範式起電機

範式起電機

範式起電機是一種能發生很高電壓的靜電高壓發生裝置。電極由有機玻璃圓筒所支撐,上下有兩個輥,下輥與電機相連,通過膠帶帶動上輥運轉。

範式起電機

範式起電機範式起電機

(Van de Graaff generator)

開始上輥與膠帶摩擦而發生的負電荷,被上輥旁的上集電梳所收集到電極球上。同時膠帶與上輥摩擦而發生的正電荷,由膠帶輸送到下輥,被下輥旁的下集電梳收集入地。而下輥發生的負電荷,由膠帶運送到上輥,被上集電梳收集到電極球上,電機不停地運轉,不斷反覆上述過程,從而發生很高電位.

如何玩出樂趣

1.使頭髮豎立:由於人身導電,所以當起電機啟動時,電荷便傳到身上。因為頭髮上的電荷互相排斥,頭髮便豎立起來。

2.吸引發泡膠球:當發泡膠球移近起電機的球形罩時,發泡膠球中分子內的電荷分布將發生變化。在分子內,正負兩極的電荷被輕微地分離,產生所謂極化的現象。此時球形罩上的電荷與分子內相反的電荷產生微小的吸力,從而吸引整個發泡膠球。

3.產生電火花:把接地的金屬小球移近起電機的球形罩時,強大的電場使電荷由球形罩躍向金屬小球,在空氣中產生大量離子和電子。因為離子的能態比不帶電的空氣分子高,所以它們便自發地釋放能量,產生火花。這是在空氣中的放電現象,例如閃電就是電荷從一片雲躍向另一片雲或地面的放電現象。

4.產生電風:帶電導體的尖端區域具有較高的表面電荷密度,而電荷密度越高,所產生的電場越強。而強大的電場使尖端周圍的空氣分子電離,空氣中與導體電荷相反的離子或電子被尖端吸引,而那些與導體電荷相同的離子或電子則被尖端排斥到遠處,這現象稱為尖端效應。離子運動時拖動空氣分子,產生電風,可使扇葉轉動。

日常生活中的靜電

在日常生活中有很多靜電的套用,像影印機、靜電除塵器、靜電噴漆。認識靜電也可使我們避免它可帶來的危險,例如在運載易燃物品的車輛尾端繫上接捷運鏈,把電荷傳到地面,以免電火花引致火災。同理,醫院的手術室里,因為時常套用氧氣和易燃的麻醉藥物,所以地板通常是抗靜電的,而所有機器亦需接地,以免火花引發爆炸。

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