范氏起電機是靜電理論知識綜合實踐應(yīng)用的范例,,掌握了范氏起電機的結(jié)構(gòu)和工作原理后不難排除起電機的常見故障。結(jié)合我們在教學(xué)實驗中遇到的故障及排除方法做出概括性陳述,。
電動機不轉(zhuǎn)或旋轉(zhuǎn)無力
范氏起電機一般使用電容啟動式單相交流電動機驅(qū)動滾輪轉(zhuǎn)動,,使用日久后啟動電容器容易漏電變質(zhì)甚至完全損壞,此時出現(xiàn)電動機旋轉(zhuǎn)無力或者只有交流聲而不旋轉(zhuǎn)的現(xiàn)象,�,?烧赵瓉黼娙萜鞯娜萘亢湍蛪簲�(shù)值購買新的電容器并且更換,。
火花放電原理
起電機金屬球相當于一個電容器,范式起電機,,這個電容器可視為兩個同心球殼構(gòu)成,,一個球殼半徑是r ;另一個球殼半徑為無窮大,,兩球殼組成的電容器容量是c=4πε0r,。集電梳作用就是給這個電容器不斷充電。大球帶上足夠的負電荷后,,將小球靠近大球,,可看到明亮的電火花同時聽到爆鳴聲,即發(fā)生了“火花放電”,�,;鸹ǚ烹姇r碰撞電離并不是發(fā)生在兩個電極之間的整個區(qū)域,而是發(fā)生在狹窄曲折的閃光通道中,�,?諝鈸舸┖笸蝗挥山^緣體變?yōu)閷?dǎo)體,兩個電極上的電荷很快中和,,范式起電機報價,,因此放電之后兩極間的電壓迅速降低,火花放電很快停止,。需要等待起電機繼續(xù)起電,,當兩極間的電壓又升到一定數(shù)值方能再次看到火花放電,所以火花放電是間斷發(fā)生的,。
電荷自激原理
摩擦起電的電荷量太小,范式起電機價格,,不能使金屬球帶上足夠多的靜電荷,,大球與小球之間不能產(chǎn)生---的火花放電。因此儀器還需要電荷的自激機制,。下滾輪,、傳送帶、自激梳三者構(gòu)成了電荷自激系統(tǒng),。在摩擦起電的過程中,,范式起電機,負電荷被傳送帶源源不斷地運走,,但正電荷只能---在下滾輪,,而且越聚越多。這樣下滾輪正電荷的面密度就---高于傳送帶的負電荷的面密度,,因此正電荷是矛盾的主要方面:下滾輪周圍空間的電場就是正電荷形成的---電場,。在正電荷電場作用下導(dǎo)致自激梳發(fā)生尖面放電,,由于傳送帶的中介隔離作用,尖面放電放出的負電荷不能與下滾輪的正電荷相遇中和,,這些負電荷只能吸附于傳送帶且被上行的傳送帶帶走,。運轉(zhuǎn)一定時間后,下滾輪的帶電荷增加量與泄漏量達到動態(tài)平衡,。一定量的正電荷通過自激梳的尖面放電可產(chǎn)生的負電荷,,這就是范氏起電機的電荷自激原理。實驗表明:取下自激梳僅依靠摩擦電荷對金屬球充電它只能帶有微弱電荷,。
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