起電電磁感應(yīng)起電

現(xiàn)代工業(yè)和日常生活中用的動力電、照明電等都是利用電磁感應(yīng)發(fā)電原理起電的。靜電技術(shù)應(yīng)用也都是利用電磁感應(yīng)發(fā)電原理的低壓電變換成高壓電的新技術(shù)應(yīng)用。

將一個帶電體與另一個不帶電的物體接觸，就可以使不帶電的物體帶電。

接觸后，兩個物體帶同種電荷。

起電原理

感應(yīng)起電和電中和。

當一個中性物體靠近帶電體，或帶電體移近一個中性物體時，由于帶電物體電場作用，這中性物體在靠近帶電物體的一端出現(xiàn)與帶電物體所帶電荷極性相反的電荷，而遠離的一端出現(xiàn)與帶電物體電荷極性相同的電荷。這類起電方式也是大大存在的。

起電原理

電荷間的相互作用力。

帶電的物體能吸引不帶電的物體，就是因為感應(yīng)起電。

也叫接觸摩擦分離起電。

起電原理

由于各種物質(zhì)束縛電子的能力不一樣，摩擦兩個不同物體就會引起電子的轉(zhuǎn)移，使得到電子的一個物體顯負電，另一個顯正電。

兩個被摩擦的物體帶的是異種等量電荷。

用摩擦的方法可以使物體帶電。摩擦起電不是創(chuàng)造了電荷，而是使物體中的正負電荷分開，實質(zhì)是電子的轉(zhuǎn)移感應(yīng)起電。（感應(yīng)起電也不是創(chuàng)造了電荷，而是使物體的正負電荷分開，使電荷從物體的一部分轉(zhuǎn)移到另一部分）實質(zhì)是使電荷從物體的一部分轉(zhuǎn)移到另一部分接觸起電。它的實質(zhì)是電荷從一個物體轉(zhuǎn)移到另一個物體。兩個相同物質(zhì)摩擦不能起電。

摩擦起電順序表：空氣 人手 石棉 兔毛 玻璃 云母 人發(fā) 尼龍 羊毛 鉛 絲綢 鋁 紙 棉花 鋼鐵 木 琥珀 蠟 硬橡膠 鎳/銅 黃銅/銀 金/鉑 硫磺 人造絲 聚酯 賽璐珞 奧綸 聚氨酯 聚乙烯 聚丙烯 聚氯乙烯 二氧化硅 聚四氟乙烯

在表中列出的物體中，距離越遠，起電的效果越好。

空氣、絕緣體在放射性同位素α、β、γ射線的照射下，會使中性分子電離起電。

水是良導體，而水在4℃以下，液態(tài)變成固態(tài)，結(jié)冰時，冰是帶電的，液態(tài)水變成水蒸汽一氣態(tài)、水蒸汽是帶電的。水蒸汽上升遇冷凝結(jié)成水珠、雪或冰雹等，也是帶電的。

粒子在任意電場中，會變?yōu)橐粋€電偶極子，若電場強度很高，粒子中的電子可能被高電場作用從負端引出，稱電子場致發(fā)射，或者粒子中的正離子可能被從正端引出，稱正端子場致發(fā)射。

在電場中，一些不帶電的電介質(zhì)的正負電荷，在電場力的作用下，會相互向反方向微小變位，而對多數(shù)極化性分子來說，其偶極子要定向排列，因此，出現(xiàn)一端為負電荷，另一端成為正電荷，通稱為介電極化。

物體的變形、破碎、斷裂等都會使其中性分子分裂而帶電，甚至有時突然斷裂、破碎的瞬間出現(xiàn)放電火星

以上起電方式只能讓電子轉(zhuǎn)移，不能創(chuàng)造電荷。2100433B

起電機的結(jié)構(gòu)和各部件名稱見圖1所示。

兩個起電盤分別固定在兩個受動輪的輪軸上，當同軸的兩個驅(qū)動輪旋轉(zhuǎn)時，兩根交叉的皮帶分別帶動兩個受動輪反向旋轉(zhuǎn)，從而使兩個起電盤也反向轉(zhuǎn)動。因此，在安裝和更換皮帶時不可忽略兩根傳動皮帶的方向。若傳動皮帶安裝錯誤導致兩個起電盤同向轉(zhuǎn)動，則兩個起電盤上正對的鋁片由于靜電感應(yīng)帶的是異種電荷，同時經(jīng)過集電梳，將被中和而不能起電。在起電盤轉(zhuǎn)軸上，前后固定了兩根電刷，兩電刷的方向互為90°夾角。

電刷與一片片旋轉(zhuǎn)的鋁片實現(xiàn)間歇式動態(tài)接觸，起到了傳導電荷的作用。從它的作用上可以看出，電刷的材料應(yīng)該導電性能良好、彈性好，工藝結(jié)構(gòu)能夠?qū)崿F(xiàn)面接觸。但配發(fā)的起電機電刷質(zhì)量不盡如人意。被用作電刷的銅絲含銅量低、柔軟性差，甚至有的用鐵絲代替。幾個稀疏而擴散的劣質(zhì)金屬絲劃過鋁片時，極容易劃損鋁片。尤其對于用鋁粉噴涂代替鋁片的起電機，鋁粉很容易被劣質(zhì)電刷劃落，散落在有機圓盤上。其后果是鋁片的感應(yīng)效果減弱，有機圓盤絕緣性能下降，劃傷后的鋁片毛刺與劣質(zhì)電刷容易出現(xiàn)尖端放電。

因此，我們在使用和維護中，需要注意：

①用含銅量高的紫銅絲置換現(xiàn)有起電機的劣質(zhì)電刷材料，且銅絲數(shù)量應(yīng)該讓電刷能夠與鋁片做到面接觸。

②使用前應(yīng)清潔起電盤、電刷和鋁片等部件。若電刷質(zhì)量無誤，則起電機不能起電最常見的問題是電刷方向。由于連接驅(qū)動輪的軸中心螺紋和搖柄螺紋已經(jīng)固定，只有當順時針搖動搖柄，驅(qū)動輪才能持續(xù)轉(zhuǎn)動。電刷位置應(yīng)斜于左上方和右下方，與豎直線約成45°角。正反面電刷互成直角時起電效率最佳。若電刷位置斜于右上方和左下方，搖動搖柄時，同一集電梳的兩側(cè)尖端收集異種電荷，將被中和，放電叉上沒有電荷。起電機操作中起電效果并非轉(zhuǎn)動得越快越好，而是應(yīng)該平穩(wěn)而勻速地轉(zhuǎn)動，保證兩片有機玻璃間隙均勻。若過快轉(zhuǎn)動起電盤，還會影響電刷與鋁片的接觸，以及靜電感應(yīng)作用，起電效果反而不好。

它不僅可以作為起電裝置,還可以演示火花放電現(xiàn)象,效果非常好.但是在維氏起電機的使用過程中,必須順時針搖動手柄,學生在實驗過程中,也常常因為逆時針搖動手柄而不能成功地使起電機起電,特別是一些習慣用左手的人,在操作起電機時會感覺有些別扭.

靜電起電器，獲得靜電的器具裝置。

最早僅用貓皮摩擦硬橡膠棒或用絲綢摩擦玻璃棒來獲得靜電，這樣獲得的電荷的量很少。約在1660年O.von蓋利克發(fā)明了第一臺摩擦起電器，他用曲柄搖動由硫磺制成形如地球儀的可轉(zhuǎn)動球體，用干燥的手掌擦著轉(zhuǎn)動球體使之停止而獲得靜電。1775年A.伏打發(fā)明了起電盤，它由一塊絕緣體制成的平板和一塊帶有絕緣柄的導體平板組成。通過摩擦使絕緣板帶上某種電荷；將導體平板放在絕緣板上，由于靜電感應(yīng)作用，導體平板靠近絕緣板的一側(cè)感應(yīng)出異號電荷，另一側(cè)感應(yīng)出同號電荷；將導體板接地，同號電荷漏入大地；手握絕緣柄提起導體板即獲得異號電荷；重復以上步驟可不斷獲得異號電荷。1865年W.霍耳茨和A.推普勒分別發(fā)明感應(yīng)起電機，后由H.維姆胡斯作了改進。感應(yīng)起電機由兩個相對的向相反方向旋轉(zhuǎn)的玻璃圓盤組成，圓盤的外沿貼有許多鋁箔，當某一鋁箔帶有微弱的某種電荷就可通過靜電感應(yīng)作用使另一玻璃圓盤上每一鋁箔帶電，相反符號的電荷集積在兩極。維姆胡斯起電機在靜電實驗中起過重要作用，現(xiàn)在則主要用于教學中觀察靜電現(xiàn)象。一對約60厘米直徑的玻璃轉(zhuǎn)盤以100轉(zhuǎn)/分的速度旋轉(zhuǎn)可產(chǎn)生約20萬伏的電壓，可在空氣中產(chǎn)生10多厘米的火花放電，同時發(fā)出強烈的噼啪聲。產(chǎn)生更高電壓的靜電起電機有范德格喇夫起電機。 2100433B