维氏起电机：从历史到原理，探索静电起电机的奥秘

最早的静电发电机出现在17世纪，格里格用曲柄使硫磺球快速旋转，用手搓动即可发电。1775年，伏特制成静电盘，由绝缘材料制成的平板和带有绝缘柄的导电板组成。1865年，塔普勒和霍尔茨分别制成感应发电机。后来，维姆胡斯对现有的静电发电机进行了改进，维克斯发电机就此诞生。维克斯发电机的转盘由两块圆形有机玻璃叠在一起，中间留有空隙组成，每块的外表面上都贴有铝片，铝片以圆心为中心对称分布。由于两个转盘分别固定在两个从动轮上，并通过皮带与主动轮相连，又由于两条皮带中有一条在中间交叉，所以当主动轮转动时，两个转盘就向相反方向转动。 圆盘的转动方向如下：正面为顺时针方向，背面为逆时针方向。每个圆盘的中心处穿过一个固定的电刷，两个电刷之间成90度角，电刷两端的铜丝与铝片紧密接触，这样圆盘转动时铜丝与铝片间就可摩擦通电。圆盘上还有悬浮的电刷，电刷与电刷之间成45度角，每个电刷的两条腿跨过两个圆盘但不接触两个圆盘，腿上有许多尖锐的铜丝，铜丝的尖端指向圆盘上的铝片。悬浮的电刷通过金属棒与莱顿瓶相连，莱顿瓶其实就是一个用来储存电能的电容器。 悬置刷上的金属棒插入瓶盖一半，末端用较粗的铜线与莱顿瓶内锡管底部相连，这样悬置刷上收集的电荷就可以储存在莱顿瓶中。放电球也通过金属棒与莱顿瓶盖相连，这根棒插入瓶盖一半，不接触集电叉，也不与莱顿瓶内的锡管相连。然而，这却使它能够被莱顿瓶内管的电荷带电。可以推断，放电球将受到感应而放出与它所连接的莱顿瓶内管相同的电荷。维氏发电机的结构并不复杂，但其原理却值得深思。它利用的是静电感应