那個靜電球應該叫做範德格拉夫起電機,又稱範德格拉夫加速器,是壹種用來產生靜電高壓的裝置。範德格拉夫起電機通過傳送帶將產生的靜電荷傳送到中空的金屬球表面。範德格拉夫起電機非常易於獲得非常高的電壓,現代的範德格拉夫起電機電勢可達500萬伏特。
我們可以站在絕緣的椅子上,用手按著起電機的球形金屬罩。由於人的身體也可導電,所以當起電機啟動時,電荷便傳到我們的身體上。而因為頭發上的電荷互相排斥,頭發便豎立起來。
結構如圖,空心金屬圓球A放在絕緣圓柱 C 上,圓柱內B為由電動機帶動上下運動的絲帶(絕緣傳送帶),金屬針尖 E 與數萬伏的直流電源相接,電源另壹端接地,由於針尖的放電作用,電荷將不斷地被噴送到傳送帶B上。另壹金屬針尖F與導體球 A 的內表面相聯。
當帶電的傳送帶轉動到針尖 F 附近時,由於靜電感應和電暈放電作用,傳送帶上的電荷轉移到針尖 F 上,進而移至導體球A的外表面,使導體球A帶電。隨著傳送帶不斷運轉,A球上的電量越來越多,電勢也不斷增加。通常半徑為1米的金屬球可產生約 1 兆伏(對地)的高電壓。
為了減少大氣中的漏電,提高電壓,減小體積,可將整個裝置放在充有10~20個大氣壓的氮氣的鋼罐之中。
產生正極性電的範德格拉夫起電機可用作正離子的加速電源,產生負極性電的則可用於高穿透性的 X 射線發生器中。
擴展資料:
範德格拉夫起電機球形罩上的電荷能產生超過壹千萬伏特的電壓。在核物理實驗中,如此高的電壓可用來加速各種帶電粒子,如質子、電子等。此外,這種起電機也可用來演示很多有趣的靜電現象,如使頭發豎立起來、吸引發泡膠球、產生電火花、用電風使風車旋轉等。
在日常生活中有很多靜電的應用,像復印機、靜電除塵器、靜電噴漆。此外,認識靜電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系上接地鐵鏈,把電荷傳到地面,以免電火花引致火災。同壹道理,醫院的手術室裏,因為時常應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。
參考資料: