
【電】 electrostatic machine; static machine
靜電起電機(英文:Electrostatic Generator)是一種通過機械方式分離電荷産生高電壓、低電流靜電的裝置。其核心原理基于靜電感應和電荷傳遞,而非電磁感應,主要用于演示靜電現象或為早期粒子加速器提供高壓源。
靜電起電(Electrostatic Generation)
指通過摩擦、接觸分離或感應等方式使物體表面聚集靜電荷的過程。起電機通過旋轉部件(如圓盤、皮帶)的機械運動持續分離正負電荷,實現電荷積累。
電荷分離機制
以典型維姆胡斯特起電機(Wimshurst machine)為例:反向旋轉的絕緣圓盤上貼有金屬箔片,通過金屬刷收集因感應産生的異種電荷,并傳輸至萊頓瓶或電極球儲存,最終形成高電位差放電。
摩擦式起電機
早期如蓋裡克手搖硫磺球(1660年),通過摩擦硫磺與毛皮産生電荷,受限于材料與效率。
感應式起電機
靜電起電機的輸出電壓 ( V ) 與電荷積累量 ( Q ) 和電容 ( C ) 相關:
$$
V = frac{Q}{C}
$$
輸出功率低(通常毫瓦級),但電壓極高(數萬至百萬伏),符合靜電特性:
$$
P = I times V quad (I text{為微安級電流})
$$
說明:由于未搜索到可直接引用的權威網頁鍊接,以上内容基于經典物理學教材與科學史資料整理,建議參考《大學物理·電磁學》(高等教育出版社)或《物理學史》(清華大學出版社)獲取詳細原理圖解。
靜電起電機是一種通過摩擦或靜電感應原理産生并積累高電壓的裝置,主要用于教學實驗、科研及工業領域。以下是詳細解釋:
靜電起電機泛指利用摩擦生電或靜電感應産生電荷的機器。其核心特點是能産生高電壓(數千至數萬伏),但輸出電流極小(通常僅幾毫安),因此安全性較高。
摩擦生電
通過旋轉盤(如有機玻璃或金屬片)與特定材料(如橡皮闆)摩擦,使電荷分離并積累。例如,金屬片靠近摩擦材料時,表面因感應分别帶正負電荷,通過接地移除部分電荷後,剩餘電荷被收集至萊頓瓶等容器中。
感應起電
旋轉盤切割靜電場線時,金屬部件(如電刷)因靜電感應産生電荷,通過連續旋轉實現電荷的定向積累。此過程無需直接接觸,效率較高。
使用時需避免潮濕環境,因濕氣會加速電荷洩漏。同時,盡管電流小,但高電壓仍可能對人體造成短暫不適,操作時建議佩戴絕緣手套。
如需更完整的結構圖或電路設計,可參考、4、6的原始資料。
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