范式起电机的起电原理

摩擦起电原理

范氏起电机静电荷来源是基于两种不同材料摩擦起电的原理（包括紧密接触起电）。一般说来两种不同的材料发生摩擦时都会发生电荷的转移，获得电子的材料带负电；失去电子的材料带正电。由于金属材料的自由电子很容易转移，保存这些电荷特别困难，所以实际应用中都采用绝缘材料摩擦来获得静电荷。绝缘体摩擦产生的电荷称为束缚电荷，其涵义为，这些电荷在哪里产生就停留在哪里而不能在绝缘材料上移动。范氏起电机的两个摩擦对象是：下滚轮与传送带。根据需要适当地选择两种材料的组合：可以使下滚轮带正电、传送带带负电；调换材料的组合也可使带电情况相反。交流电动机与下滚轮共轴，接通220V交流电源，电动机随即带动下滚轮转动。下滚轮与传送带之间的摩擦和紧密接触作用，导致两介质带上异种电荷。这里不妨假设下滚轮带正电，传送带带负电。

感应起电原理

范氏起电机可演示感应起电实验。摩擦起电与感应起电是两种基本的静电起电方式。当起电机的金属球带上一定电荷时，教师手持验电器慢慢靠近金属球，学生看到验电器的两箔片逐渐张开，靠得越近张开的角度越大；再将验电器逐渐远离金属球时张角变小，验电器离开金属球足够远时两箔片合拢。这就是感应起电实验。在感应起电过程中验电器所带的净电荷等于零。然而验电器与金属球靠得足够近时发生火花放电，此时验电器带上了净电荷，再将验电器远离金属球时两箔片不再合拢。

范式起电机——故障排除方法

起电机几乎不起电

很大可能的原因就是机器潮湿或灰尘多致使各部件绝缘性能变差。如果绝缘支架、下滚轮、上滚轮、橡胶带、金属球表面等有纤维物、汗渍或灰尘等，都会造成许多微小的尖面，使产生的电荷直接从尖面通过电晕放电流散到空气中。因此需要用清洁抹布将各个组件表面擦干净，且不要用手直接触摸仪器。环境湿度太大也会导致起电机不起电，含杂质的水分子附着在绝缘体表面会使仪 器绝缘性能 大大降低。起电机内部安装有一盏白炽灯可用来烘干除湿。如果白炽灯不亮，可以检查电路故障或者更换新灯泡。若白炽灯烘干效果不理想可考虑另加红外线的烘干热源，总之要保证演示实验环境的清洁、通风、干燥。