起電機(jī)是一種借助人力或其他動(dòng)力克服靜電力以獲得靜電的機(jī)械，簡(jiǎn)稱起電機(jī)。跟一般的 發(fā)電機(jī)不同，起電機(jī)只能產(chǎn)生較高的電壓，而由此放電產(chǎn)生的短暫脈沖電流，平均值很小，一般不超過(guò)幾毫安。

韋氏起電機(jī)

范德格拉夫起電機(jī)

　　如下圖所示，靜電感應(yīng)起電機(jī)旋轉(zhuǎn)盤由兩塊圓形有機(jī)玻璃板疊在一起組成，中間有空隙，每塊向外的表面上都貼有鋁片，鋁片以圓心為中心對(duì)稱分布。兩盤分別與兩個(gè)受動(dòng)輪固定，并依靠皮帶與驅(qū)動(dòng)輪相連，兩根皮帶中有一根中間有交叉，轉(zhuǎn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)輪時(shí)兩盤轉(zhuǎn)向相反。兩盤上各有一過(guò)圓心的固定電刷，兩電刷呈9 0 °，電刷兩端的銅絲與鋁片密切接觸，這樣在盤旋轉(zhuǎn)時(shí)銅絲、鋁片可以摩擦起電。另有與固定電刷成45 °的懸空電刷，懸空電刷的兩腳跨過(guò)兩盤，但并不與兩盤接觸 ，腳上裝有許多尖細(xì)銅絲，銅絲尖端指向圓盤上的鋁片。懸空電刷由金屬桿與萊頓瓶相連。

　感應(yīng)起電機(jī)的左右各有一萊頓瓶。萊頓瓶其實(shí)是個(gè)電容，用來(lái)儲(chǔ)電。萊頓瓶結(jié)構(gòu)由兩層筒狀錫箔組成，中間是電介質(zhì)，上有瓶蓋。懸空電刷上的金屬桿插入瓶蓋，末端由一根較粗銅絲與萊頓瓶?jī)?nèi)層錫箔筒底相連，這樣懸空電刷上所集電荷可以儲(chǔ)存在萊頓瓶中。放電小球也通過(guò)一金屬桿與萊頓瓶蓋相接，但不與萊頓瓶中錫箔相連，這樣可使其受萊頓瓶?jī)?nèi)筒電荷感應(yīng)而帶電。兩萊頓瓶集聚不同種電荷。兩放電小球也被感應(yīng)出不同種電荷。萊頓瓶集聚電荷足夠多時(shí)，球間電壓可達(dá)幾萬(wàn)伏，在兩球靠近時(shí)就會(huì)因放電而產(chǎn)生電火花。

　　靜電感應(yīng)起電機(jī)是利用靜電感應(yīng)和尖端放電現(xiàn)象，使導(dǎo)體上連續(xù)地積累大量電荷及產(chǎn)生高電壓的裝置。

　　下圖是起電機(jī)原理示意圖，為了便于說(shuō)明，用小、大兩圓代表轉(zhuǎn)動(dòng)圓盤A1和A2，1、2和3、4代表固定電刷B1和B2上的四個(gè)刷頭。由于射線和其它引起空氣電離的因素的作用，空氣中經(jīng)常存在微量離子。設(shè)A2盤的鋁箔片a偶然獲得正電荷，如圖（a ）。把A 盤上與鋁箔片a相對(duì)的鋁箔片b ，金屬桿B1及鋁箔片b '看成一個(gè)導(dǎo)體，由于靜電感應(yīng)，b帶負(fù)電而b ' 帶正電。設(shè)A2盤不動(dòng)而A1盤順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，則A1盤上徑向的每對(duì)鋁箔片經(jīng)與電刷1、2接觸時(shí)都帶上等量異號(hào)電荷，轉(zhuǎn)動(dòng)半周后情況如圖（b）所示。注意此時(shí)A2 盤上與電刷3 、4接觸的一對(duì)鋁箔片c和C'也因受到A1 盤上d和d'感應(yīng)而帶異號(hào)電荷，而且因鋁箔片d和d'上都有施感電荷，所以C 和c'上的感應(yīng) 電荷比圖（a）中b 和b'上的感應(yīng)電荷多。設(shè)從現(xiàn)在起A1盤不動(dòng)而A2盤逆時(shí)針轉(zhuǎn)半周，鋁箔片上帶電情況如圖 （c ）。注意此時(shí)A1盤上的一對(duì)鋁箔片b、b'帶有更多些感應(yīng)電荷。如此兩盤繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，其上鋁箔片將帶電越來(lái)越多。由圖（d ）可見(jiàn)，兩盤鋁箔片上電荷在一、三象限異號(hào)，而二、四象限同號(hào)。在二、 四象限放置集電梳D1 和D2 ，利用尖端放電現(xiàn)象，就可不斷的從鋁箔片上收集正、負(fù)電荷，通過(guò)金屬桿送至電極小球S1和S2上，能使兩球間有高達(dá)幾萬(wàn)伏的電位差。

　　實(shí)際上搖動(dòng)手柄時(shí)，兩個(gè)圓盤是同時(shí)反向轉(zhuǎn)動(dòng)的，上述討論仍然適用，只是帶電過(guò)程更快而已。那么若圓盤轉(zhuǎn)向與如圖所示相反，即A1盤逆時(shí)針轉(zhuǎn)而A2盤順時(shí)針轉(zhuǎn)時(shí)會(huì)有什么結(jié)果呢？顯然這時(shí)的二、四象限兩盤就會(huì)和順轉(zhuǎn)時(shí)的（d ）圖當(dāng)中的一、三象限的兩盤一樣帶上異號(hào)電荷，這時(shí)集電梳D1和D2都同時(shí)能夠收集到正電荷和負(fù)電荷，而它們收集到的凈電荷就少多啦，它們之間的電位差也就顯著減小，所以無(wú)法正常起電。

二、范德格拉夫起電機(jī)結(jié)構(gòu)原理

范德格拉夫起電機(jī)是由美國(guó)科學(xué)家范德格拉夫 (1901- 1967) 于1931年發(fā)明的。起電機(jī)以摩擦生電的原理，不斷產(chǎn)生大量電荷。圖為學(xué)校普遍使用的一種模型，內(nèi)里有一條橡皮帶，由膠轆帶動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)。當(dāng)點(diǎn)電極藉摩擦或高電壓產(chǎn)生靜電，運(yùn)轉(zhuǎn)的橡皮帶便會(huì)將電荷不斷地傳到球形金屬罩的內(nèi)表面。因?yàn)殡姾芍�間互相排斥，所以電荷便移動(dòng)到球形罩的外表面，形成大量電荷積聚在球形罩上。 

范德格拉夫起電機(jī)的基本構(gòu)造結(jié)構(gòu)包括一個(gè)由絲綢或其他彈性材料制成的帶子，它環(huán)繞著兩個(gè)金屬滾輪。其中一個(gè)是中空的，記為(1)，兩個(gè)電極(2)和(7)分別位于滾輪下方的下滑輪和球體內(nèi)，電刷(2)連接到球體，而電刷(7)則接地。當(dāng)帶子通過(guò)前方的低電刷時(shí)，它會(huì)捕獲負(fù)電荷，使得帶子本身帶有負(fù)電(5)。當(dāng)帶子與上部滾軸(3)接觸，會(huì)釋放一些電子，從而使?jié)L軸帶負(fù)電荷，如果滾軸末端絕緣，這種情況會(huì)發(fā)生。

這種負(fù)電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)使得空氣被電離。電子從帶子轉(zhuǎn)移到上部電刷，使得帶子變?yōu)檎�電，因�(yàn)樗�的電荷減少。與此同時(shí)，上部滾軸由于電磁感應(yīng)在其表面積累正電荷。當(dāng)滾軸放電，以及帶子的電性反轉(zhuǎn)以恢復(fù)中性，這個(gè)過(guò)程持續(xù)進(jìn)行。帶子持續(xù)運(yùn)行，導(dǎo)致球體(1)積累越來(lái)越多的正電荷，直到其完全充滿。隨著球體升高，它所帶的電量也隨之增加。

在球體內(nèi)部，帶負(fù)電的裝置(8)被用來(lái)釋放主球殼上的電荷，形成由電位差引發(fā)的火花(9)。這就是范德格拉夫起電機(jī)的基本工作原理，通過(guò)電荷的轉(zhuǎn)移和積聚，實(shí)現(xiàn)電荷的分離和釋放。

　　在歷史上，維姆胡斯起電機(jī)曾經(jīng)是產(chǎn)生高電壓的重要工具，現(xiàn)在則主要用于課堂演示靜電現(xiàn)象及空氣中的放電現(xiàn)象。一對(duì)約60厘米直徑的玻璃盤以 100轉(zhuǎn)／分的速度旋轉(zhuǎn)，大約可以產(chǎn)生50000伏的電壓。大型的維姆胡斯起電機(jī)可以在空氣中產(chǎn)生十多厘米長(zhǎng)的電弧，同時(shí)發(fā)出強(qiáng)烈的噼啪聲。