This may sound surprising, but we encounter static electricity daily — when stroking our cat, brushing our hair, or putting on a sweater made of synthetic materials. We thus become static electricity generators. We are actually “enveloped” in static electricity every day, because we live in the strong electrostatic field of the Earth. This field is generated because the Earth is surrounded by the upper layer of the atmosphere, the ionosphere, which conducts electricity. Ionosphere was formed under the influence of the cosmic radiation, and has its own charge. While engaging in everyday activities such as warming up food, we generally do not think that we are essentially using static electricity when igniting the gas on the gas burner with automatic ignition or with an electrical lighter.

As children and sometimes into adulthood, we are afraid of thunder, even though thunder by itself is harmless and is merely the nature’s “sound effect” to lightning — a fascinating display caused by static electricity in the atmosphere. It is simply our instinct to fear thunder — this fear makes us aware of the dangers of the lightning. Lightning is not the only such phenomenon that generates both fear and fascination. In the past when sailboats were common, sailors were awe-struck by the of St. Elmo’s fire on the masts of their sailboats, caused by static electricity in the atmosphere. Electricity had its place in mythology as well — people associated lightning with ancient gods: Greek Zeus, Roman Jupiter, Scandinavian Thor, or Slavic Perun.

People have been fascinated with electricity for many centuries, and we often do not realize that the scientists, who studied static electricity and came to many useful conclusions about its properties, saved us from the horrors of fires and explosions. We have tamed static electricity by using lightning rods for our buildings and grounding devices to ensure safety of fuel trucks. Despite this, static electricity continues to disrupt our daily life by creating interference with radio signals. This is not surprising: at each instant in time there are up to 2000 thunderstorms that generate up to 50 lightnings per second.

People have been studying static electricity since ancient times. Even the word “electron” came to us from Ancient Greek, although it did not have the current meaning back then. Instead it meant amber — a material that electrifies really well when rubbed (ancient Greek ἤλεκτρον — amber). Unfortunately, the study of static electricity had victims: while conducting experiments Georg Wilhelm Richmann, a Russian scientist, was killed by lightning, the most deadly phenomenon caused by static electricity.

Generally speaking the mechanism by which the storm cloud gathers an electric charge is very similar to the process of electrification of a hair brush — charging in both cases happens due to friction. Ice particles in the cloud are formed from the water drops, as they are moved from the lower and warmer layers of the atmosphere up to the colder ones. These ice particles collide as they move. Bigger particles become negatively charged, while the smaller ones get a positive charge. The weight difference of the particles causes the movement of particles within the cloud, with the heavier ones gathering at the bottom and the lighter smaller ones — at the top of the cloud. This movement is called an updraft. Even though the cloud as a whole is neutrally charged, the bottom of it is charged negatively, and the top — positively.

Just as the electrified hair brush attracts a balloon because the electric charge is concentrated on the side of it that is closer to the brush, so does the storm cloud, creates a positive charge on the surface of the Earth. As the cloud develops into a storm cloud, the charge grows, and the field density increases. Once this density reaches a critical point for the given weather conditions, an electrostatic discharge, that is, lightning, occurs.

Humanity owes the invention of the lightning rod to Benjamin Franklin, a scientist who later became the president of the USA. Since his invention the number of fires, caused by the lightning striking buildings has been mostly eradicated. Franklin decided not to patent his invention, making it available for all people on the planet.

Sometimes lightnings can be useful. For example, historically iron and copper mining specialists that worked in the Ural mines in Russia determined the presence of these ores by the frequency of lightning strikes in a given area.

When talking about scientists that studied electrostatic phenomena, it is important to remember the British physicist Michael Faraday, the father of electrodynamics, as well as the Dutch scientist Pieter van Musschenbroek, the inventor of the prototype of a capacitor — the famous Leyden jar.

While watching car races such as the Deutsche Tourenwagen Masters (DTM), IndyCar, or Formula 1, we often do not realize that car mechanics choose whether or not to use rain tires based on the information collected by the local weather radars. This data is in turn based on the electrical characteristics of the clouds above the area.

Electrostatic electricity is both our friend and our foe. Electrical engineers have to work around it. Lightning can damage circuit boards located in the vicinity of the strike — usually it is their input stages that are damaged in this event. The engineers have to use grounding straps when fixing these circuit boards. When the grounding equipment does not operate as expected, it can cause serious accidents and even catastrophes with numerous casualties, from fires to explosions of entire factories.

Despite numerous problems that static electricity causes, it helps people with acute heart failure, which is caused by chaotic contractions of the heart muscle. The heart can be restored to normal functioning by subjecting it to a small electrostatic charge. This is done by a device called the defibrillator. It is important to note that this device does not restart the heart but stops the incorrect rhythm and is used along with other treatments. The scene depicting the “return to life” of a patient with acute heart failure by using a defibrillator is a classic for movies of a certain genre. The movies often make a mistake of showing the revival of a patient with no heartbeat (as seen by the straight line on the monitor) by using the defibrillator. This is incorrect — the defibrillator cannot “restart” a heart.

We should not forget about the necessity to connect all separate components of an airplane together by bonding strips to protect them from static electricity. To do so all of the metal parts in the airplane including the engine are connected to each other to make an electrically-integral structure. All trailing edges of wings, flaps, ailerons, elevator and the rudder of the airplane are outfitted with static dischargers to ensure that the static electricity, generated during the flight as a consequence of friction between the airplane and the air, is discharged into the air. This reduces the interference from static electricity with the work of the onboard electronic devices.

Electrostatic experiments are some of the most exciting in the section on electricity of the high school Physics courses: there are the hair standing straight up, the balloons that chase hair brushes, the mysterious glow of fluorescent lights not connected to the power source, and many more! This glow saves lives of electricians working with high voltage power lines and power distribution units.

The most important aspect of static electricity is its role in the life on Earth. Scientists came to believe that it is thanks to electrostatics that the life as we know it emerged. Early experiments in the mid-20th century showed that sending an electrical charge through a mix of gases similar to the mix present in the atmosphere of the Earth around the time when life emerged, generates an amino acid, which is one of the building blocks of life.

In order to tame static electricity it is important to know the difference of potentials or the electric voltage. Devices called voltmeters have been invented for this purpose. The notion of electric voltage was introduced by the 19th century Italian scientist Alessandro Volta, and the units that measure voltage were called “volts” after him. Before the invention of voltmeters, different devices called galvanometers were used to measure electrostatic voltage. They were invented by a fellow Italian scientist Luigi Galvani, but they were partly replaced by voltmeters because galvanometers’ measuring mechanism of an electrodynamic system distorted the measurements.

It is believed that the systematic study of electrostatics started in the 18th century with the work of the French scientist Charles-Augustin de Coulomb. In particular, he was the one who introduced the notion of electric charge and formulated the law that describes the interaction between electric charges. The unit that quantifies the amount of electricity, namely the electrical charge, is named coulomb (C) after him. To be fair we should mention that a British scientist Henry Cavendish also worked on similar problems before Coulomb, but he did not publish this work during his lifetime — it was published by his heirs about 100 years later.

Earlier work on electricity allowed physicists George Green, Carl Friedrich Gauss, and Siméon Denis Poisson to create an elegant mathematical model for electricity. We use it till this day. This model is based on the concept of an electron, which is a subatomic particle. Every atom contains electrons and they can be easily separated from the atomic structure when external forces are applied. The principle of repulsion of similarly charged particles and attraction of particles with opposite charges is also fundamental in our understanding of electricity.

The first device used to quantify electricity was developed by Coulomb. It consisted of two pieces of aluminum foil inside a glass container. Since then, measuring devices have greatly improved, and now they can measure in units as small as nanocoulombs (nC). Using very precise measuring devices, Russian physicist Abram Ioffe and American physicist Robert Andrews Millikan were able to measure the electric charge of an electron.

With the development of digital technologies, highly sensitive measuring devices were built. They have unique characteristics, which allow them to work with minimal and almost undetectable distortions. This is due to their high input resistance. Besides measuring voltage, these devices can measure other important characteristics at a wide measurement range, such as ohmic resistance and the flow of electric current. The most advanced devices are called multimeters or multitesters for their range of functionality. They also measure the frequency of alternating current and capacity of capacitors. In addition they allow the user to test transistors and even to measure temperature.

Generally modern devices have safety features that prevent the device from breaking if it is used incorrectly. They are small and easy to use. They are also safe — the safety is checked under strenuous work conditions using a battery of tests. They are also tested for accuracy. At the end of the tests the device receives a certificate indicating its safety and accuracy.

Mungkin ini terdengar mengejutkan, namun kita menjumpai listik statik setiap hari — ketika membelai kucing kita, menyisir rambut kita, atau mengenakan sweter yang terbuat dari bahan sintetis. Dengan demikian, kita menjadi pembangkit listrik statik. Kita sebenarnya “diselimuti” oleh listrik statik setiap hari, karena kita hidup dalam medan elektrostatik bumi yang kuat. Medan ini dihasilkan karena bumi dikelilingi oleh lapisan atas atmosfer, yaitu ionosfer, yang menghantarkan listrik. Ionosfer terbentuk di bawah pengaruh radiasi kosmik, dan memiliki muatan sendiri. Walaupun terlibat dalam kegiatan sehari-hari seperti memanaskan makanan, kita biasanya tidak berpikir bahwa pada dasarnya, kita menggunakan listrik statik ketika menyalakan gas pada kompor gas dengan pengapian otomatis atau dengan pemantik elektris.

Ketika masih kecil dan terkadang memasuki masa dewasa, kita takut pada guntur, walaupun guntur itu sendiri tidak berbahaya dan hanyalah “efek suara” alam terhadap petir — pertunjukkan menakjubkan yang diakibatkan oleh listrik statik di atmosfer. Rasa takut pada guntur adalah naluri kita — rasa takut ini membuat kita sadar akan bahaya petir. Petir bukanlah satu-satunya fenomena yang membangkitkan rasa takut sekaligus kekaguman. Di masa lalu, ketika perahu layar umum digunakan, para pelaut terpesona oleh Api Santo Elmo pada tiang-tiang perahu layar mereka, yang disebabkan oleh listrik statik di atmosfer. Listrik juga memiliki tempat dalam mitologi — petir dikaitkan dengan dewa-dewa kuno: Zeus dari Yunani, Jupiter dari Romawi, Thor dari Skandinavia, atau Perun dari Slavia.

Manusia telah terpesona pada listrik selama berabad-abad, dan kita sering tidak menyadari bahwa para ilmuwan, yang meneliti listrik statik dan membuat banyak kesimpulan yang berguna tentang sifat-sifatnya, menyelamatkan kita dari ngerinya kebakaran dan ledakan. Kita telah menjinakkan listrik statik dengan menggunakan penangkal petir untuk bangunan dan perangkat pentanahan untuk menjamin keselamatan truk bahan bakar. Walaupun demikian, listrik statik terus mengganggu kehidupan kita sehari-hari dengan menciptakan interferens dengan sinyal radio. Hal ini tidak mengherankan: setiap waktu, ada hingga 2.000 badai petir yang menghasilkan hingga 50 petir per detik.

Penelitian tentang listrik statik telah ada sejak zaman dahulu. Bahkan kata “elektron” berasal dari Yunani Kuno, walaupun pada zaman dahulu, maknanya tidak sama dengan maknanya saat ini. Pada zaman dahulu, maknanya adalah batu ambar —bahan yang memberi muatan listrik dengan sangat baik ketika digosok (Yunani kuno ἤλεκτρον — batu ambar). Sayangnya, penelitian listrik statik memakan korban: ketika melakukan eksperimen, Georg Wilhelm Richmann, seorang ilmuwan Rusia, tewas karena petir, fenomena paling mematikan yang disebabkan oleh listrik statik.

Secara umum, mekanisme awan badai mengumpulkan muatan listrik sangat mirip dengan proses elektrifikasi sikat rambut — pemuatan dalam kedua kasus tersebut terjadi akibat gesekan. Partikel es di awan terbentuk dari tetesan air, ketika mereka berpindah dari lapisan atmosfer yang lebih bawah dan lebih hangat ke lapisan yang lebih dingin. Partikel-partikel es ini bertabrakan ketika mereka bergerak. Partikel-partikel yang lebih besar menjadi bermuatan negatif, sedangkan yang lebih kecil mendapatkan muatan positif. Perbedaan berat partikel-partikel itu mengakibatkan gerakan partikel dalam awan, dengan partikel yang lebih berat berkumpul di bagian bawah serta yang lebih ringan dan lebih kecil — di bagian atas awan. Gerakan ini disebut aliran naik. Walaupun awan secara keseluruhan bermuatan netral, bagian bawahnya bermuatan negatif, dan bagian atasnya — bermuatan positif.

Sama seperti sikat rambut bermuatan listrik menarik balon karena muatan listriknya terkonsentrasi pada sisi yang lebih dekat dengan sikat, begitu pula awan badai, menciptakan muatan positif pada permukaan bumi. Ketika awan tersebut berkembang menjadi awan badai, muatannya bertambah, dan kerapatan medannya meningkat. Setelah kerapatan ini mencapai titik kritis untuk kondisi cuaca tertentu, lucutan elektrostatik, yaitu petir, terjadi.

Penangkal petir ditemukan oleh Benjamin Franklin, seorang ilmuwan yang kemudian menjadi presiden Amerika Serikat. Sejak ada penemuannya, jumlah kebakaran yang disebabkan oleh petir yang menyambar bangunan telah berkurang sebagian besarnya. Franklin memutuskan untuk tidak mematenkan penemuannya, membuatnya tersedia untuk semua orang di dunia.

Terkadang, petir dapat berguna. Misalnya, menurut sejarah, para ahli besi dan tembaga yang bekerja di tambang Ural di Rusia menentukan ada atau tidaknya bijih dengan frekuensi sambaran petir di daerah tertentu.

Ketika berbicara tentang ilmuwan yang meneliti fenomena elektrostatik, penting untuk mengingat fisikawan Inggris, Michael Faraday, bapak elektrodinamika, serta ilmuwan Belanda, Pieter van Musschenbroek, penemu purwarupa kapasitor — Tabung Leyden yang terkenal itu.

Ketika menonton balapan mobil, seperti Deutsche Tourenwagen Masters (DTM), IndyCar atau Formula Satu, kita sering tidak menyadari bahwa montir mobil memilih apakah menggunakan ban hujan atau tidak berdasarkan informasi yang dikumpulkan oleh radar cuaca lokal. Pada gilirannya, data ini berdasarkan pada karakteristik elektris dari awan di atas daerah tersebut.

Listrik elektrostatik adalah teman sekaligus musuh kita. Teknisi listrik harus mencari cara untuk menanganinya. Petir dapat merusak panel sirkuit yang berada di sekitar sambaran petir — biasanya, tahap input mereka yang rusak dalam kejadian ini. Para teknisi harus menggunakan tali pentanahan ketika memperbaiki papan sirkuit ini. Ketika tidak beroperasi seperti yang diharapkan, perangkat pentanahan dapat menyebabkan kecelakaan serius dan bahkan bencana dengan banyak korban, dari kebakaran hingga ledakan seluruh pabrik.

Walaupun banyak masalah yang diakibatkan oleh listrik statik, listrik statik membantu pengidap penyakit gagal jantung akut, yang disebabkan oleh kontraksi otot jantung yang kacau. Jantung dapat dikembalikan ke fungsi normal dengan memberinya sedikit muatan elektrostatik. Hal ini dilakukan dengan perangkat yang disebut defibrilator. Penting untuk dicatat bahwa perangkat ini tidak menghidupkan jantung kembali, melainkan menghentikan ritme jantung yang tidak normal tersebut dan digunakan bersama dengan pengobatan lain. Adegan yang menggambarkan “kembali hidupnya” seorang pasien yang mengidap penyakit gagal jantung akut dengan menggunakan defibrilator adalah adegan klasik untuk film-film dari genre tertentu. Film-film tersebut sering membuat kesalahan yang menunjukkan kembali hidupnya seorang pasien yang tidak memiliki detak jantung (seperti yang terlihat dari garis lurus pada monitor) dengan menggunakan defibrilator. Ini tidak benar — defibrilator tidak dapat “menghidupkan jantung kembali”.

Kita tidak boleh melupakan tentang perlunya menghubungkan semua komponen yang terpisah dari pesawat menjadi satu dengan lajur pengikat untuk melindungi mereka dari listrik statik. Untuk melakukannya, semua bagian logam dalam pesawat, termasuk mesin, dihubungkan satu sama lain untuk membuat struktur yang utuh secara elektris. Semua tepi belakang sayap, sirip sayap, kemudi guling, kemudi angkat, dan kemudi belok dari pesawat dilengkapi dengan pelucut statik untuk memastikan bahwa listrik statik, yang dihasilkan selama penerbangan sebagai akibat dari gesekan antara pesawat dan udara, dibuang ke udara. Ini mengurangi interferens dari listrik statik dengan kerja perangkat elektronik di pesawat.

Eksperimen elektrostatik adalah eksperimen yang paling menarik dalam bagian kelistrikan dari mata pelajaran Fisika SMA: ada rambut yang berdiri tegak, balon yang mengejar sikat rambut, cahaya misterius dari lampu neon yang tidak tersambung ke catu daya, dan lebih banyak lagi! Cahaya ini menyelamatkan nyawa teknisi listrik yang bekerja dengan kabel listrik bertegangan tinggi dan unit distribusi daya.

Aspek terpenting dari listrik statik adalah perannya dalam kehidupan di bumi. Para ilmuwan yakin bahwa berkat elektrostatik, kehidupan seperti yang kita kenal ini muncul. Eksperimen pada pertengahan abad ke-20 menunjukkan bahwa mengirim muatan listrik melalui campuran gas yang mirip dengan campuran yang ada dalam atmosfer bumi pada sekitar waktu ketika kehidupan muncul, menghasilkan asam amino, yang merupakan salah satu unsur pokok kehidupan.

Untuk menjinakkan listrik statik, penting untuk mengetahui beda potensial atau tegangan listrik. Perangkat yang disebut voltmeter telah diciptakan untuk tujuan ini. Gagasan tegangan listrik diperkenalkan oleh ilmuwan Italia abad ke-19, Alessandro Volta, dan satuan yang mengukur tegangan disebut “volt” seperti namanya. Sebelum terciptanya voltmeter, perangkat lain yang disebut galvanometer digunakan untuk mengukur tegangan elektrostatik. Mereka diciptakan oleh sesama ilmuwan Italia, Luigi Galvani, namun sebagian digantikan oleh voltmeter karena mekanisme pengukuran sistem elektrodinamika galvanometer mengubah pengukurannya.

Diyakini bahwa penelitian sistematis elektrostatik berawal pada abad ke-18 dengan karya ilmuwan Prancis, Charles-Augustin de Coulomb. Terutama, ia adalah orang yang memperkenalkan gagasan muatan listrik dan merumuskan hukum yang menggambarkan interaksi antara muatan listrik. Satuan yang mengukur jumlah listrik, yaitu muatan listrik, disebut coulomb (C) seperti namanya. Agar adil, kita harus menyebutkan bahwa seorang ilmuwan Inggris, Henry Cavendish, juga meneliti masalah yang serupa sebelum Coulomb, namun ia tidak memublikasikan karya ini selama hidupnya — karya ini dipublikasikan oleh ahli warisnya sekitar 100 tahun kemudian.

Karya sebelumnya tentang listrik memungkinkan fisikawan George Green, Carl Friedrich Gauss, dan Siméon Denis Poisson untuk membuat model matematika yang elegan untuk listrik. Kita menggunakannya hingga kini. Model ini berdasarkan pada konsep elektron, yang merupakan partikel sub-atom. Setiap atom berisi elektron dan mereka dapat dengan mudah terpisah dari struktur atomnya ketika gaya eksternal diterapkan. Prinsip gaya tolak-menolak dari partikel yang bermuatan sama dan gaya tarik-menarik dari partikel dengan muatan yang berlawanan juga sangat penting dalam pemahaman kita tentang listrik.

Perangkat pertama yang digunakan untuk mengukur listrik dikembangkan oleh Coulomb. Perangkat tersebut terdiri dari dua lembar aluminium foil di dalam sebuah wadah kaca. Sejak itu, alat pengukur telah mengalami banyak peningkatan, dan kini, mereka dapat mengukur dalam satuan kecil hingga nanocoulomb (nC). Dengan menggunakan alat pengukur yang sangat akurat, fisikawan Rusia, Abram Ioffe, dan fisikawan Amerika, Robert Andrews Millikan, dapat mengukur muatan listrik dari sebuah elektron.

Dengan perkembangan teknologi digital, alat pengukur yang sangat sensitif dibuat. Mereka memiliki karakteristik unik, yang memungkinkan mereka untuk bekerja dengan distorsi minimal dan hampir tidak terdeteksi. Hal ini disebabkan oleh resistans masukan mereka yang tinggi. Selain mengukur tegangan, perangkat ini dapat mengukur karakteristik penting lainnya pada rentang pengukuran yang luas, seperti hambatan ohmik dan aliran arus listrik. Perangkat yang paling canggih disebut multimeter atau multitester karena jangkauan fungsi mereka. Mereka juga mengukur frekuensi arus bolak-balik dan kapasitas kapasitor. Selain itu, mereka memungkinkan pengguna untuk menguji transistor dan bahkan mengukur suhu.

Umumnya, perangkat modern memiliki fitur keamanan yang mencegah perangkat rusak jika digunakan dengan tidak tepat. Mereka kecil dan mudah digunakan. Mereka juga aman — keamanan diperiksa dalam kondisi kerja berat dengan menggunakan serangkaian tes. Mereka juga diuji keakuratannya. Pada akhir pengujian, perangkat tersebut menerima sertifikat yang menunjukkan keamanan dan keakuratannya.

It is often necessary to determine the amount of fluid that flows through a given area, for example when evaluating the flow of oxygen through an oxygen mask, or to when calculating the amount of liquid that passes through a sewage system. We can measure the rate of the fluid flow using various values such as mass, velocity, or volume. This article considers ways to measure the volumetric flow of fluids.

The most common way to measure the volumetric flow rate is to use volumetric flow meters. Below we discuss some of the differences between these meters, and factors to consider when choosing one.

Flow meters have different features, depending on their purpose. The environment, which the meters are intended for, is one of these considerations. Heavy duty flow meters are meant to work with corrosive fluids and to withstand harsh environments, such as extreme temperatures and pressure. Their components that are in direct contact with the fluid are made from materials that can withstand these environments, and are shaped to minimize wear-out. Ensuring that the sensor does not come in contact with the fluid is one of the ways to prolong the longevity of such flow meters. Viscosity of the fluids is also important — some meters work well only within a certain viscosity range. Other meters do not work well when the flow of fluid is intermittent.

Another feature to consider is the accuracy of the flow meters. For example, some jobs call for high precision and low error rate, such as 1% or less. For example, aerospace engineering is one field that values accuracy. On the other hand, other industries are less demanding and can afford to choose other features over accuracy, such as low cost.

In addition, meters may have a limit on the minimum or the maximum flow rate, as well as a set range between the minimum and the maximum limit that they can work with. If this is the kind of meter you have, it is important to estimate these two values for the system that will employ the meter. It is also good to keep in mind that some flow meters, when in use, may cause a noticeable drop in pressure. If we use such meters we need to know how much drop in pressure our system can tolerate.

Two of the most common volumetric flow rate meters are laminar and positive displacement flow meters. Below we will discuss how they work.

When a liquid flows through a restricted environment, for example though a channel or a pipe, there are two possible ways it can flow. One is turbulent flow, where the particles in the liquid move chaotically, and the other is laminar flow, where particles move in parallel to each other. Actually, laminar flow does not mean that every single particle moves in parallel to all the other particles. It means that layers within the liquid move in parallel to other layers. In the illustration the flow in sections 1 and 3 of the pipe is turbulent, while the flow in the middle section 2 is laminar.

A laminar flow meter has a filter inside, known as the flow channel, which resembles a grill. It is marked with number 2 on the illustration. When the fluid enters the flow channel, its turbulent motion becomes laminar inside this channel. Once the fluid exits it, the flow becomes turbulent again. The pressure inside the flow channel drops compared to the pressure outside of it, and the degree to which the pressure changes depends on the mass flow rate of the fluid. Thus, we can determine the volumetric flow rate by measuring the differences in pressure of the fluid outside and inside the flow channel, as we can see on the illustration, where we measure pressure at the entrance and at the exit of the flow channel.

Positive displacement flow meters have a collector chamber, through which the fluid passes. When this chamber is filled to capacity, the fluid is briefly trapped and then released to flow freely. To determine the flow rate we measure either the time that it takes to fill the collector chamber or the number of times that the chamber is filled to capacity in a specified amount of time. We are able to calculate the flow rate from this data because the volume of the chamber is fixed and known. The faster the chamber is filled or the greater the number of times it is filled during a fixed time period — the higher the volumetric flow.

Drawing the fluid into the chamber and trapping it there could be done using rotating mechanisms based on rotors, gears, pistons, and oscillating or nutating disks, among other designs. Nutation is a special type of rotation that combines oscillation and rotation about an axis. To picture a nutating disk you can imagine two types of motion in pictures 1 and 2 of the illustration, combined. Picture 3 represents this combined motion.

Positive displacement flow meters are more commonly used with liquids, although in some cases they can be employed to measure the flow rate of gases. They do not work as well if the liquid has gas bubbles in it because the measurements would include the volume of the bubbles in the total volume, even though bubbles are not part of the fluid. Removing the bubbles is one solution to this problem.

Positive displacement flow meters can clog easily, therefore it is better to avoid using them with fluids that have particles suspended in them. The structure of the positive displacement flow meters is such that it allows the meter to react instantly to flow of a fluid. Thus, positive displacement meters can be used in intermittent flow environments. One of the common uses for positive displacement flow meters is to track water usage. They are commonly installed in private homes to ensure that water companies that provide water to the residents of their municipality can track usage.

Menentukan jumlah fluida yang mengalir melalui area tertentu sering diperlukan, misalnya ketika mengevaluasi aliran oksigen melalui masker oksigen, atau ketika menghitung jumlah fluida yang mengalir melalui sistem pembuangan limbah. Kita dapat mengukur laju aliran fluida dengan menggunakan berbagai nilai, seperti massa, kecepatan atau volume. Artikel ini membicarakan tentang cara-cara untuk mengukur aliran volumetrik fluida.

Cara paling umum untuk mengukur laju alir volumetrik adalah dengan menggunakan pengukur aliran volumetrik. Di bawah ini, kami membicarakan tentang beberapa perbedaan antara pengukur-pengukur ini, dan factor-faktor yang harus dipertimbangkan ketika memilihnya.

Pengukur aliran memiliki fitur berbeda, tergantung pada kegunaan mereka. Lingkungan, yang merupakan peruntukan pengukur ini, adalah salah satu pertimbangannya. Pengukur aliran untuk tugas berat ditujukan untuk bekerja dengan fluida korosif dan tahan menghadapi lingkungan yang berat, seperti tekanan dan suhu ekstrem. Komponen-komponen mereka yang bersentuhan langsung dengan fluida terbuat dari bahan yang dapat bertahan dalam lingkungan-lingkungan ini, dan dibentuk untuk meminimalkan aus. Memastikan sensor tidak bersentuhan dengan fluida adalah salah satu cara untuk memperpanjang masa pakai pengukur aliran seperti itu. Viskositas fluida juga penting — beberapa pengukur bekerja dengan baik hanya dalam rentang viskositas tertentu. Pengukur lain tidak bekerja dengan baik ketika aliran fluidanya terputus-putus.

Fitur lain yang harus dipertimbangkan adalah akurasi pengukur aliran. Misalnya, beberapa pekerjaan membutuhkan ketelitian tinggi dan tingkat kesalahan rendah, seperti 1% atau kurang. Misalnya, teknik kedirgantaraan adalah satu bidang yang menjunjung tinggi akurasi. Sebaliknya, industri lain tidak terlalu menuntut itu dan dapat memilih fitur selain akurasi, seperti biaya yang rendah.

Selain itu, pengukur memiliki batas laju alir minimum dan maksimum, serta kisaran tetap antara batas minimum dan maksimum yang memungkinkan mereka bekerja. Jika pengukur seperti ini yang Anda miliki, penting untuk memperkirakan kedua nilai ini untuk sistem yang akan menggunakan pengukur tersebut. Sebaiknya juga mengingat bahwa beberapa pengukur aliran, ketidak digunakan, mungkin menyebabkan penurunan tekanan yang terlihat jelas. Jika menggunakan pengukur seperti itu, kita harus mengetahui besar penurunan tekanan yang dapat diterima sistem kita.

Dua pengukur laju alir volumetrik yang paling umum adalah pengukur aliran laminar dan perpindahan positif. Di bawah ini, kita akan membicarakan cara kerja mereka.

Ketika cairan mengalir melalui lingkungan yang terbatas, misalnya melalui sebuah saluran atau sebuah pipa, ada dua kemungkinan cairan itu dapat mengalir. Yang pertama adalah aliran turbulen, yaitu partikel dalam cairan bergerak dengan kacau, dan yang lainnya adalah aliran laminar, yaitu partikel bergerak sejajar satu sama lain. Sebenarnya, aliran laminar tidak berarti bahwa setiap partikel bergerak sejajar dengan semua partikel lainnya, melainkan bahwa lapisan-lapisan dalam cairan tersebut bergerak sejajar dengan lapisan-lapisan lainnya. Dalam ilustrasi ini, aliran dalam bagian 1 dan 3 dari pipa itu merupakan aliran turbulen, sementara aliran dalam bagian 2 yang di tengah adalah aliran laminar.

Pengukur aliran laminar memiliki filter di dalam, yang disebut saluran aliran, yang mirip dengan alat pemanggang. Itu ditandai dengan nomor 2 dalam ilustrasi ini. Ketika cairan memasuki saluran aliran, gerakan turbulennya menjadi laminar di dalam saluran ini. Setelah cairan itu keluar dari saluran, alirannya kembali menjadi turbulen. Tekanan di dalam saluran aliran menurun dibandingkan dengan saluran di luarnya, dan tingkat perubahan tekanan tersebut bergantung pada laju alir massa fluida itu. Jadi, kita dapat menentukan laju alir volumetrik dengan mengukur perbedaan tekanan fluida di luar dan di dalam saluran aliran, seperti yang dapat kita lihat pada ilustrasi ini, yaitu kita mengukur tekanan di titik masuk dan titik keluar saluran aliran itu.

Pengukur aliran perpindahan positif memiliki sebuah ruang pengumpul, tempat fluida mengalir. Ketika ruang ini penuh, fluida terjebak sesaat dan kemudian dilepaskan untuk mengalir dengan bebas. Untuk menentukan laju alir, kita mengukur waktu yang dibutuhkan fluida untuk mengisi ruang pengumpul atau frekuensi penuhnya ruang itu dalam waktu tertentu. Kita dapat menghitung laju alir dari data ini karena volume ruang itu tetap dan diketahui. Kian cepat ruang itu penuh atau kian besar frekuensi penuhnya ruang itu dalam periode tertentu — kian besar alir volumetriknya.

Memasukkan fluida ke dalam ruang tersebut dan menjebaknya di sana dapat dilakukan dengan menggunakan mekanisme berputar yang berdasarkan rotor, roda gigi, piston, dan cakram dengan gerakan nutasi atau osilasi, serta desain-desain lainnya. Nutasi adalah jenis perputaran khusus yang menggabungkan osilasi dan perputaran di sekitar sumbu. Untuk menggambarkan cakram dengan gerakan nutasi, Anda dapat membayangkan dua jenis gerakan dalam gambar 1 dan 2 dari ilustrasi ini, digabungkan. Gambar 3 merupakan gerakan gabungan ini.

Pengukur aliran perpindahan positif lebih lazim digunakan dengan cairan, kendati dalam beberapa kasus, mereka dapat digunakan untuk mengukur laju alir gas. Mereka tidak dapat bekerja sebaik yang seharusnya jika cairan tersebut berisi gelembung gas karena pengukurannya akan memasukkan volume gelembung tersebut ke dalam volume totalnya, walaupun gelembung bukan bagian dari fluida itu. Menghilangkan gelembung itu adalah salah satu solusi masalah ini.

Pengukur aliran perpindahan positif dapat tersumbat dengan mudah, oleh karena itu, lebih baik menghindari menggunakannya dengan fluida yang mengandung partikel yang tersebar di dalamnya. Struktur pengukur aliran perpindahan positif adalah struktur yang memungkinkan pengukur untuk langsung bereaksi terhadap aliran fluida. Jadi, pengukur perpindahan positif dapat digunakan dalam lingkungan yang alirannya terputus-putus. Salah satu penggunaan lazim dari pengukur aliran perpindahan positif adalah untuk melacak penggunaan air. Mereka lazim dipasang di rumah-rumah pribadi untuk memastikan perusahaan air yang menyediakan air untuk penduduk kota mereka dapat melacak penggunaannya.

A Russian court has ruled to block part of the website of RosKomSvoboda, a Russian Internet freedom and human rights organization, on the grounds that the page in question is an anonymizer—a tool that allows users to access content and websites that might be banned in Russia. The ruling is alarming because anonymizers and similar tools are not currently prohibited in Russia.

The court decision was made on April 13, when Anapa city court (Krasnodar region, Russia) ruled to block http://rublacklist.net/bypass – a section of the website owned by RosKomSvoboda that provides instructions on how to bypass geoblocking and access websites blacklisted in Russia. The court ruling claims that the webpage "is an anonymizer" and that "by using this website citizens can get unlimited access to the prohibited content, including extremist content, through anonymous access and substituted user IPs."

Although the court ruling came in April after the local prosecutor's appeal, RosKomSvoboda only learned about it on May 27 and did not receive any warnings, Sarkis Darbinyan, the organization's lawyer, said. Darbinyan also said they were surprised at the page being labeled an anonymizer, since it contains no such tools, only instructions for Internet users. The organization's legal team plans to appeal the ruling.

The workers of the law enforcement demonstrated their complete incompetence in the basic knowledge of all the common technical aspects of the network, though even youngsters can understand it. The anonymizers, proxies and browsers are multitask instruments, helping to search the info on the Internet.

Although the court ruling mentions anonymizers, it ostensibly uses roundabout reasoning to blacklist the RosKomSvoboda webpage. Because the information on the page "facilitates users' access to websites with content from the Federal extremist materials list," the page itself must be "banned on the territory of Russian Federation," according to the text of the ruling published online. The court also lists some of the extremist materials that could be accessed using the bypass instructions and ultimately uses the law on counteracting extremist activity as the main grounds for the ban.

Still, the fact that the court specified the term "anonymizer" as one of the premises for blocking the page is worrying, since anonymizers, proxy-servers and other similar tools are not currently prohibited to use or to publish information about in Russia.

Russian officials have debated restrictions on VPNs and anonymizers for the last few years. In 2013 Russian media reported that the Federal Security Service (FSB) was considering lobbying the State Duma with a bill banning "Tor and other anonymizing proxy servers," but the idea never got out of committee. In February 2015, Leonid Levin, an MP heading the parliamentary committee on information policy and communications, suggested that access to anonymization and circumvention tools such as Tor, VPNs, and proxy-servers needed to be restricted. In 2014, the Russian Interior Ministry also offered almost 4 million rubles (about USD $100,000) to anyone who could devise a way to decrypt data sent over the Tor network.

Pengadilan Rusia telah membuat putusan untuk memblokir sebagian situs RosKomSvoboda, organisasi kebebasan Internet dan hak asasi manusia Rusia, dengan alasan bahwa laman tersebut adalah penganonim—alat yang memungkinkan pengguna mengakses konten dan situs yang mungkin dilarang di Rusia. Putusan tersebut mengkhawatirkan karena penganonim dan alat sejenis tidak dilarang di Rusia saat ini.

Putusan pengadilan tersebut dibuat tanggal 13 April, ketika pengadilan kota Anapa (wilayah Krasnodar, Rusia) membuat putusan untuk memblokir http://rublacklist.net/bypass – bagian dari situs milik RosKomSvoboda yang menyediakan petunjuk tentang cara melewati blokir geografis dan mengakses situs-situs web yang masuk dalam daftar hitam di Rusia. Putusan pengadilan tersebut menyatakan bahwa laman web itu "adalah penganonim" dan "dengan menggunakan situs ini, warga mendapat akses tidak terbatas ke konten yang dilarang, termasuk konten ekstremis, melalui akses anonim dan IP pengguna yang diganti."

Walaupun putusan pengadilan tersebut dibuat pada bulan April setelah jaksa setempat mengajukan banding, RosKomSvoboda baru mengetahuinya pada tanggal 27 Mei dan tidak menerima peringatan apa pun, menurut Sarkis Darbinyan, pengacara organisasi tersebut. Darbinyan juga mengatakan, mereka terkejut laman itu dicap sebagai penganonim, karena tidak ada alat tersebut di laman itu, hanya petunjuk untuk pengguna Internet. Tim kuasa hukum organisasi itu berencana mengajukan banding atas putusan tersebut.

Para penegak hukum itu menunjukkan ketidakmampuan mereka dalam pengetahuan dasar tentang semua aspek teknis umum dari jaringan itu, walaupun remaja pun dapat memahaminya. Penganonim, proksi dan peramban adalah alat multitugas, membantu untuk mencari informasi di Internet.

Walaupun menyebut penganonim, putusan pengadilan tersebut menggunakan dalih berbelit-belit untuk memasukkan laman web RosKomSvoboda ke dalam daftar hitam. Karena informasi di laman tersebut "memfasilitasi akses pengguna ke situs-situs dengan konten dari daftar materi ekstremis Federal," laman itu sendiri harus "dilarang di wilayah Federasi Rusia," menurut teks putusan itu yang dipublikasikan di Internet. Pengadilan itu juga membuat daftar beberapa materi ekstremis yang dapat diakses dengan menggunakan petunjuk di laman tersebut dan pada akhirnya, menggunakan hukum yang melarang aktivitas ekstremis sebagai alasan utama pelarangan itu.

Namun, fakta bahwa pengadilan tersebut menyebutkan dengan jelas istilah "penganonim" sebagai salah satu alasan untuk memblokir laman itu mengkhawatirkan, karena penganonim, server proksi, dan alat serupa lainnya tidak dilarang untuk digunakan atau dipublikasikan informasinya di Rusia saat ini.

Pejabat Rusia telah memperdebatkan pembatasan VPN dan penganonim selama beberapa tahun terakhir. Pada tahun 2013, media Rusia meliput bahwa Dinas Keamanan Federal Rusia (FSB) mempertimbangkan untuk melobi Duma [Majelis Rendah Parlemen Rusia] dengan RUU yang melarang "Tor dan server proksi penganonim lainnya," namun ide tersebut tidak pernah diloloskan komite. Pada bulan Februari 2015, Leonid Levin, seorang anggota parlemen yang memimpin komite kebijakan informasi dan komunikasi, mengusulkan bahwa akses ke alat penganonim dan pengelak, seperti Tor, VPN, dan server proksi, harus dibatasi. Pada tahun 2014, Kementerian Dalam Negeri Rusia juga menawarkan hampir empat juta rubel (sekitar USD100.000) kepada siapa pun yang dapat mencari cara untuk mendekripsi data yang dikirim melalui jaringan Tor.

As a new United Nations report recognizes encryption software and anonymizing tools as "essential to free speech," the Russian authorities are toughening their stance on anonymity software. Lawrence Alexander uses open data to examine the rapid growth in Tor use on the RuNet—and to ask what might be driving this trend.

The Tor browser is one of the most popular anonymizing tools used globally to access content that might be blocked or blacklisted, as well as to preserve user privacy. Initially a research project funded by the U.S. Navy, Tor is now run by a nonprofit group, though it continues to receive federal funding. The Tor browser anonymizes Internet traffic by sending it through a unique configuration of nodes known as an onion routing system. The network boasts over 4 million users worldwide (as of November 2013), including many tech activists in countries where online censorship and surveillance are common.

The Tor Project provides public statistics on user connections, and the results can be narrowed down to a specific country, which allows us to get an estimate of how many users in Russia use the Tor network.

There is a significant, clear increase in Tor connections from Russia over the past two years; however, the initial spike in 2013 may be misleading. Worldwide Tor data for the same period shows an almost identical trend, which has been attributed to malware activity on the network.

But while the number of global connections tapered off following the malware attack, in Russia they continued to climb instead, reaching an all-time high in the summer of 2014.

What caused this sudden leap of over 60%? Can these figures be attributed to real users, or a second botnet outbreak?

The data on what and how often Russians are searching for on Google.ru and Yandex—two of the country's most popular search engines—may provide a clue.

Over the same two-year period (2013-2015), there was a major increase in searches for "tor browser скачать" ("tor browser download") from Russia. This phrase was listed by Yandex Wordstat as a popular query related to Tor, and I chose it because it suggests an intention to use the software, rather then simply to research it or to get information about it.

The Google Trends data for Russia shows a similar increase in search volume, with big peaks in the summer of 2014 and a high concentration of activity in the first half of 2015.

In both cases, the search data tends to mirror that of the Tor Metrics, with only moderate activity prior to the 2013 spike.

Yandex's global statistics for "tor browser скачать" confirm that the majority of searchers are based in Russia, residing in the major cities and urban areas. Moscow strongly dominates the list, just as it did in Google Trends. This is probably a reflection of population density and internet penetration, but a younger urban demographic, which tends to be more savvy and curious about circumvention tools, may have also influenced the trend.

What is driving this ongoing three-year increase in Russian anonymizer adoption and usage? As RuNet Echo has extensively documented throughout the period, the Russian government has been steadily tightening its grip on Internet freedom—and the increase in censorship closely mirrors the upward trend in interest towards Tor.

After initially introducing blocks on content related to self-harm and drug use, the Kremlin then instituted its own take on SOPA in the summer of 2013, and later that year made moves to prevent access to websites promoting unsanctioned public protests.

Increasingly draconian crackdowns on opposition media websites and Internet activists followed in the spring of 2014—accompanied by a huge surge in Tor searches on Google.ru.

As government regulations become more restrictive, more Russian citizens are adopting online circumvention tools to preserve their access to information, freedom of expression, and anonymity. In response, the Kremlin seems to be eager to curtail the use of the very software that facilitates them. Although Tor and other anonymizers are not officially banned in Russia, it is increasingly clear they're viewed as a threat to the tight control Russia seeks to retain over its mainstream media as well as the online information and communication spheres.

Ketika laporan baru dari Perserikatan Bangsa-bangsa mengakui bahwa perangkat lunak enkripsi dan alat penganonim "penting bagi kebebasan berbicara", pemerintah Rusia  memperkuat pendirian mereka tentang perangkat lunak penganonim. Lawrence Alexander menggunakan data terbuka untuk meneliti peningkatan cepat dalam penggunaan Tor di RuNet—dan menanyakan apa yang mungkin memicu tren ini.

Peramban Tor adalah salah satu alat penganonim paling populer yang digunakan di seluruh dunia untuk mengakses konten yang mungkin diblokir atau masuk dalam daftar hitam, serta menjaga privasi pengguna. Berawal sebagai proyek riset yang didanai Angkatan Laut Amerika Serikat, kini Tor dikelola sebuah kelompok nirlaba, walaupun terus menerima dana federal. Peramban Tor menganonim lalu lintas Internet dengan mengirimnya melalui konfigurasi simpul unik yang disebut sistem pencarian rute onion. Jaringan tersebut memiliki lebih dari empat juta pengguna di seluruh dunia (per November 2013), termasuk banyak aktivis teknologi di negara-negara yang umum memberlakukan penyensoran dan pengawasan Internet.

Tor Project menyediakan statistik publik tentang koneksi pengguna, dan hasilnya dapat dipersempit hingga negara tertentu, yang memungkinkan untuk memperkirakan jumlah pengguna di Rusia yang menggunakan jaringan Tor.

Ada peningkatan yang jelas dan signifikan dalam koneksi Tor dari Rusia selama dua tahun terakhir; namun lonjakan awal pada tahun 2013 mungkin menyesatkan. Data Tor di seluruh dunia untuk periode yang sama menunjukkan tren yang hampir identik, yang diakibatkan aktivitas malware pada jaringan tersebut.

Namun sementara jumlah koneksi global menurun setelah serangan malware tersebut, di Rusia justru terus meningkat, mencapai jumlah tertinggi pada musim panas 2014.

Apa penyebab lonjakan mendadak sebanyak lebih dari 60 persen ini? Mungkinkah angka-angka ini akibat pengguna sebenarnya, ataukah wabah botnet kedua?

Data tentang apa yang dicari pengguna Rusia dan sesering apa mereka mencari di Google.ru dan Yandex—dua mesin pencari paling populer di negara itu—mungkin dapat memberi petunjuk.

Selama periode dua tahun yang sama (2013-2015), ada peningkatan besar dalam pencarian "tor browser скачать" ("unduh peramban tor") dari Rusia. Frase ini didaftar oleh Yandex Wordstat sebagai pencarian populer yang berkaitan dengan Tor, dan saya memilihnya karena itu menunjukkan niat untuk menggunakan perangkat lunak tersebut, alih-alih hanya menelitinya atau mencari informasi tentang itu.

Data Google Trends untuk Rusia menunjukkan peningkatan serupa dalam volume pencarian, dengan puncak pada musim panas 2014 dan konsentrasi aktivitas yang tinggi pada paruh pertama 2015.

Dalam kedua kasus, data pencarian tersebut cenderung serupa dengan data Tor Metrics, dengan aktivitas ringan sebelum lonjakan pada tahun 2013.

Statistik global Yandex untuk "tor browser скачать" memperkuat bahwa mayoritas pencari tersebut berada di Rusia, tinggal di kota-kota besar dan area perkotaan. Moskwa sangat mendominasi daftar tersebut, begitu pula di Google Trends. Mungkin ini merupakan cerminan kepadatan penduduk dan penetrasi Internet, namun demografis kota yang lebih muda, yang cenderung lebih mengerti dan ingin tahu tentang alat pengelak, mungkin juga memengaruhi tren tersebut.

Apa yang memicu peningkatan dalam pemakaian dan penggunaan penganonim Rusia yang telah terjadi selama tiga tahun ini? Seperti yang telah didokumentasikan dengan panjang lebar oleh RuNet Echo selama periode tersebut, pemerintah Rusia terus-menerus mempererat cengkeramannya terhadap kekebasan Internet—dan peningkatan penyensoran itu sangat menyerupai tren peningkatan minat terhadap Tor.

Setelah awalnya melakukan pemblokiran konten yang berkaitan dengan tindakan menyakiti diri dan penggunaan narkoba, Kremlin kemudian mengesahkan SOPA [Undang-undang Penghentian Pembajakan Daring] versi mereka sendiri pada musim panas 2013, dan pada tahun yang sama, melakukan langkah-langkah untuk mencegah akses ke situs-situs web yang mendukung demonstrasi tanpa izin.

Seiring dengan kian ketatnya peraturan pemerintah, kian banyak warga Rusia yang menggunakan alat pengelak daring agar tetap mendapat akses ke informasi, kebebasan berekspresi, dan anonimitas. Sebagai tanggapannya, Kremlin tampak sangat ingin membatasi penggunaan perangkat lunak yang memfasilitasi mereka. Walaupun Tor dan penganonim lain tidak secara resmi dilarang di Rusia, kian jelas bahwa mereka dianggap sebagai ancaman terhadap pengawasan ketat yang diinginkan Rusia untuk menguasai media arus utamanya serta dunia komunikasi dan informasi di Internet.