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

范氏起电机是静电理论知识综合实践应用的范例，掌握了范氏起电机的结构和工作原理后不难排除起电机的常见故障。结合我们在教学实验中遇到的故障及排除方法做出概括性陈述。

电动机不转或旋转无力

范氏起电机一般使用电容启动式单相交流电动机驱动滚轮转动，使用日久后启动电容器容易漏电变质甚至完全损坏，此时出现电动机旋转无力或者只有交流声而不旋转的现象。可照原来电容器的容量和耐压数值购买新的电容器并且更换。