL ELECTRÓMETRO

El electrómetro es un instrumento altamente especializado. Suele usarse en los
campos de espectroscopia, que estudia la relación entre la radiación
electromagnética y la materia; la aceleración de partículas, la tecnología de
alto vacío, que requiere gas con una presión inferior a la atmosférica y en
investigación atmosférica, por mencionar las que más lo utilizan.

Para darte un ejemplo del uso del electrómetro, si haces uso de un capacitor o
condensador eléctrico, que sirve para el almacenamiento de cargas eléctricas,
este además de tener una corriente de carga tiene una corriente de fuga por las
imperfecciones del material aislante. Esta fuga es mínima pero necesaria de
determinar y para ello se emplea el electrómetro.

De hecho si se piensa en el primer electrómetro, Theodor Wulf lo ideó para medir
la producción de iones que, como átomos con cargas eléctricas derivadas de la
pérdida o adquisición de electrones, son medibles por el instrumento. Uno de sus
usos más comunes, inicialmente, era la de detección de radiación ionizante,
aunque actualmente para ello se emplea el dosímetro.


TIPOS DE ELECTRÓMETROS

Existen tres tipos de electrómetros distintos, dos de ellos inventados por Lord
Kelvin, matemático, físico e ingeniero del siglo XIX que tuvo prominentes
contribuciones a la ciencia, quien en 1857 publicó una descripción del
funcionamiento del electrómetro. El tercero es el electrómetro de filamento de
Hakel, para los que procedere a darte una breve descripción:


 * ELECTRÓMETRO ABSOLUTO DE LORD KELVIN

Este electrómetro da una medida absoluta, a través de la medición del peso de
atracción de dos platillos colocados horizontalmente de forma paralela, donde
uno es más pequeño que el otro y es recubierto por un anillo. Entre los
platillos se aplica un voltaje y este permitirá el desplazamiento de los
platillos, lo que dará paso a la medición del potencial.


 * ELECTROMETRO DE FILAMENTO DE HANKEL

Funciona con un filamento de platino que tiene un diámetro de 1 o 2 mm y actúa
desplazándose entre potenciales opuestos. La medición se realiza con un visor
micrométrico. Detecta diferencias de 1 a 100 voltios.


 * ELECTRÓMETRO DE CUADRANTES DE LORD KELVIN

Caja metálica con cuatro cuadrantes en la que está suspendida una aguja en forma
de ocho que puede estar conectada a los cuadrantes o a una fuente externa. La
carga a medir es colocada sobre el objeto de forma directa o inducida; al estar
dicho objeto cargado girará hacia un lado u otro indicando la medición.

Estos modelos son los electrómetros clásicos de los que se derivan los actuales,
que cabe destacar están conformados por condensadores, amplificadores y
circuitos; siendo instrumentos de medición eléctricos que poseen una gran
precisión y múltiples funcionalidades. No obstante, sus principios de
funcionamiento siguen derivando de los primeros modelos.




CARACTERÍSTICAS DE UN ELECTRÓMETRO

A pesar de las diferencias de diseños entre los tipos de electrómetros, todos
basan su medición en la desviación dada por una carga, y a través de ello medir
las diferencias potenciales. Las principales características del electrómetro
son los electrodos de medición y el indicador de desviación. Aunque los modernos
son más bien cajas completamente digitales.


IMPORTANCIA DEL ELECTRÓMETRO

Las corrientes menores a 20 mA no son medibles con instrumentos de medición de
corriente como el multímetro. Esta clase de mediciones sólo pueden realizarse
con el electrómetro que posee una resolución en fetomapere. Este tipo de
mediciones son necesarias en las áreas donde se trabaja con gases ionizados o
conducción eléctrica en elementos al vacío para poder llevar el control exacto
de las cargas y diferencias potenciales que se emplean.

El mundo de la física es sumamente extenso y emplea una interrelación entre
muchas áreas; para poder llevar el control de todos sus elementos a través del
tiempo se han empleado diversos instrumentos que se van perfeccionando con el
tiempo.

¿Te interesa conocer más sobre estos instrumentos? Entonces te invito a
suscribirte a mis listas de distribución, obtendrás la mejor información al
respecto.


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