初中物理實驗要求的23007靜電感應起電機利用了感應起電的原理,可連續地積累較多的電荷,從而獲得高電壓以進行各種靜電實驗。那么,感應起電機為什么必須要正轉才能夠起電?其起電原理是什么呢?
由于大氣中有許多帶電粒子,它們與導電膜碰撞,就使導電膜帶上少量的電荷。假設b1上帶有少量正電(b1上帶有少量負電時,起電機起電的情形類似),由于靜電感應使a1,a2通過n1,n2和導電桿分別帶上負電荷和正電荷。
起電機正向轉動時,從有搖把的一側觀察,靠近搖把一側的起電盤P2隨手搖的方向沿順時針方向旋轉,另一側的起電盤1沿逆時針方向旋轉。當b1,b5逆時針轉到電梳E1,E2處時,由于靜電感應使部分電子和正電荷分別集中到E1,E2的尖端梳齒上,在尖端處形成較強的電場,產生尖端放電,導致b1,b5失去電荷,而E1,E5分別帶上正電和負電,致使與它們相連的放電球T1和萊頓瓶C1的內電極上帶正電,T2和C2的內電極上帶負電。
當bl,b5繼續轉到n4,n3處時,a1,a5正好轉到n3,n4處。由于靜電感應使b1,b5通過電刷n4,n3和導電桿分別帶上負電荷和正電荷。此后a1b1與a5,b5又分別轉向E2,E1,導致E2,E1上所帶的負電、正電繼續增加。
同理,P1、P2起電盤上其它的導電膜通過靜電感應,在每片導電盤的上下兩半部分位置處帶上相反電荷。前面P2起電盤上半部帶負電,下半部帶正電。后面P1起電盤上半部帶正電,下半部帶負電。在轉動中到達E1處的導電膜都帶正電,到達E2處的導電膜都帶負電,通過尖端放電使E1,E2上的正負電荷不斷積累。其中E1,E2上的電荷主要累積存儲在萊頓瓶C1,C2處。失去電荷的導電膜又在n1、n2處感應到與原來相反的電荷。
如此循環,使C1,C2處的正、負電荷逐漸增多。放電球T1,T2之間的電壓隨之升高。當電壓達到T。,T:之間空氣的擊穿電壓值時,T1,T2之間就會產生火花放電。此時,C1,C2中儲存的電量瞬時釋放,電流路徑上的空氣被加熱到高溫而產生火花,空氣的驟然膨脹又造成爆鳴。同時,T1,T2之間的電壓也迅速降低。當余下的電能不足以維持放電時,火花即熄滅,放電停止,開始下一次電荷的積累。