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——起电原理介绍

尖面放电原理

传送带左边做上行运动、右边做下行运动。负电荷随着传送带的上行而上移，当负电荷到达上滚轮附近时，在上滚轮附近设置有集电梳，所谓集电梳就是一排整齐的金属尖针，它的外形正像日常生活用品-梳头的梳子。在尖面导体强电场的作用下，与尖面电荷极性相反的离子飞向面端跟尖面电荷中和；与尖面电荷极性相同的离子受到排斥背离尖面飞走，这就是所谓尖面放电。根据尖面放电原理，传送带上的负电荷（束缚电荷）经过集电梳时必然发生尖面放电，负电荷飞向尖面并迅速分布到球壳表面。总之，在尖面放电的作用下，传送带的负电荷顺利地转移到金属球外表面。

范式起电机——故障排除方法介绍

起电机正常工作但起电量较小

这也是经常发生的故障，造成故障的原因可能来自几个方面。一是自激梳的位置发生偏移。由前文分析可知，集电梳就是一排整齐的金属尖针，而金属尖针紧密连续的排列就等同于金属刀片。电荷自激原理告诉我们，集电梳可以实现下滚轮的正电荷通过尖面放电原理产生的负电荷，且附着于传送带而上行。因此自激梳如果出现偏移就不能很好地发挥电荷自激装置的作用，起电机只能产生微弱的静电荷。可以仔细地调整自激梳到“合适位置”----使得自激梳尽量靠近传送带但不要碰触传送带；二是集电梳的位置发生偏移。集电梳如果与传送带距离太大即不能很好地收集静电荷；集电梳如果与传送带的距离过近则容易划伤传送带，也不能正常地收集静电荷。可以通过反复仔细的调节集电梳的左右两侧螺母使其到达合适位置，这里的“合适位置”与自激梳的要求相同；三是前面说到的潮湿问题以及仪器不清洁问题也是造成起电机电荷量小的原因。

范式起电机的实验原理 

当内腔导体的腔内沒有其他带电体时，在静电平衡情况下导体内腔内表层上无电荷，电荷只有遍布在内腔的外表层，范得格拉夫起电机便是运用内腔导体的这一特点做成的。大金属材料壳由绝缘层支撑适用着，传送带是硫化橡胶布制成的，由一对转轴推动。传送带由连接开关电源一端的尖面的导体喷涌电荷而通电。在尖面导体的正对面，传送带身后的接地装置导体板的效果是提升由尖面的导体向传送带的电荷喷涌。当通电传送带历经另一尖面导体的附近时，尖面的导体便将电荷传输给予它相连的导体球壳。这种电荷将所有分散在金属材料壳的表面表面，使它相比于地的电位差持续的提升。 起电机因为高等级放电而使箔片上携带电荷并持续获得并堆积较多的电荷，而箔片上的电荷又根据尖面充放电的方式而使莱顿瓶不断累积电荷，做到得到较高的工作电压的目地。逐渐上辊与胶布磨擦而造成的负电荷，被上辊旁的集电梳所搜集到电级球上。与此同时胶布与上辊磨擦而造成的正电荷，由胶布传至下辊，被下辊旁的下集电梳搜集入地。而下辊产生的负电荷，由胶布运输到上辊，被集电梳搜集到电级球上，电动机不断地运行，持续不断以上全过程，进而产生很高电位.，产生很多电荷汇聚在球型罩上。