感应起电机

23008感应起电机 使用说明 高中物理教学仪器

一、用途

感应器电机适用于大、中学物理和小学自然课教学用。起电盘直径有Φ275mm和Φ235mm两种规格，在静电学的实验中用来获得大量的电荷和高压（电压可以达到数万伏左右），是完成静电实验时的静电源，配合其他仪器进行有关导体表面的电荷分布，静电场的电力线、尖端放电实验。其本身单独也可以做一系列实验，如静电感应、火花放电、尖端放电和电容放电等。

二、结构

由底座、莱顿瓶、支架、放电叉绝缘柄、集电杆（电流）、放电叉杆、铝箔片、中和电刷（感应电刷）、电刷杆、上轴及上轴螺母、莱顿瓶盖、导电弹簧、大皮带轮及连接片组成。

三、工作原理

顺时针转动皮带轮的手柄时，可以看到分开的两个小球之间会有电火花产生，同时还能听到噼里啪啦的放电声。这就是感应起电机的放电现象。

由于在静电序列中铝排在铜前面，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。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会有大小之分。

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。

四、主要技术指标

1、温度20°C、相对湿度为65％的环境中，摇柄120转/分钟时，火花放电距离≥55mm。

2、温度5-30°C范围，相对湿度为80％的条件下，仪器正常工作，火花放电距离≥30mm。

五、实验

六、操作、维护和故障排除

1、必须保持本仪器和配套仪器的表面干燥、清洁。

2、在梅雨季节，实验前用干净的软布反复擦拭或用红外煤烘烤，温度以40-50度为宜。

3、使用本机时摇转应由慢到快，且不宜过快，过快了会影响电刷与箔片的接触反而不起电，同时容易过快损坏起电盘。

4、使用前，应检査电刷与箔片是否接触良好，否则要调整好，或更换损坏的电刷。

5、起电机的轴承部位，应经常加润滑剂。

七、注意事项

实验时必须使静电感应器两面干燥，室内也应相对干燥。

起电机应安放在干燥与清洁的地方，安放处不应晒到太阳，使用完毕后应将塑料袋罩好，搬放时，注意不要碰破莱顿瓶和起电盘。

使用方法

由两块有机玻璃圆盘套在一根轴上，圆盘各自向外的一面粘有许多导电膜，两盘各自有一个皮带轮与手柄的一个皮带轮，通过皮带连接，由于两轮的皮带连接方式不同，当手柄摇动时，两个轮向相反的方向转动，两盘外侧各有一个感应电刷，它们间的夹角大约为90°，电刷两端的金属丝与盘面接触，当圆盘转动时，金属丝分别与导电膜接触，起着移动感应电荷作用，产生静电。

1、使用时按顺时针方向摇动起电机，摇动时由慢到快，但不要过快，否则影响电刷与导电层的接触，反而不起电。

2、开始转动时使两个放电球稍稍接近，等发现火花以后，再调节放电球的距离，停在需要的位置上。

3、用连接杆把两个小金属柱连接起来，两个储电瓶就连接在一起，电容增大，放电时产生火花就较为明亮，但两次放电时间间隔较长，去掉连接杆，放电火花较小，但两次放电时间间隔缩短。用起电器使其它静电仪器带电时，可以用导线与其它静电仪器连接起来。

4、停止摇动时，要从快到慢，最后让它自行停止，如突然停止，起电圆盘会因惯性而松脱。