范式起電機(jī)的實(shí)驗(yàn)原理

當(dāng)空腔導(dǎo)體的腔內(nèi)沒有其它帶電體時(shí)，在靜電平衡狀態(tài)下導(dǎo)體空腔內(nèi)表面上無電荷，電荷只能分布在空腔的外表面，范得格拉夫起電機(jī)就是利用空腔導(dǎo)體的這一特性制成的。大金屬殼由絕緣支柱支持著，傳送帶是橡膠布做成的，由一對轉(zhuǎn)輪帶動(dòng)。傳送帶由聯(lián)接電源一端的尖面的導(dǎo)體噴射電荷而帶電。在尖面導(dǎo)體的對面，傳送帶背后的接地導(dǎo)體板的作用是加強(qiáng)由尖面的導(dǎo)體向傳送帶的電荷噴射。當(dāng)帶電傳送帶經(jīng)過另一尖面導(dǎo)體的近旁時(shí)，尖面的導(dǎo)體便將電荷傳送給與它相接的導(dǎo)體球殼。這些電荷將全部分布在金屬殼的外表面上，使它相對于地的電位不斷的提高。

起電機(jī)由于靜電感應(yīng)而使箔片上帶上電荷并連續(xù)取得并積聚較多的電荷，而箔片上的電荷又通過尖面放電的途徑而使萊頓瓶不斷地積累電荷，達(dá)到獲得較高的電壓的目的。開始上輥與膠帶摩擦而發(fā)生的負(fù)電荷，被上輥旁的上集電梳所收集到電極球上。同時(shí)膠帶與上輥摩擦而發(fā)生的正電荷，由膠帶輸送到下輥，被下輥旁的下集電梳收集入地。而下輥發(fā)生的負(fù)電荷，由膠帶運(yùn)送到上輥，被上集電梳收集到電極球上，電機(jī)不停地運(yùn)轉(zhuǎn)，不斷反復(fù)上述過程，從而發(fā)生很高電位.，形成大量電荷會聚在球形罩上。

范式起電機(jī)的【實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象】

1.使頭發(fā)豎立：由于人身導(dǎo)電，所以當(dāng)起電機(jī)啟動(dòng)時(shí)，電荷便傳到身上。因?yàn)轭^發(fā)上的電荷互相排斥，頭發(fā)便豎立起來。（圖片腦補(bǔ)）

2.吸引發(fā)泡膠球：當(dāng)發(fā)泡膠球移近起電機(jī)的球形罩時(shí)，發(fā)泡膠球中分子內(nèi)的電荷分布將發(fā)生變化。在分子內(nèi)，正負(fù)兩極的電荷被輕微地分離，產(chǎn)生所謂極化的現(xiàn)象。此時(shí)球形罩上的電荷與分子內(nèi)相反的電荷產(chǎn)生微小的吸力，從而吸引整個(gè)發(fā)泡膠球。

3.排斥紙屑。

此外，該實(shí)驗(yàn)?zāi)墚a(chǎn)生高電壓，但能量小，不會對人體產(chǎn)生傷害，當(dāng)然自己也可以采用一些安全措施，這個(gè)實(shí)驗(yàn)還是挺有趣的。

范式起電機(jī)的起電原理

感應(yīng)起電原理

范氏起電機(jī)可演示感應(yīng)起電實(shí)驗(yàn)。摩擦起電與感應(yīng)起電是兩種基本的靜電起電方式。當(dāng)起電機(jī)的金屬球帶上一定電荷時(shí)，教師手持驗(yàn)電器慢慢靠近金屬球，學(xué)生看到驗(yàn)電器的兩箔片逐漸張開，靠得越近張開的角度越大；再將驗(yàn)電器逐漸遠(yuǎn)離金屬球時(shí)張角變小，驗(yàn)電器離開金屬球足夠遠(yuǎn)時(shí)兩箔片合攏。這就是感應(yīng)起電實(shí)驗(yàn)。在感應(yīng)起電過程中驗(yàn)電器所帶的凈電荷等于零。然而驗(yàn)電器與金屬球靠得足夠近時(shí)發(fā)生火花放電，此時(shí)驗(yàn)電器帶上了凈電荷，再將驗(yàn)電器遠(yuǎn)離金屬球時(shí)兩箔片不再合攏。

范式起電機(jī)——故障排除

范氏起電機(jī)是靜電理論知識綜合實(shí)踐應(yīng)用的范例，掌握了范氏起電機(jī)的結(jié)構(gòu)和工作原理后不難排除起電機(jī)的常見故障。結(jié)合我們在教學(xué)實(shí)驗(yàn)中遇到的故障及排除方法做出概括性陳述。

電動(dòng)機(jī)不轉(zhuǎn)或旋轉(zhuǎn)無力

范氏起電機(jī)一般使用電容啟動(dòng)式單相交流電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)滾輪轉(zhuǎn)動(dòng)，使用日久后啟動(dòng)電容器容易漏電變質(zhì)甚至完全損壞，此時(shí)出現(xiàn)電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)無力或者只有交流聲而不旋轉(zhuǎn)的現(xiàn)象?？烧赵瓉黼娙萜鞯娜萘亢湍蛪簲?shù)值購買新的電容器并且更換。