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静电感应起电机 为什么必须要正转才能够起电?其起电原理是什么?

作者:佚名    文章来源:网络整理    点击数:580    更新时间:2024/9/21

初中物理实验要求的23007静电感应起电机利用了感应起电的原理,可连续地积累较多的电荷,从而获得高电压以进行各种静电实验。那么,感应起电机为什么必须要正转才能够起电?其起电原理是什么呢?

由于大气中有许多带电粒子,它们与导电膜碰撞,就使导电膜带上少量的电荷。假设b1上带有少量正电(b1上带有少量负电时,起电机起电的情形类似),由于静电感应使a1,a2通过n1,n2和导电杆分别带上负电荷和正电荷。

 韦氏起电机结构图

韦氏起电机 

起电机正向转动时,从有摇把的一侧观察,靠近摇把一侧的起电盘P2随手摇的方向沿顺时针方向旋转,另一侧的起电盘1沿逆时针方向旋转。当b1,b5逆时针转到电梳E1,E2处时,由于静电感应使部分电子和正电荷分别集中到E1,E2的尖端梳齿上,在尖端处形成较强的电场,产生尖端放电,导致b1,b5失去电荷,而E1,E5分别带上正电和负电,致使与它们相连的放电球T1和莱顿瓶C1的内电极上带正电,T2和C2的内电极上带负电。

当bl,b5继续转到n4,n3处时,a1,a5正好转到n3,n4处。由于静电感应使b1,b5通过电刷n4,n3和导电杆分别带上负电荷和正电荷。此后a1b1与a5,b5又分别转向E2,E1,导致E2,E1上所带的负电、正电继续增加。

 韦氏起电机的构造,静电感应起电机的构造

同理,P1、P2起电盘上其它的导电膜通过静电感应,在每片导电盘的上下两半部分位置处带上相反电荷。前面P2起电盘上半部带负电,下半部带正电。后面P1起电盘上半部带正电,下半部带负电。在转动中到达E1处的导电膜都带正电,到达E2处的导电膜都带负电,通过尖端放电使E1,E2上的正负电荷不断积累。其中E1,E2上的电荷主要累积存储在莱顿瓶C1,C2处。失去电荷的导电膜又在n1、n2处感应到与原来相反的电荷。

如此循环,使C1,C2处的正、负电荷逐渐增多。放电球T1,T2之间的电压随之升高。当电压达到T。,T:之间空气的击穿电压值时,T1,T2之间就会产生火花放电。此时,C1,C2中储存的电量瞬时释放,电流路径上的空气被加热到高温而产生火花,空气的骤然膨胀又造成爆鸣。同时,T1,T2之间的电压也迅速降低。当余下的电能不足以维持放电时,火花即熄灭,放电停止,开始下一次电荷的积累。


Tags:起电机,电子实验,莱顿瓶  
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