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感应起电机

感应起电机

货号
23008
单位
规格参数
静电感应起电机
市场价
¥140.00
销售价
¥133.00

23008感应起电机 使用说明 高中物理教学仪器

一、用途

感应器电机适用于大、中学物理和小学自然课教学用。起电盘直径有Φ275mm和Φ235mm两种规格,在静电学的实验中用来获得大量的电荷和高压(电压可以达到数万伏左右),是完成静电实验时的静电源,配合其他仪器进行有关导体表面的电荷分布,静电场的电力线、尖端放电实验。其本身单独也可以做一系列实验,如静电感应、火花放电、尖端放电和电容放电等。

二、结构

由底座、莱顿瓶、支架、放电叉绝缘柄、集电杆(电流)、放电叉杆、铝箔片、中和电刷(感应电刷)、电刷杆、上轴及上轴螺母、莱顿瓶盖、导电弹簧、大皮带轮及连接片组成。

三、工作原理

顺时针转动皮带轮的手柄时,可以看到分开的两个小球之间会有电火花产生,同时还能听到噼里啪啦的放电声。这就是感应起电机的放电现象。

由于在静电序列中铝排在铜前面,所以在圆盘转动时铝片与电刷上的铜丝摩擦而带上正电荷,铜丝带负电荷。假设刚摩擦时金属铝片S1带电量为Q1,与其在同一直径上的铝片S2带电量为Q2,Q1与Q2会有大小之分。

当圆盘转过90°时,S1与反面电刷Bˊ相对,此时S2ˊ、S1ˊ分别与S1、S2相对。假设Q1>Q2,由于S1ˊ与S2ˊ之间有电刷连接,会引起自由电子移动,使得S1ˊ带正电荷,S2ˊ带负电荷。

当圆盘再转过45°时,S1、S2分别顺时针转至与电极相接的悬空电刷E2、E1处,并在该处放电使E1、E2带正电荷,这些正电荷又被积聚在莱顿瓶C1、C2中。

当圆盘再转过45°即S1转到与正面电刷B相对应时, S1与S1ˊ相对,S2与S2ˊ相对,刚经过放电的S1与S2恰好不再带有电荷。S2ˊ带负电使得S2感应带正电,又由于与金属刷上铜丝摩擦也使它带正电,在二者共同作用下S2带上了正电荷;对于S1来说,S1ˊ上的正电荷使其感应带负电荷,由于金属刷的连接作用,S2所带的正电荷会导致电子移动使S1带负电,这样,虽然有摩擦产生的正电荷也会被以上两种作用所产生的负电荷抵消,因此S1还是带负电荷。 

圆盘再转过45°时,S1ˊ与S2ˊ恰好分别转到悬空电刷E2ˊ与E1ˊ处。带正电的S1ˊ在E2ˊ处放电后不再带电,E2ˊ上的负电荷被中和使E2ˊ带正电,这些正电荷被莱顿瓶C2积聚到放电叉T2的放电小球上;带负电的S2ˊ在E1ˊ处放电后也不再带电,且E1ˊ上的正电荷被中和使E1ˊ带负电,这些负电荷被莱顿瓶C1积聚到放电叉T1的放电小球上。

如果圆盘又转过45°, S1又与S2ˊ相遇,S2与S1ˊ相遇,且此时S1﹑S2与反面电刷Bˊ相对,S1ˊ﹑S2ˊ分别在E2、E1处放电后不再带电。此时的电荷变化与过程(4)相似, 因此与S1相对的S2ˊ带正电荷, 与S2相对的S1ˊ带负电荷。
当圆盘再转过45°,此时S1﹑S2恰好分别转到悬空电刷E1﹑E2处。S1在E1处放电使得负电荷被积聚到放电叉T1的放电小球上,S2在,E2处放电使得正电荷被积聚到放电叉T2的放电小球上。之后转动摇柄,电荷的变化情况将重复过程(3)~(7),由于两盘的逆向旋转,转至与电极相接的悬空电刷E2、E2ˊ处的金属片将全部带正电,转至与电极相接的悬空电刷E1、E1ˊ处的金属片将全部带负电。莱顿瓶C2感应到放电小球T2上的正电荷会越来越多,而被莱顿瓶C1感应到放电小球T1上的负电荷也会越来越多,当小球聚集一定电荷时,就会产生放电现象。在莱顿瓶盖内放电叉与悬空电刷之间的空气也会被电离,使放电叉与悬空电刷在短时间内相当于一个导体,将事先聚集在莱顿瓶中的电荷大部分中和之后,再一次重复上述过程。

四、主要技术指标

1、温度20°C、相对湿度为65%的环境中,摇柄120转/分钟时,火花放电距离≥55mm。

2、温度5-30°C范围,相对湿度为80%的条件下,仪器正常工作,火花放电距离≥30mm。

五、实验

六、操作、维护和故障排除

1、必须保持本仪器和配套仪器的表面干燥、清洁。

2、在梅雨季节,实验前用干净的软布反复擦拭或用红外煤烘烤,温度以40-50度为宜。

3、使用本机时摇转应由慢到快,且不宜过快,过快了会影响电刷与箔片的接触反而不起电,同时容易过快损坏起电盘。

4、使用前,应检査电刷与箔片是否接触良好,否则要调整好,或更换损坏的电刷。

5、起电机的轴承部位,应经常加润滑剂。

七、注意事项

实验时必须使静电感应器两面干燥,室内也应相对干燥。

起电机应安放在干燥与清洁的地方,安放处不应晒到太阳,使用完毕后应将塑料袋罩好,搬放时,注意不要碰破莱顿瓶和起电盘。

 

使用方法

由两块有机玻璃圆盘套在一根轴上,圆盘各自向外的一面粘有许多导电膜,两盘各自有一个皮带轮与手柄的一个皮带轮,通过皮带连接,由于两轮的皮带连接方式不同,当手柄摇动时,两个轮向相反的方向转动,两盘外侧各有一个感应电刷,它们间的夹角大约为90°,电刷两端的金属丝与盘面接触,当圆盘转动时,金属丝分别与导电膜接触,起着移动感应电荷作用,产生静电。

1、使用时按顺时针方向摇动起电机,摇动时由慢到快,但不要过快,否则影响电刷与导电层的接触,反而不起电。

2、开始转动时使两个放电球稍稍接近,等发现火花以后,再调节放电球的距离,停在需要的位置上。

3、用连接杆把两个小金属柱连接起来,两个储电瓶就连接在一起,电容增大,放电时产生火花就较为明亮,但两次放电时间间隔较长,去掉连接杆,放电火花较小,但两次放电时间间隔缩短。用起电器使其它静电仪器带电时,可以用导线与其它静电仪器连接起来。

4、停止摇动时,要从快到慢,最后让它自行停止,如突然停止,起电圆盘会因惯性而松脱。

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