静电感应起电机
静电感应起电机
工作原理
当顺时针摇动转轮上的摇柄时，分开的两个小球之间会有电火花产生，同时会听到噼里啪啦的放电声。这就是感应起电机的放电现象。这样的现象是如何产生的呢?下面我们就介绍一下它的原理。
由于在静电序列中铝排在铜之前，所以在圆盘转动时铝片与电刷上的铜丝摩擦而带上正电荷，铜丝带负电荷。如图:假设刚摩擦时金属铝片S1带电量为Q1，与其在同一直径上的铝片S2带电量为Q2,Q1与Q2有大小之分。如图:
(1) 转过90° (2) 转过45° (3) 转过45°
(4) 转过45° (5) 转过45° (6) 转过45°
(7)当圆盘转过90°时，S1与反面电刷Bˊ相对，此时S2ˊ、S1ˊ分别与S1、S2相对。假设Q1>Q2，由于S1ˊ与S2ˊ之间有电刷连接，会引起自由电子移动，使得S1ˊ带正电荷，S2ˊ带负电荷。
当圆盘再转过45°时，S1、S2分别顺时针转至与电极相接的悬空电刷E2、E1处，并在该处放电使E1、E2带正电荷，这些正电荷又被积聚在莱顿瓶C1、C2中。
当圆盘再转过45°即S1转到与正面电刷B相对应时， S1与S1ˊ相对，S2与
S2ˊ相对，刚经过放电的S1与S2恰好不再带有电荷。S2ˊ带负电使得S2感应带正电，又由于与金属刷上铜丝摩擦也使它带正电，在二者共同作用下S2带上了正电荷;对于S1来说,S1ˊ上的正电荷使其感应带负电荷，由于金属刷的连接作用，S2所带的正电荷会导致电子移动(如图4)使S1带负电，这样，虽然有摩
擦产生的正电荷也会被以上两种作用所产生的负电荷抵消，因此S1还是带负电荷。
圆盘再转过45°时，S1ˊ与S2ˊ恰好分别转到悬空电刷E2ˊ与E1ˊ处。带正电的S1ˊ在E2ˊ处放电后不再带电，E2ˊ上的负电荷被中和使E2ˊ带正电，这些正电荷被莱顿瓶C2积聚到放电叉T2的放电小球上;带负电的S2ˊ在E1ˊ处放电后也不再带电，且E1ˊ上的正电荷被中和使E1ˊ带负电，这些负电荷被莱顿瓶C1积聚到放电叉T1的放电小球上。
如果圆盘又转过45°， S1又与S2ˊ相遇，S2与S1ˊ相遇，且此时S1﹑S2与反面电刷Bˊ相对，S1ˊ﹑S2ˊ分别在E2、E1处放电后不再带电。此时的电荷变化与过程(4)相似, 因此与S1相对的S2ˊ带正电荷, 与S2相对的S1ˊ带负电荷。
当圆盘再转过45°，此时S1﹑S2恰好分别转到悬空电刷E1﹑E2处。S1在E1
处放电使得负电荷被积聚到放电叉T1的放电小球上，S2在，E2处放电使得正电荷被积聚到放电叉T2的放电小球上。之后转动摇柄，电荷的变化情况将重复过程(3)~(7)，由于两盘的逆向旋转，转至与电极相接的悬空电刷E2、E2ˊ处的金属片将全部带正电，转至与电极相接的悬空电刷E1、E1ˊ处的金属片将全部带负电。莱顿瓶C2感应到放电小球T2上的正电荷会越来越多，而被莱顿瓶C1感应到放电小球T1上的负电荷也会越来越多，当小球聚集一定电荷时，就会产生放电现象。在莱顿瓶盖内放电叉与悬空电刷之间的空气也会被电离，使放电叉与悬空电刷在短时间内相当于一个导体,将事先聚集在莱顿瓶中的电荷大部分中和之后，再一次重复上述过程。
但是，起电机并不是从一开始就可以放电的，因为空气被击穿需要一定的电压，这就需要积聚一定的电荷，而放电叉T1、T2上电荷的积累需要一定时间，所以当起电机长时间不用后要摇动摇柄一定时间后T1、T2间的电压才能达到击穿电压而产生放电现象。
那么，反向转动摇杆时是否也会达到相同的效果呢?回答是否定的，因为反转时虽然起电机原理和正转一样，但由于正反两面的铝片在摩擦起电后都没有再经过另一侧电刷，而是直接在悬空电刷处放电，使两个莱顿瓶带有同种电荷，因此不会放电。
静电的起电机原理及其防治的方法
静电的起电机道理及其防治的方法 不知道诸位能否有过这样的阅历，当你用手去触摸一个金属物体的时辰，手感到猛的麻了一下。对，是静电。试想一下，假如此刻您触摸的不是其余的东西，而是您的CPU,内存能够是硬盘甚么的，呵呵，怎么样,不止是手麻了一下吧? 静电在咱们的保存中大约说是无处不在。着实早在公元前600年，希腊的Thales就已经发明并记载了静电，只无非在那个时辰人们称之为“鬼火”罢了。跟着光阴的推移，此刻，人们进入了一个数字化的全国里，各式各式的电子配备充斥在各个范围，尤其是在PC高度遍及的神童。咱们知道，共计机搜罗有大量的微功耗、低电平、高集成度、高电磁活络度的电路和元器件，以是，共计机是最简单受到静电损害的电子配备之一。 在探求静电对共计机的损害畴前，笔者以为有重要对静电的起电机理做一下简单的陈诉。物体的静电带电景象也叫静电起电，按照伏特——赫姆霍兹假说，大约把静电起电机理分为打仗、连系、抵触三个进程。而咱们平日保存中所碰见的静电景象也绝大荣华是固体和固体的打仗——连系起电。它的起电现实主假如指固体和固体之间的打仗——连系起电机理，即是指两种差别的固体亲密打仗、连系明日，将带上标记类似、电量相等的电荷，撤消固体和固体打仗——连系起电外，还有剥离起电、团结起电、电解起电等等。 共计机在使用进程中能在元器件外表积聚大量的静电电荷。最榜样的即是浮现器在使用事后用手去触摸浮现屏幕就会发生猛烈的静电放电景象，这即是浮现器屏幕上的电荷和咱们人体上所带异号电荷发生中和时所发作的静电放电景象，至于静电放电的定义，这里就不再论述，乘兴致的读者大约自行查阅质料。因为静电放电进程是电位、电流随机瞬时变动的电磁辐射，以是，不论是放电能量较小的电晕放电，仍是放电能量较大的火款式放电，都大约发作电磁辐射。而咱们在后头已经提到共计机自己搜罗有大量的高电磁活络度的电路以及元器件，以是，在使用进程中假如碰到静电放电景象(ESP)，泛起的终于是不成猜想的。静电放电景象对共计机的损害可分为硬性损伤和软性损伤，硬性损伤即是指因为ESP过于强烈而导致的如显卡、CPU、内存等电磁活络度很高的元器件被击穿，从而无奈正常任务以至彻底报废。静电放电所组成的硬性损伤的破欠安程度主要取决于静电放电的能量及元器件的静电减速度，也和损害源和减速器件之间的能量耦合方法，彼此地位无关。软性损伤则是指因为静电放电时发作的电磁干扰(其电磁脉冲频谱可达Mhz～Ghz)组成的存储器内部存储过错、比特数位移位，从而发作如死机、非法操作、文件丢失、硬盘欠安道发作等隐性过错，绝对硬性损伤，它更难被发明。 如何解除静电损害是财富范围十分重要的一个课题。而为了咱们的爱机，咱们也要奋力的解除机器上的静电。起首，要解除咱们自己的静电。静电具有电压高、电场强的特性，在枯燥的低温状况下对地绝缘良好的人在脱衣服时，人体就带有数万伏的电压。有人曾经做过执行，当一个人私家在覆盖有PVC薄膜的椅子顶面疾速地坐下站立明日，他身体上所带静电电压为18Kv。这已经远远的凌驾了共计机芯片所能遭受的抗静电放电的耐压值。分外是当人体对地泄露电阻越大(如穿绝缘鞋底或地面绝缘)人体静电越简单积聚，组成较高的人体静电电位，这时人体的静电放电和静电损害就愈易发生。解除人体静电很简单，只要用手摸一下大地或和大地相连的导体就能监禁掉身体上的静电。而共计机上的静电如何迷失?静电迷失的末端毕竟是OK正负电荷的中和，OK静电迷失的路径主要有两条：一是经由空气，使物体上的电荷和大气中的异号电荷中和，另外一条即是经由带电体自己和大地相连的物体的传导感化使电荷向大地泄露，和大地中的异号电荷发生中和，又称静电接地。说到这里各人可要留心了，尤其是保具备城市里居住在楼房上的朋友，请看：根据我国无关标准(JXB110-91,GJB2527-95)和文献对静电接地做了严厉的定义：所谓的静电接地是指物体经由导电，防静电质料或其余制品和大地在电气上牢靠连接，确保静电导体和大地的电位相近。好了，看看你自己所接的地线吧(没接的朋友就不用看了)合适国标吗?着实在静电学上，即是对静电接地的方法及用料申请也是有着严厉的规定，比喻规定接地装置要有接地体，接地干线和接地支线组成，并对接地质料的长度，宽度都有很严厉的规定，但对于我等DIYer来说，假如按照那些标准来OK接地的话，估计有点儿不太现实，咱们只能敷衍了事了。一根铁丝即是咱们最好的质料，具体的接中央法我就不在这里频频了。
维姆胡斯感应起电机原理详解
维姆胡斯感应起电机原理 丁炳亮 一、小电荷的放大 假如我们需要一个带1C 电量的小球，但是手头上只有一个带0.1C 电量的小球，如何能使小球的电量增加呢？下面将用一种非常简单的方法就可以使小球带的电量增加很多倍。 （第一步） （第二步） （第三步）
刚开始只有小球A是带少量电荷的，经过第二、第三步后得到了带电量比小球A多小球B1、B2。重复二、三步骤可以得到带更多电量的小球。上面实验中旁边的小球称为施感小球，中间两个小球用金属导杆连接在一起构成了电偶极子，移去连接小球的金属导杆再移开旁边的施感小球即可得到两个带异种电荷且电荷量略比施感小球多些的小球。当然，如果施感小球离中间两个小球太远就不一定能得到比施感小球多的电荷量。假设施感小球带的电荷量为Q1，一个施感小球能使电偶极子一边的小球得到电荷量为KQ1（可以肯定K是小于1），电场具有叠加性，则左右两个施感小球能使电偶极子一边的小球得到电荷量为2KQ1。2KQ1>Q1才能保证重复实验二、三步电荷量是不断增加的，即K>1/2。另外，需注意是先移开连线中间小球的金属导杆再移开施感小球，否则中间两个小球不能得到感应电荷。这点将在后面解释感应电机为什么反转不起电。 二、电荷的收集与存储 为了能得到更多的电荷需要在小球带的电荷达到一定量时用装置存储起来，但是一次只收集存储其中的一对小球，也就是说要轮流收集两对小球上的电荷，因为要留一对做为下一步的施感小球。存储电荷用的是一个特殊电容器（耐电压高，电容量小），称为莱顿瓶。如果莱顿瓶一直连在小球上则一有些电荷就会被存储，施感小球的电荷量一直上不去，使得产生电荷速度缓慢。所以需要在小球电荷达到一定量才开始收集存储。实现该目的的方法就是利用间隙放电，如下图中的集电梳，集电梳与小球之间有一定的间隙，当小球电荷量达到一定量时，间隙放电，才开始对莱顿瓶充电。 电刷 莱顿瓶
感应起电机实验报告
感应起电机实验报告 篇一：感应起电机原理 感应起电机工作原理 及应用概述 学院：信息工程学院 班级：计01. 2班 组长：冯明浩0154038 小组成员：贾铮0154042 闫玮蓉0154054 张星0154056 日期：2002年12月20日 课题研究介绍 名称：感应起电机工作原理及应用概述 内容： 一、感应起电机基本结构。 二、感应起电机正转、反转状态下的工作原理。 三、拓展试验。
资料收集：冯明浩贾铮闫玮蓉张星 资料整理：贾铮 论文撰写：冯明浩贾铮闫玮蓉张星 主讲：闫玮蓉 试验操作：冯明浩 参考书目：《大学物理·电磁学》清华大学出版社张三慧主编《静电防护技术手册》电子工业出版社张宝铭主编《大不列颠百科全书》第五卷 参考网站： /retype/zoom/1b56b6d4b9f3f90f76c61b52 ?pn=3&x=0&y=0&raww=553&rawh=350 &o=png_6_0_0_439_282_337_213__&ty pe=pic&aimh=&md5sum=bfc23c0255ea7 e56ae71b40e01c0c6de&sign=8cbda26375 &zoom=&png=24362-125522&jpg=0-0” target=“_blank”>点此查看 这是因为没有莱顿瓶后其电容减小了，
可由公式U=Q/C解释：要产生电火花，两小球间电压约为几万伏，当C减小时，悬空电刷仅需要集聚很少电荷就可使电压升高到放电要求，故与原来相比，放电频率会加大。但是由于小球上每次放电所放出的电量减少了，相应电流也会减小，因而电火花很小。 二、感应起电机正转、反转状态下的工作原理 当顺时针摇动转轮上的摇柄时，分开的两个小球之间会有电火花产生，同时会听到噼里啪啦的放电声。这就是感应起电机的放电现象。这样的现象是如何产生的呢？下面我们就介绍一下它的原理。 由于在静电序列中铝排在铜之前，所以在圆盘转动时铝片与电刷上的铜丝摩擦而带上正电荷，铜丝带负电荷。如图：假设刚摩擦时金属铝片S1带电量为Q1，与其在同一直径上的铝片S2带电量为Q2,Q1与Q2有大小之分。如图：S1转过45°1===> S
(静电起电原理)静电起电机
范德格拉夫起电机工作原理 我们大多数人都见过这个能让人们的头发直立的、称作范德格拉夫起电机的设备。该设备看起来就像一个安装在底座上的大铝球，您可以从下图中看到它的效果。 Photo courtesy -->约翰·兹维萨和他的儿子近距离体验范德格拉夫起电机！ 您是否曾经想知道这个设备到底是什么、它是如何工作的、发明它的目的是什么以及您自己如何制作一台这样的设备？当然，它不是为了让人们的头发直立而发明的……或者，您是否曾经在干燥的冬日里拖着赤足走过地毯，然后在碰到某个金属物体时受到从未有过的电击？您是否曾想了解静电和静电贴纸的奥秘？ 如果您曾思考过上述任一问题，那么本文将为您提供完美的答案。在本篇博闻网文章中，我们将对范德格拉夫起电机和静电进行一般性的讨论。您甚至将学会如何制作自己的范德格拉夫起电机！ 要了解范德格拉夫起电机以及它的工作方式，您需要了解静电。我们几乎全都熟悉静电，因为我们能在冬天看到并感觉到它。在干燥的冬日，静电能够在我们的身体中累积，并且使电火花从我们的身体跳到金属物体或其他人的身体上。当电火花跳跃时，我们能够看到、感觉到它，并听到电火花的声音。 词根英语中“electron”（电子）一词来自于希腊语中意思为amber（琥珀）的单词！
在科学课上，您还可能用静电做过一些实验。例如，如果您用丝绸摩擦玻璃棒或用毛线摩擦琥珀，那么玻璃和琥珀将产生静电荷，能够吸引小的纸片或塑料。 要了解在身体或玻璃棒产生静电荷时发生了什么事情，您需要了解组成我们日常所见之万物的原子。所有物质都由原子组成，原子本身由带电粒子组成。原子具有由中子和质子组成的原子核。它们还具有由电子组成的“外壳”。通常，物质呈电中性，这意味着电子和质子的数量相等。如果原子具有的电子数超过质子数，则原子带负电。如果它的质子数超过电子数，则带正电。 一些原子保持电子的能力比其他原子强。物质保持电子能力的强弱决定了它在摩擦电序中的位置。如果一种材料在与其他材料接触时更容易放弃电子，则它在摩擦电序中具有更高的正电性。如果一种材料在与其他材料接触时更容易“捕获”电子，则它在摩擦电序中具有更高的负电性。 下表显示了您可以在家中找到的许多材料的摩擦电序。摩擦电序中的正电性材料位于顶部，负电性材料位于底部： 人手（尽管通常过于潮湿）极强正电性 兔皮 玻璃 人的头发 尼龙 毛线 毛皮 铅 丝绸 铝 纸 棉花 钢电中性 木头 琥珀 硬橡胶 镍、紫铜 黄铜、银 金、铂
一道感应起电习题的解析
一道感应起电习题的解 析 Company number【1089WT-1898YT-1W8CB-9UUT-92108】
1.1对感应起电一道习题的解析 对静电感应起电，有这样一道题：当带正电导体A靠近一个绝缘导体B时，由于静电感应，B两端感应出等量异种电荷。将B左端接地，绝缘导体B带何种电荷 错误的解答：多数学生认为，由于静电感应导体B左端带负电，右端带正电。左端接地电荷被导走，导体B带正电。 正确的解答：接地后B整个物体相当于近端，大地为远端，所以B 带负电。 解答完此题后脑海闪出一个问题，导体一端接地，分离后电荷在导体上究竟是如何分布的 实验验证 （一）实验器材 J2310感应起电机（一个）、带有金属箔片的绝缘导体A与B（一对）、绝缘球形导体C（一个）、验电器（一个）、橡胶棒（一个）、毛皮（一片）。 （二）实验过程 1．使绝缘球形导体C带负电。 方法：摇动起电机，使其起电机一极与C接触。用毛皮摩擦过的橡胶棒与验电器的小球接触，使它带上负电。使球形导体接触验电器，发现验电器金属铂片张开的角度变大，说明球形导体代的是负电荷。 2．探究当导体一端接地时，电荷在导体的分布情况。
（1）使B端接地，观察现象。过程：当绝缘导体A与B靠在一起，放在带负电的绝缘导体C旁边，发现AB两端箔片都张开。用手摸一下B 端，发现B端箔片合拢，A端箔片仍张开，如图1。移开手指，发现AB 两端箔片没有变化。移去C发现A端箔片张角减小，B端箔片张开。分开AB，发现AB两端箔片仍张开。用验电器检验枕形导体AB两端带的都是正电。当用手摸A端时，以上观察结果没有变化。 分析：用手摸一下导体B端，人便把导体与大地连通，使大地参与了电荷转移。因此，导体本身的电荷不再守恒，而是导体与大地构成的系统中电荷守恒。由于静电感应，A端仍为正电荷，大地远处感应出等量负电荷，则B端的负电荷通过人体流走，B端不带电，即此时电荷只分布在A端。移开手指，大地与导体分离，由于异种电荷相互吸引，正电荷仍分布在A端。移去C后，A端电荷在AB上重新分配，使得AB都带上正电荷。当用手摸A端时，分析相同。 图解：如图2。 （2）用手摸一下A端，移去手指，分开AB，发现A端箔片仍张开，B端箔片仍合拢，移去C，A端箔片仍张开，B端箔片仍合拢。用验电器检验A带的是正电。当用手摸B端时，以上观察结果没有变化。 分析：用手摸一下导体A端时，由于静电感应，A端仍为正电荷，大地远处感应出等量负电荷，则B端的负电荷经A端通过人体流走，B端不带电，所以B端箔片合拢。先分开AB，后移去C，则A端电荷不能重新
织物感应静电测试仪原理
织物感应静电测试仪原理 做为测量对象的静电可认为有两种类型。一种是工厂某地已经产生的；另一种是在实验室的基础研究中使之产生的。前者需要正确地掌握带电状况，考虑此时所具有的诸条件，找出排除故障的适当方法。后者要求能准确地控制实验条件，得到有再现性的实验结果。为此，必须充分理解测量的方法，进而预先研究分析产生静电的因素，也是完全必要的. 1.感应起电 感应起电通常是对导体来说的。这里介绍的是电介质在静电场中由极化而使其带电的方法，也把它称为感应起电。在电场中，电介发生极化，极化后的电介质，其电场将周围介质中的某种自由电荷吸向自身和电介质上与之符号相反的束缚电荷中和。外电场撤走后，电介质上的两种电荷已无法恢复中性，因而带有一定量的电荷，这就是感应起电. 放电衰减 物体带电后，内部电荷的逸散符合指数衰减规律。 Q=Q0e-t/ε0εrρr (1) 将电量衰减的时间常数τ＝ε0εrρr代入(1)式得：Q＝Q0e-t/τ(2) 电量衰减时间常数τ可用静电衰减测量仪来测量，而在实际的纤维和织物的静电测试中，人们直接取电量衰减至原测试值的一半(Q＝1/2Q0)时所用的时间，也就是静电半衰期t1／2表征静电荷的逸散能力。它是衡量纤维消除静电荷性能的一个重要指示，将式(2)加以变换得 τ＝t/lnQ0/Q (3) 以Q=Q0/2代入式(3)得到静电半衰期t1/2与电量衰减时间常数τ之间的关系：
t1/2= 1/1.44·τ=0.69τ 2.试验方法 使被测试样起电的方法有很多种。在试验当中，需要一种能够提供稳定的并能够穿透一定空间(空气)的电源，以及在检测中受环境的影响比较小的条件下进行。这种办法就是电晕放电和比较电极法检测。. 2.1电晕放电 需要说明的是场带电和扩散带电需要高浓度的单极性离子。由于它们相互排斥和高的迁移率，这种离子寿命很短。因此要用这些带电方法，必须要连续不断地产生离子。放射性的放电、紫外线照射、火焰及电晕放电能在空气中产生离子。只有最后一种方法——电晕放电能产生高浓度的单极离子以使试样保持稳定带电状态。 为产生电晕放电，必须建立一个不均匀的电场。像针与平板之间、空气和其它通常是良好的绝缘体，但在电场强度足够高的区域中空气受到电离并成为可导电的。根据场的几何形状不同，这种电荷可能是电弧放电或电晕放电。 在电晕区域，电子被加速到相当高的速度，可以在撞击一个空气分子时把一个电子撞出来，于是产生一个正离子和一个电子。在电晕区域内是以自维持雪崩的形式发生这个过程，从而在导线周围产生了浓密的自由电子云和正离子云，这叫电晕放电。 2.2非接触式的测量方法 静电电位的测量分为接触式和感应式两种。 由于物体所带的静电大都有静电压高，而电流小，且一次性损耗后不易再补上的特点。所以接触性仪表大都采用了光反射法，不仅体积较大，量度不精确，使用范围也受到了限制。 直接感应仪表测量法是用电容分压原理。它的精度取决于电压表固有电容和测试板对地的分布电容，且感应电荷会通过表内电阻而逐步泄漏。因此，电压表上读出的电压将随时间逐渐衰减。
静电感应起电机
静电感应起电机 工作原理 当顺时针摇动转轮上的摇柄时，分开的两个小球之间会有电火花产生，同时会听到噼里啪啦的放电声。这就是感应起电机的放电现象。这样的现象是如何产生的呢?下面我们就介绍一下它的原理。 由于在静电序列中铝排在铜之前，所以在圆盘转动时铝片与电刷上的铜丝摩擦而带上正电荷，铜丝带负电荷。如图:假设刚摩擦时金属铝片S1带电量为Q1，与其在同一直径上的铝片S2带电量为Q2,Q1与Q2有大小之分。如图: (1) 转过90° (2) 转过45° (3) 转过45° (4) 转过45° (5) 转过45° (6) 转过45° (7)当圆盘转过90°时，S1与反面电刷Bˊ相对，此时S2ˊ、S1ˊ分别与S1、S2相对。假设Q1>Q2，由于S1ˊ与S2ˊ之间有电刷连接，会引起自由电子移动，使得S1ˊ带正电荷，S2ˊ带负电荷。 当圆盘再转过45°时，S1、S2分别顺时针转至与电极相接的悬空电刷E2、E1处，并在该处放电使E1、E2带正电荷，这些正电荷又被积聚在莱顿瓶C1、C2中。 当圆盘再转过45°即S1转到与正面电刷B相对应时， S1与S1ˊ相对，S2与 S2ˊ相对，刚经过放电的S1与S2恰好不再带有电荷。S2ˊ带负电使得S2感应带正电，又由于与金属刷上铜丝摩擦也使它带正电，在二者共同作用下S2带上了正电荷;对于S1来说,S1ˊ上的正电荷使其感应带负电荷，由于金属刷的连接作用，S2所带的正电荷会导致电子移动(如图4)使S1带负电，这样，虽然有摩
擦产生的正电荷也会被以上两种作用所产生的负电荷抵消，因此S1还是带负电荷。 圆盘再转过45°时，S1ˊ与S2ˊ恰好分别转到悬空电刷E2ˊ与E1ˊ处。带正电的S1ˊ在E2ˊ处放电后不再带电，E2ˊ上的负电荷被中和使E2ˊ带正电，这些正电荷被莱顿瓶C2积聚到放电叉T2的放电小球上;带负电的S2ˊ在E1ˊ处放电后也不再带电，且E1ˊ上的正电荷被中和使E1ˊ带负电，这些负电荷被莱顿瓶C1积聚到放电叉T1的放电小球上。 如果圆盘又转过45°， S1又与S2ˊ相遇，S2与S1ˊ相遇，且此时S1﹑S2与反面电刷Bˊ相对，S1ˊ﹑S2ˊ分别在E2、E1处放电后不再带电。此时的电荷变化与过程(4)相似, 因此与S1相对的S2ˊ带正电荷, 与S2相对的S1ˊ带负电荷。 当圆盘再转过45°，此时S1﹑S2恰好分别转到悬空电刷E1﹑E2处。S1在E1 处放电使得负电荷被积聚到放电叉T1的放电小球上，S2在，E2处放电使得正电荷被积聚到放电叉T2的放电小球上。之后转动摇柄，电荷的变化情况将重复过程(3)~(7)，由于两盘的逆向旋转，转至与电极相接的悬空电刷E2、E2ˊ处的金属片将全部带正电，转至与电极相接的悬空电刷E1、E1ˊ处的金属片将全部带负电。莱顿瓶C2感应到放电小球T2上的正电荷会越来越多，而被莱顿瓶C1感应到放电小球T1上的负电荷也会越来越多，当小球聚集一定电荷时，就会产生放电现象。在莱顿瓶盖内放电叉与悬空电刷之间的空气也会被电离，使放电叉与悬空电刷在短时间内相当于一个导体,将事先聚集在莱顿瓶中的电荷大部分中和之后，再一次重复上述过程。 但是，起电机并不是从一开始就可以放电的，因为空气被击穿需要一定的电压，这就需要积聚一定的电荷，而放电叉T1、T2上电荷的积累需要一定时间，所以当起电机长时间不用后要摇动摇柄一定时间后T1、T2间的电压才能达到击穿电压而产生放电现象。 那么，反向转动摇杆时是否也会达到相同的效果呢?回答是否定的，因为反转时虽然起电机原理和正转一样，但由于正反两面的铝片在摩擦起电后都没有再经过另一侧电刷，而是直接在悬空电刷处放电，使两个莱顿瓶带有同种电荷，因此不会放电。
范德格拉夫起电机最全的介绍
范德格拉夫静电起电机范德格拉夫静电起电机范德格拉夫静电起电机范德格拉夫静电起电机静电加速器是加速质子、α粒子、电子等带点粒子的一种装置，静电加速器的电压可高达数百万伏，它主要是靠静电起电机产生的，静电起电机最常用的一种是1931年由范德格拉夫（R.J.V an de Graaff,1901-1967）研制出来的，故亦称范德格拉夫静电起电机。图6-29是静电起电机的工作原理图。图中金属球壳A是起电机的高压电极，它由绝缘支柱C支撑着。球壳内和绝缘支柱底部装有一对转轴D和D`，转轴上装有传送电荷的输电带（绝缘带B），并由电动机驱使它们转动。在输电带附近装有一排针尖E（叫喷电针尖），而针尖与直流高压电源的正极相接，且相对地面的电压高达几万伏，故而在喷电针尖E附近电场很强，使气体发生电离，产生尖端放电现象。在强电场的作用下，带正电的电荷从喷电针尖飞向输电带B，并附着在输电带上随输电带一起向上运动。当输电带B上的正电荷进入金属球壳A 时，遇到一排与金属球壳相连的针尖F（叫刮电针尖），因静电感应使刮电针尖F带负电，同时使球壳A带正电并分布在球壳的外表面上。由于针尖F附近电场很强，产生尖端放电使刮电针尖上的负电荷与输电带上的正电荷中和，从而使输电带B恢复到不带电的状态而向下运动。就这样，随着输电带的不断运转，金属球壳外表面所积累的正电荷越来越多，其对敌的电压也就越来越高，成为高压正电极。同样道理，如果喷电针尖E与直流高压电源的负极相接，则将使金属球壳成为高压负电极。不同极性的高压电极，可分别用来加速不同电荷符号的带电粒子。由于尖端放电、漏电、电晕等原因，金属球壳的对地电压不可能很高，即使把金属球可放到有几个大气压的氮气中，其对地电压也只能达到数百万伏。如果在金属球壳内放一离子源，离子将被加速而成为高能离子束。近代范德格拉夫静电加速器可将氮和氧的离子加速到具有100MeV的动能。目前静电加速器除用于核物理的研究外，在医学、化学、生物学和材料的辐射处理等方面都有广泛的应用。 美国物理学家罗伯特·杰米森·范德格拉夫（Robert Jemison Van de Graaff）于1931年发明了范德格拉夫起电机。这种以他的名字命名的设备能够产生非常高的电压——高达2000万伏。范德格拉夫发明起电机的目的是为早期的粒子加速器提供所需的高能量。这些加速器称为原子粉碎机，因为它们能够将亚原子颗粒加速至非常高的速度，然后将它们“撞击”到目标原子中。碰撞能够产生其他亚原子颗粒和高能量放射线（例如X射线）。能够产生这些高能量碰撞是粒子物理和核物理的基础。 范德格拉夫起电机被描述为“恒定电流”静电设备。当您为范德格拉夫起电机加上负载后，电流（安培数）保持不变。随负载变化的是电压。对于范德格拉夫起电机，当您使接地物体靠近输出端子（球面）时，电压将降低，但电流保持不变。与之相反，电池是“恒定电压”设备，因为当您为电池加上负载后，电压将保持不变。汽车电池就是这方面的典型例子。充满电的汽车电池能够产生约12.75伏的电压。如果您打开前灯，然后检查电池电压，您将发现电压会保持相对不变（前提是电池工作状况良好）。同时，电流将随负载变化。例如，您的前灯可能需要10安培的电流，但您的风挡刮水器可能只需要4安培的电流。无论您打开哪个设备，电压都将保持不变。 范德格拉夫起电机有两种：一种使用高压电源来充电，另一种使用传动带和滚轴来充电。这里，我们将讨论传动带和滚轴起电机。 这种范德格拉夫起电机由以下部件组成： 电机 两个滚轴
带电体吸引小物体的原理(1)
带电体吸引小物体的探讨 摘要：带电体能吸引小物体的原因是小物体在带电体的电场作用下也带上了电，金属类的小物体和电介质类的小物体带电的原理不同。 关键词：带电体吸引小物体静电感应电介质极化 在中学物理教材里面讲到带电体能吸引轻小物体，为什么带电体会吸引轻小物体的呢？在教学中发现很多学生对这个问题的理解存在疑问。 带电体的周围存在电场，使轻小物体在靠近它的一端出现异种电荷，在远离它的一端出现等量的同种电荷。两电荷之间的作用力是跟它们的电量的乘积成正比，跟它们间的距离的平方成反比。因此，带电体对较近的异种电荷的吸引力大于对较远的同种电荷的排斥力，所以带电体能吸引轻小物体。构成轻小物体的物质不同，它两端出现等量异种电荷的情况也不同。 通常讲的小物体包括金属和电介质。金属在靠近带电体的时候会发生静电感应现象从而带上电。电介质是指不导电的物质，内部没有可以移动的电荷。若把电介质放入静电场场中，电介质原子中的电子和原子核在电场力的作用下在原子范围内作微观的相对位移，而不能象导体中的自由电子那样脱离所属的原子作宏观的移动。达到静电平衡时，电介质内部的场强也不为零。这是电介质与导体电性能的主要差别。 一、带电体吸引导体类小物体的原理 电荷能够从产生的地方迅速转移或传导到其他部分的物体称作导体，如金属、电解液、人体、地球等。带电体靠近金属小物体靠近小金属物体时，在外电场的作用下向与电场方向相反的方向移动，使导体在靠近带电体的一面出现与带电体异种的电荷，远的一端出现与带电体同种的电荷，这种现象叫静电感应。小金属物在带电体的电场作用下发生静电感应现象，小金属物体就变成了一个两端带异种电荷的带电体。从宏观上看，小金属物体由于两端带等量异种电荷而表现出不带电，但是从微观分析小金属物的受力可以发现带电体给小金属物两端的异种电荷的库伦力并不能相平衡。如图1示，假设一带正电小球靠近一个小金属物，小金属物左端将带 上负电，右端带上等量的正电。由于右端比左端离带电球距离更大，因此F 1>F 2 ，小 金属物受的合力方向指向带电球，这个合力使小金属物往带电球靠近，直到被吸引到带电体上。实验证明起电机上的带电金属球靠近铁屑时，铁屑马上会在电场的影响下有震动，有的会直立起来，再靠近点时，就会有被吸到金属球上，且马上被弹下来的现象，可以清晰的听到被弹下来的铁屑打在纸上的啪啪声。产生这个现象的原因是：带电金属球上的电荷是自由电荷可以转移给铁屑，使得铁屑与带电金属球带同种电荷，因此铁屑在吸到带电金属球上后会受到斥力而马上落下来。
高压静电现象研究
高压静电现象研究 一．实验目的： 了解静电产生的机理和静电发电机的工作原理，掌握静电高压的测量方法 二．注意事项： 高压电有危险，不要用手随意触摸金属电极，即使没有通电也可能被点击，如果需要触摸某金属电机，先用接地导线放电。 三．实验仪器： 静电感应起电机（手摇式），范德格拉夫起电机（电动，电机带动皮带致使上端金属球壳带高压静电），高频交流高压发生器（利用高频变压器产生高频高压），万用表（测量时仅用20V或者200V档，接错有危险），高压探棒（1：1000分压，测量时万用表显示乘以1000即为真实测到电压） 四．实验原理 两种物质发生摩擦时可以使它们都带上电，称为静电。为什么物体摩擦后带有电荷？这些电荷是从哪里来的？这涉及到物质的内部结构。一切宏观物体（固体、液体和气体）都是由分子组成的。分子由更小的原子构成。原子内部有一个带正电的原子核，周围是一些带负电的电子围绕着原子核运动。通常，原子核所带的电量和它周围的电子所带的电量总是相等的，原子作为一个整体呈电中性，由电子组成的物体当然也显示出不带电的性质。但是当两个物体相互摩擦或者接触时，其中一个物体失去一些电子，另一个物体则获得一些电子。例如用丝绸摩擦玻璃棒时，在一般情况下，玻璃棒就失去一些电子，丝绸则获得一些电子。这样就破坏了原来两个物体的电中性。当两个物体分开后，失去电子的物体，其体内的正电荷总数多于负电荷，表现为带正电；而获得电子的物体正相反，体内的负电荷总数多于正电荷，表现为带负电。所以从物质的电结构来看，无论用摩擦起电，还是用其他方法来使物体带电的过程，斗不过是使物体中原有的正负电荷分离和转移的过程而已。但是由于物质的种类不同，它们带电的极性和带电量的大小是不同的，而且又和温度、湿度、有无杂质、摩擦力大小、物质的电阻率、泄露电阻等一系列条件有关。总之静电现象较为复杂，想要考虑的因素很多，必须视具体情况作具体分析。最简单的静电发电机相当于一只起电盘(见图)。
云的起电理论
关于云的起电理论很多，但目前还没有一种理论能够圆满地解释上述的所有问题，因为大气的运动在实验室里是模拟不出来的。下面介绍几种比较完善的理论。 （1）温差起电理论 一般情况下，如果一块物体冷热不均，热端带负电，冷端带正电。云中的冰晶、水滴、冰雹等因接触、碰并、破碎、摩擦等作用，使得冰晶带正电，水滴、冰雹等带负电。冰晶的密度小于水滴，小而轻，漂浮在云的上部。 （2）感应起电理论 在晴天电场的作用下，云滴被极化，使它们下半部带正电，上半部带负电，通过云内的运动，产生上正下负两个主要的电荷中心，两个中心建立后，方向向下的电场得以加强，便会产生一个正反馈机制。 （3）切割磁力线理论 北半球的云一般自西向东移动，而地球的磁力线则是由南极指向北极根据右手定则判断，正电荷向上移动，负电荷向下运动。 （4）破碎起电理论 水滴在气流的剧烈运动中分裂成带负电的较大颗粒和带正电的较小颗粒，后者被上升气流带到高空。 云底带少量的正电：地面的感应或地面的尖端物体带的正电荷被强烈的上升气流带入云底。 雷电的形成机理是大气物理学的一个分支。主要研究电离层以下大气中发生的各种电现象和它们的产生与相互作用过程的规律及应用。大气电学有两大主要部分：晴天电学和扰动天气电学。晴天电学主要研究晴天大气电场、大气电导率、地空电流和全球大气电平衡等；扰动天气电学主要研究雷雨云电结构和起电机制、雷与闪电过程、尖端放电过程与避雷方法等。大气电场 把地表面视为下极板、电离层导电层视为上极板，组成巨大球形电容两极板中间的大气基本不含电荷，上极板导电层含有正电荷，下极板的地表面含负电荷，这巨大电容器中间的电场称大气电场。规定大气电场方向从低电位的地面朝上（与物理学静电学规定相反）。尽管雷雨云移到某处时，雷雨云底部与相对应下垫面间的电场方向是向下的，但对全球而言，雷雨云区所占比例很小（约1%），故总体大气电场的方向是朝上的。晴天电场常被看作正常大气电场，其场强随纬度增大而增强、随离地面高度而变小，全球平均看，陆区地表面附近电场强度为120伏/米左右，海面上则约为130伏/米。在工业区污染严重、气溶胶粒子多的地方，晴天电场强度可达300~400伏/ 米。晴天电场场强随高度减弱是很强烈的，在10公里高度处的值仅为地面值的3%即约4伏/米。晴天电场强度有日变化和年变化。陆面在地方时04-06时和12-16时出现极小值，07─10时和19─21时为极大值；一年之中，冬季为极大值、夏季为极小值。在海面和两极地区，在世界时19时出现极大值，04时左右为极小值，这些地区大气电场年变化不明显。 大气电导率和离子迁移率 大气不仅含中性分子和原子，还含有一些离子，这些离子分为轻离子（由几个分子聚集在一起而带一个正电荷或负电荷，直径约千分之一微米）和重离子（荷电的气溶胶粒子，常带一个正电荷或负电荷，比轻离子大成千上万倍）。描述大气离子在电场中移动快慢的参数称迁移率，由于大气离子基本上都只带一个单位电荷，所以在同样的电场强度的电场中，轻离子的迁移率要比重离子的大得多。例如在场强为1伏/厘米的电场中，大气轻离子移动速率为115厘米/秒，而重离子的移动速率只是这个数的几百分之一。
一道感应起电习题的解析
1.1 对感应起电一道习题的解析 对静电感应起电，有这样一道题：当带正电导体A靠近一个绝缘导体B时，由于静电感应，B两端感应出等量异种电荷。将B左端接地，绝缘导体B带何种电荷？ 错误的解答：多数学生认为，由于静电感应导体B左端带负电，右端带正电。左端接地电荷被导走，导体B带正电。 正确的解答：接地后B整个物体相当于近端，大地为远端，所以B带负电。 解答完此题后脑海闪出一个问题，导体一端接地，分离后电荷在导体上究竟是如何分布的？ 实验验证 （一）实验器材 J2310感应起电机（一个）、带有金属箔片的绝缘导体A与B（一对）、绝缘球形导体C（一个）、验电器（一个）、橡胶棒（一个）、毛皮（一片）。 （二）实验过程 1．使绝缘球形导体C带负电。 方法：摇动起电机，使其起电机一极与C接触。用毛皮摩擦过的橡胶棒与验电器的小球接触，使它带上负电。使球形导体接触验电器，发现验电器金属铂片张开的角度变大，说明球形导体代的是负电荷。 2．探究当导体一端接地时，电荷在导体的分布情况。 （1）使B端接地，观察现象。过程：当绝缘导体A与B靠在一起，放在带负电的绝缘导体C旁边，发现AB两端箔片都张开。用手摸一下B端，发现B端箔片合拢，A端箔片仍张开，如图1。移开手指，发现AB两端箔片没有变化。移去C发现A端箔片张角减小，B 端箔片张开。分开AB，发现AB两端箔片仍张开。用验电器检验枕形导体AB两端带的都是正电。当用手摸A端时，以上观察结果没有变化。 分析：用手摸一下导体B端，人便把导体与大地连通，使大地参与了电荷转移。因此，导体本身的电荷不再守恒，而是导体与大地构成的系统中电荷守恒。由于静电感应，A端仍为正电荷，大地远处感应出等量负电荷，则B端的负电荷通过人体流走，B端不带电，即此时电荷只分布在A端。移开手指，大地与导体分离，由于异种电荷相互吸引，正电荷仍分布在A端。移去C后，A端电荷在AB上重新分配，使得AB都带上正电荷。当用手摸A端时，分析相同。
感应起电器原理
维氏起电机，包括由起电盘、放电球、莱顿瓶、感应电刷、皮带轮、集电梳、连接片，起电圆盘涂有许多片铝箔，如图37-1所示。 图 37-1 【实验原理】 感应起电机是一种能连续取得并可积累较多正、负电荷的实验装置。莱顿瓶是个电容，用来储电。感应起电机在左右各有一莱顿瓶，两莱顿瓶集聚不同种电荷，作为电源的正负极。 当顺时针摇动转轮上的摇柄时，由于在静电序列中铝排在铜之前，所以在圆盘转动时 铝片与电刷上的铜丝摩擦而带上正电荷，铜丝带负电荷。如图：假设刚摩擦时金属铝片S1带电量为Q 1，与其在同一直径上的铝片S2带电量为Q 2，Q 1与Q 2有大小之分。图37-2所示。 当圆盘转过90°时，S1与反面电刷B ˊ相对，此时S2ˊ、S1ˊ分别与S1、S2相对。假设Q 1＞Q 2，由于S1ˊ与S2ˊ之间有电刷连接，会引起自由电子移动，使得S1ˊ带正电荷，S2ˊ带负电荷，图37-2（b ）。 当圆盘再转过45°时，S1、S2分别顺时针转至与电极相接的悬空电刷E 2、E 1处，并在该处放电使E 1、E 2带正电荷，这些正电荷又被积聚在莱顿瓶C 1、C 2中，图37-2（c ）。 当圆盘再转过45°即S1转到与正面电刷B 相对应时， S1与S1ˊ相对，S2与S2ˊ相对，刚经过放电的S1与S2恰好不再带有电荷。S2ˊ带负电使得S2感应带正电，又由于与 莱顿瓶 连接片 集电梳 放电球 感应电刷 铝箔 起电盘 皮带轮
图 37-2 图 37-3 金属刷上铜丝摩擦也使它带正电，在二者共同作用下S2带上了正电荷；对于S1来 说，S1ˊ上的正电荷使其感应带负电荷，由于金属刷的连接作用，S2 所带的正电荷会导致 转过45 转过45 S2 (f) (g) 转过45 S1(S1') 转过45 (d) (e) S 1(S1'' ) ') ') 转过90 转过45 (a) (b) (c) 电刷 S2' S2 电刷正面铝片S1 反面铝片S1'
静电起电机
静电起电机 目的：自制一只如图l所示的起电机，进行静电实验。 材料： 280×160×15(毫米)3木板一块，245×45×15(毫米)3木板两块，40×20×15(毫米)3小木块四块，160×15×12(毫米)3有机玻璃一根，旧虫胶制中间无纸隔层的唱片两张（用有机玻璃薄片更好），850×52(毫米)2铝箔一张，直径3毫米、长1100毫米的铜丝一根，直径80毫米、厚15毫米的木圆盘两只，直径30毫米、厚30毫米的木圆盘两只，直径20毫米、厚10毫米的圆轮两只，长110毫米的铁钉一只，长205毫米的粗铁丝一根，直径10毫米的铜球（可用废钢珠代替）两只，大的硬质试管（附软木塞）一只，直径50毫米、厚3毫米的玻璃圆板一块，50×110(毫米)2的铁片一张，长1100毫米的粗带子一根，细铜丝适量，快干胶水少量。 制法： 1、木架：木架是由一块底板和两根支架木板组成（图2）。在底板的下面四角钉四块小木块做脚，板上面（位置见图）开两个装支架木板的方孔。支架木板的上端锉成弧形，下端做成插榫。支架上各钻两个孔，上孔供安装圆盘轴，下孔供安装摇柄，在上孔的旁边各开一条宽3毫米、深3毫米的斜槽，准备每条支架嵌装金属刷。又在其中一根支架木板的另一面上方，开一条深5毫米的凹槽，准备嵌装一根有机玻璃的横梁，有机玻璃横梁的两旁各钻一个小孔，准备安装放电球和集电梳的柄，横梁中央钻一个较大的孔，用螺丝帽把横梁固定在支架板上。
2、起电圆盘：起电圆盘是由两张旧唱片做成。唱片要选择完全用虫胶制成的，有些唱片中间夹一层纸的不能用。如用有机玻璃，效果更好。 先在一张白纸上画一个直径是140毫米的圆，把圆等分为二十四份扇形，画上等分线，把圆剪下。 清除唱片上面的纸，并用布把表面擦拭干净。沟纹不必磨平。然后，在中央画一个直径是20毫米的圆，在圆周上钻两个孔（装配时固定用），然后把唱片平放在桌面上，唱片上覆上画有等分线的圆纸，圆纸的中心要跟唱片的中心对准，用图钉把纸跟唱片固定在桌面上，接着就可以粘贴铝箔。 用硬纸剪一块铝箔片的样板（图3，右）。再把铝箔放在玻璃板上用软纸团抹平，然后把它折迭成跟样板差不多大小，每迭约十多张，把样板覆在铝箔上沿样板剪下，一共剪四十八片。要剪得边缘光洁，不要有棱角或缺口，剪好以后，把铝箔片放在酒精灯上加热，当铝箔片开始变暗色就离开火焰，使它在空气中自然冷却。这样，铝箔片就失去了弹性，贴平时不致卷曲。在铝箔片的一面涂一层快干胶，使铝箔片狭的一端靠近圆纸片，并使铝箔片的中心线跟圆纸上的等分线对准，贴在唱片上。贴好以后，上面覆一层吸水纸，用铅笔杆轻轻括磨，使铝箔片紧贴在唱片上，没有一丝皱纹和气泡。这样依次把二十四片铝箔片贴在一张唱片上，全部贴好以后再贴另一张唱片。 3、集电梳：集电梳用粗铜丝弯制，形状如图4。在铜丝的一端，套装一只用薄铁片弯成的圆管，并用锡焊牢，在铜丝的另一端，各焊上一簇细铜丝，再在铁片圆管旁边的弯头旁，也焊上二、三簇细铜丝。细铜丝可以从废花线里或铜丝布上拆下来应用。 放电球的柄是用两根长150毫米的粗铜丝弯制的，柄的顶端焊一只铜球。没有铜球可以利用滚珠轴承里的废钢珠来代替。放电球插在集电梳柄端的铁片圆管里，以能转动但不太松为合适。 4、金属刷：用粗铜丝弯制两只金属刷（图5）。取两根长200毫米的铜丝，把它们的两端锤打成扁平，上面各钻一个小孔，在孔里焊一根短铁丝做轴。另外按图5左下角形状剪制四只圆管铁片，弯管后，在里面塞进一束柔软的细铜丝，然后把管口夹扁，再用焊锡把铜丝焊牢在圆管扁口里。在管子另一头的两个突片上钻小孔，使圆管借以套在粗铜丝两端的小铁丝轴上，使圆管能在铜丝柄上
静电感应起电机原理
静电感应起电机 感应起电机旋转盘由两块圆形有机玻璃叠在一起组成，中有空隙，每块向外的表面上都贴有铝片，铝片以圆心为中心对称分布。由于两盘分别与两个受动轮固定，并依靠皮带与驱动轮相连，由于两根皮带中有一根中间有交叉，因此转动驱动轮时两盘转向相反。 静电感应起电机 一、感应起电机结构 如图1所示，感应起电机旋转盘由两块圆形有机玻璃叠在一起组成，中有空隙，每块向外的表面上都贴有铝片，铝片以圆心为中心对称分布。由于两盘分别与两个受动轮固定，并依靠皮带与驱动轮相连，两根皮带相互交叉，使转动驱动轮时两盘转向相反。如图所示，盘转向为：正面顺时针，反面逆时针。两盘上各有一过圆心的固定电刷，两电刷呈90度夹角，电刷两端的铜丝与铝片密切接触，这样在盘旋转时铜丝铝片可以摩擦起电。在图2所示位置有悬空电刷E，悬空电刷与电刷成45°夹角，每个刷的两脚跨过两盘，但并不与两盘接触，脚上装有许多尖细铜丝，铜丝尖端指向圆盘上的铝片。悬空电刷由金属杆与莱顿瓶相连。莱顿瓶其实是个电容，用来储电。如图3所示为莱顿瓶结构，由两层筒状锡箔组成，中间是电介质，上有瓶盖。悬空电刷上的金属杆插入瓶盖一半，末端由一根较粗铜丝与莱顿瓶内层锡箔筒底相连，这样悬空电刷上所集电荷可以储存在莱顿瓶中。图3所示放电小球也通过一金属杆与莱顿瓶盖相接，此杆插入瓶盖一半且
不与集电叉相触，也不与莱顿瓶中锡箔筒相连，但这样可使其受莱顿瓶内筒电荷感应而带电，可推导出放电小球会被感应出和与其相连的莱顿瓶内筒同电性的电荷。由于感应起电机在左右各有一莱顿瓶，若两莱顿瓶集聚不同种电荷，则两放电小球上就会被感应出不同种电荷，当两小球靠近时就会因放电而产生电火花。需要说明的是，此莱顿瓶仅是储电设备，与小球是否放电无关，因为即使将其拆除，转动圆盘时两小球照常放电，只不过电火花很弱，但其频率更高。这是因为没有莱顿瓶后其电容减小了，可由公式U=Q/C解释：要产生电火花，两小球间电压约为几万伏，当C减小时，悬空电刷仅需要集聚很少电荷就可使电压升高到放电要求，故与原来相比，放电频率会加大。但是由于小球上每次放电所放出的电量减少了，相应电流也会减小，因而电火花很小。 二、感应起电机正转、反转状态下的工作原理 当顺时针摇动转轮上的摇柄时，分开的两个小球之间会有电火花产生，同时会听到噼里啪啦的放电声。这就是感应起电机的放电现象。这样的现象是如何产生的呢？下面我们就介绍一下它的原理。 由于在静电序列中铝排在铜之前，所以在圆盘转动时铝片与电刷上的铜丝摩擦而带上正电荷，铜丝带负电荷。如图：假设刚摩擦时金属铝片S1带电量为Q1，与其在同一直径上的铝片S2带电量为Q2,Q1与Q2有大小之分。如图： （1）转过90°（2）转过 45°(3) 转过45° （4）转过45°（5）转过 45°(6) 转过45° （7） 当圆盘转过90°时，S1与反面电刷Bˊ相对，此时S2ˊ、S1ˊ分别与S1、S2 相对。假设Q1>Q2，由于S1ˊ与S2ˊ之间有电刷连接，会引起自由电子移动，使得S1ˊ带正电荷，S2ˊ带负电荷。 当圆盘再转过45°时，S1、S2分别顺时针转至与电极相接的悬空电刷E2、E1处，并在该处放电使E1、E2带正电荷，这些正电荷又被积聚在莱顿瓶C1、C2中。 当圆盘再转过45°即S1转到与正面电刷B相对应时， S1与S1ˊ相对，S2与 S2ˊ相对，刚经过放电的S1与S2恰好不再带有电荷。S2ˊ带负电使得S2感应带正电，又由于与金属刷上铜丝摩擦也使它带正电，在二者共同作用下S2带上了正电荷；对于S1来说,S1ˊ上的正电荷使其感应带负电荷，由于金属刷的连接作用，S2所带的正电荷会导致电子移动（如图4）使S1带负电，这样，虽然有摩擦产生的正电荷也会被以上两种作用所产生的负电荷抵消，因此S1还是带负电荷。 圆盘再转过45°时，S1ˊ与S2ˊ恰好分别转到悬空电刷E2ˊ与E1ˊ处。带正电的S1ˊ在E2ˊ处放电后不再带电，E2ˊ上的负电荷被中和使E2ˊ带正电，这些正电荷被莱顿瓶C2积聚到放电叉T2的放电小球上；带负电的S2ˊ在E1ˊ处放