
【电】 electrostatic machine; static machine
静电起电机(英文:Electrostatic Generator)是一种通过机械方式分离电荷产生高电压、低电流静电的装置。其核心原理基于静电感应和电荷传递,而非电磁感应,主要用于演示静电现象或为早期粒子加速器提供高压源。
静电起电(Electrostatic Generation)
指通过摩擦、接触分离或感应等方式使物体表面聚集静电荷的过程。起电机通过旋转部件(如圆盘、皮带)的机械运动持续分离正负电荷,实现电荷积累。
电荷分离机制
以典型维姆胡斯特起电机(Wimshurst machine)为例:反向旋转的绝缘圆盘上贴有金属箔片,通过金属刷收集因感应产生的异种电荷,并传输至莱顿瓶或电极球储存,最终形成高电位差放电。
摩擦式起电机
早期如盖里克手摇硫磺球(1660年),通过摩擦硫磺与毛皮产生电荷,受限于材料与效率。
感应式起电机
静电起电机的输出电压 ( V ) 与电荷积累量 ( Q ) 和电容 ( C ) 相关:
$$
V = frac{Q}{C}
$$
输出功率低(通常毫瓦级),但电压极高(数万至百万伏),符合静电特性:
$$
P = I times V quad (I text{为微安级电流})
$$
说明:由于未搜索到可直接引用的权威网页链接,以上内容基于经典物理学教材与科学史资料整理,建议参考《大学物理·电磁学》(高等教育出版社)或《物理学史》(清华大学出版社)获取详细原理图解。
静电起电机是一种通过摩擦或静电感应原理产生并积累高电压的装置,主要用于教学实验、科研及工业领域。以下是详细解释:
静电起电机泛指利用摩擦生电或静电感应产生电荷的机器。其核心特点是能产生高电压(数千至数万伏),但输出电流极小(通常仅几毫安),因此安全性较高。
摩擦生电
通过旋转盘(如有机玻璃或金属片)与特定材料(如橡皮板)摩擦,使电荷分离并积累。例如,金属片靠近摩擦材料时,表面因感应分别带正负电荷,通过接地移除部分电荷后,剩余电荷被收集至莱顿瓶等容器中。
感应起电
旋转盘切割静电场线时,金属部件(如电刷)因静电感应产生电荷,通过连续旋转实现电荷的定向积累。此过程无需直接接触,效率较高。
使用时需避免潮湿环境,因湿气会加速电荷泄漏。同时,尽管电流小,但高电压仍可能对人体造成短暂不适,操作时建议佩戴绝缘手套。
如需更完整的结构图或电路设计,可参考、4、6的原始资料。
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