范式起電機的【實驗現(xiàn)象】

1.使頭發(fā)豎立：由于人身導(dǎo)電，所以當(dāng)起電機啟動時，電荷便傳到身上。因為頭發(fā)上的電荷互相排斥，頭發(fā)便豎立起來。（圖片腦補）

2.吸引發(fā)泡膠球：當(dāng)發(fā)泡膠球移近起電機的球形罩時，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)，正負兩極的電荷被輕微地分離，產(chǎn)生所謂極化的現(xiàn)象。此時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，從而吸引整個發(fā)泡膠球。

3.排斥紙屑。

此外，該實驗?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，這個實驗還是挺有趣的。

范式起電機的起電原理

電荷自激原理

摩擦起電的電荷量太小，不能使金屬球帶上足夠多的靜電荷，大球與小球之間不能產(chǎn)生強烈的火花放電。因此儀器還需要電荷的自激機制。下滾輪、傳送帶、自激梳三者構(gòu)成了電荷自激系統(tǒng)。在摩擦起電的過程中，負電荷被傳送帶源源不斷地運走，但正電荷只能聚集在下滾輪，而且越聚越多。這樣下滾輪正電荷的面密度就大大高于傳送帶的負電荷的面密度，因此正電荷是矛盾的主要方面：下滾輪周圍空間的電場就是正電荷形成的強大電場。在正電荷電場作用下導(dǎo)致自激梳發(fā)生尖面放電，由于傳送帶的中介隔離作用，尖面放電放出的負電荷不能與下滾輪的正電荷相遇中和，這些負電荷只能吸附于傳送帶且被上行的傳送帶帶走。運轉(zhuǎn)一定時間后，下滾輪的帶電荷增加量與泄漏量達到動態(tài)平衡。一定量的正電荷通過自激梳的尖面放電可產(chǎn)生的負電荷，這就是范氏起電機的電荷自激原理。實驗表明：取下自激梳僅依靠摩擦電荷對金屬球充電它只能帶有微弱電荷。

感應(yīng)起電原理

范氏起電機可演示感應(yīng)起電實驗。摩擦起電與感應(yīng)起電是兩種基本的靜電起電方式。當(dāng)起電機的金屬球帶上一定電荷時，教師手持驗電器慢慢靠近金屬球，學(xué)生看到驗電器的兩箔片逐漸張開，靠得越近張開的角度越大；再將驗電器逐漸遠離金屬球時張角變小，驗電器離開金屬球足夠遠時兩箔片合攏。這就是感應(yīng)起電實驗。在感應(yīng)起電過程中驗電器所帶的凈電荷等于零。然而驗電器與金屬球靠得足夠近時發(fā)生火花放電，此時驗電器帶上了凈電荷，再將驗電器遠離金屬球時兩箔片不再合攏。

范式起電機——故障排除方法介紹

起電機正常工作但起電量較小

這也是經(jīng)常發(fā)生的故障，造成故障的原因可能來自幾個方面。一是自激梳的位置發(fā)生偏移。由前文分析可知，集電梳就是一排整齊的金屬尖針，而金屬尖針緊密連續(xù)的排列就等同于金屬刀片。電荷自激原理告訴我們，集電梳可以實現(xiàn)下滾輪的正電荷通過尖面放電原理產(chǎn)生的負電荷，且附著于傳送帶而上行。因此自激梳如果出現(xiàn)偏移就不能很好地發(fā)揮電荷自激裝置的作用，起電機只能產(chǎn)生微弱的靜電荷?？梢宰屑毜卣{(diào)整自激梳到“合適位置”----使得自激梳盡量靠近傳送帶但不要碰觸傳送帶；二是集電梳的位置發(fā)生偏移。集電梳如果與傳送帶距離太大即不能很好地收集靜電荷；集電梳如果與傳送帶的距離過近則容易劃傷傳送帶，也不能正常地收集靜電荷?？梢酝ㄟ^反復(fù)仔細的調(diào)節(jié)集電梳的左右兩側(cè)螺母使其到達合適位置，這里的“合適位置”與自激梳的要求相同；三是前面說到的潮濕問題以及儀器不清潔問題也是造成起電機電荷量小的原因。