范式起电机简介

范式起电机，即范德格拉夫起电机（Van de Graaff generator），又称范德格拉夫加速元件，是一种用来产生静电高压的装置。该装置于1929年由荷兰裔美国物理学家罗伯特·杰米森·范德格拉夫发明。范德格拉夫起电机通过传送带将产生的静电荷传送到中空的金属球表面。范德格拉夫起电机非常易于获得非常高的电压，现代的范德格拉夫起电机电势可达500万伏特。

范式起电机的起电原理

火花放电原理

起电机金属球相当于一个电容器，这个电容器可视为两个同心球壳构成，一个球壳半径是R ；另一个球壳半径为无穷大，两球壳组成的电容器容量是C=4πε0R。集电梳作用就是给这个电容器不断充电。大球带上足够的负电荷后，将小球靠近大球，可看到明亮的电火花同时听到爆鸣声，即发生了“火花放电”。火花放电时碰撞电离并不是发生在两个电极之间的整个区域，而是发生在狭窄曲折的闪光通道中。空气击穿后突然由绝缘体变为导体，两个电极上的电荷很快中和，因此放电之后两极间的电压迅速降低，火花放电很快停止。需要等待起电机继续起电，当两极间的电压又升到一定数值方能再次看到火花放电，所以火花放电是间断发生的。

范式起电机——故障排除方法介绍

传送带偏离上下滚轮的中线

当传送带偏离上下滚轮的中线较多时，传送带会与绝缘支架内壁摩擦，造成传送带与支架内壁磨损受伤。此时需要松开电动机安装支架，重新调整电动机位置且固定之；或者调试上滚轮两端的螺母，使橡胶带到达较理想的中线位置。传送带如果出现裂纹老化现象直接影响起电效果，必须更换新的传送带。此外需要注意：教学演示结束要将小球与大球接触完全放电后人体方可接触金属球。