维克斯发电机
【目的】
演示带电现象，了解电荷产生的原理及其应用，观察电容器（莱顿瓶）的电容
的變化。
【实验设备】
维克斯发电机包括电盘、放电球、莱顿瓶、感应刷、滑轮、集流梳、连杆等。
连接片与带电盘之间包有多片铝箔，如图37-1所示。
图 37-1
【实验原理】
感应发电机是一种能连续获取和积累大量正、负电荷的实验装置。
电容器用于储存电能。感应发电机的两边各有一个莱顿瓶。两个莱顿瓶收集不同类型的电荷。
作为电源的正极和负极。
当顺时针转动轮子上的手柄时，按静电顺序，铝先于铜，因此圆盘旋转。
当铝片与刷子上的铜丝摩擦时，铝片就带正电，而铜丝则带负电。
当铝片S1的电量为Q1时，同直径的铝片S2的电量为Q2。Q1与Q2
有不同的尺寸，如图37-2所示。
当圆盘旋转90°时，S1与反刷B'相对，此时S2'、S1'分别与S1、S2相对。
假设Q1＞Q2，由于S1'与S2'之间存在刷状连接，将引起自由电子的移动，使得S1'
带正电，S2'带负电，图37-2(b)。
当圆盘再旋转45°时，S1、S2沿顺时针方向旋转至分别与电极相连的悬浮电刷E2、E1。
此时放电使E1、E2带上正电荷，这些正电荷聚集在莱顿瓶C1、C2中
，图37-2（c）。
当圆盘再旋转45°，即S1转到与前刷B对应位置时，S1与S1相对，S2与S2'相对
相反，刚刚放电的S1和S2不再带有任何电荷，S2带负电，这导致S2感应带正电。
也由于
图 37-2
图 37-3
金属刷与铜线的摩擦也使其带上正电，在两者的共同作用下，S2带上正电。
例如，S1'上的正电荷使其感应带电。由于金属刷的连接，S2上的正电荷
电荷将导致电子移动（如图37-3所示），并使S1带负电。这样，虽然摩擦产生的正电荷
该电荷也会被上述两种效应产生的负电荷所抵消，因此S1仍然带有负电荷，图37-2（d）。
当圆盘再旋转45°时，S1'、S2'便分别转向悬浮的电刷E2、E1。
E2'放电后，不再带电，E2上的负电荷被中和，使E2'带正电。
暂停
瓶子C2堆积在卸料叉T2的卸料球上；带负电的S2'在E1'处放电后不再带电。
E1'上的正电荷被中和，使E1带负电，这些负电荷由莱顿瓶C1积累到放电叉T1上。
在放电球上，图 37-2(e)。
如果圆盘再旋转 45°，S1 又会与 S2' 相遇，S2 又会与 S1' 相遇，此时 S1'、S2 和相反方向的
电刷B'相互面对，S1'和S2'分别在E2和E1处放电后不再带电。
与过程（d）类似，S2相对于S1带正电，S1相对于S2带负电。
图 37-2（f）。
当圆盘再旋转45°时，S1'和S2正好位于悬浮电刷E1'E2的位置。
E2处的放电使负电荷积累在放电叉T1的放电球上，E2处的放电使正电荷积累在放电叉T1的放电球上。
电荷积聚在放电叉T2的放电球上，图37-2（g）。然后转动曲柄，电荷发生变化。
在两个圆盘以相反方向旋转的情况下，将重复过程（c）至（g），直到悬浮的圆盘连接到电极
刷子E2、E2'处的金属片将全部带正电，并转移到与电极相连的悬浮刷子E1、E1'上。
金属片将全部带负电。莱顿瓶C2感应到放电球T2上的正电荷将增加。
莱顿瓶C1感应到的放电球T1上的负电荷也会增加。
当通入电荷时，就会发生放电现象，莱顿瓶盖内放电叉与悬浮刷子之间的空气也会带电。
放电叉和悬空的刷子在短时间内就相当于一个导体，将预先收集好的莱顿瓶中的电能。
当电荷大部分被中和后，再重复上述过程。
但是发电机不能一开始就放电，因为需要一定的电压才能将空气分解。
这就需要积累一定的电荷，而放电叉T1和T2上电荷的积累需要一定的时间，所以
当电机长期不使用时，摇动手柄一定时间后，T1、T2之间的电压会达到空气电压。
击穿电压引起放电。
那么，当操纵杆反向转动时，是否能达到同样的效果呢？答案是否定的，因为当操纵杆反向转动时，
电动机的原理与正向电动机相同，但由于正反两面的铝片摩擦通电后不会再通过另一个方向，
不再使用一侧的刷子，而是直接在悬挂的刷子上放电，这样两个莱顿瓶就具有相同的电荷，因此不存在
释放。
【实验操作及现象】
1、调节发生器的放电球到适当的位置，摇动圆盘手柄，当两个发生器圆盘快速旋转时
当打开放电叉时，放电叉的球体上聚集了大量不同电性质的电荷，形成火花放电。
放电现象。
2、用连接件连接两个莱顿瓶的外导电层，观察放电火花的亮度。
发现两次放电之间的时间变长，这是由于莱顿瓶总容量的增加所致。
当断开时，莱顿瓶的总电容减小，获得的放电火花比接通时更小、更亮。
和前面的例子相比，两次放电之间的时间间隔也缩短了，这样可以更清楚地看到电容的变化。
3、将放电球分离，用连接线将其接入静电实验，观察实验现象。（可参考相应的静电
电气实验)
【防范措施】
1.起始板应放置在干燥、清洁的地方。
2. 两刷应相互成90度角，与横梁成45度角。集电棒的梳尖不应接触
電動圆盘。
3、电刷与金属铂片的接触必须可靠。
4、两根传动带中的一根交叉安装在变速器之间，使工作时两电动盘相对旋转。
改变。
5.操作电机时，动作要轻柔，由慢到快，但不要太快，否则会影响中心
如果电刷与导电层接触，就不会产生电，而且充电盘也容易损坏。
为了防止电磁铁因惯性而从旋转轴上松开，可以松开手柄，利用摩擦力使其自然减速。
脱掉。
6、当发电机通电并停止摇动时，操作人员不要触摸集电棒，因为该处已带电。
为了测试设备，应使两个放电球接触以中和正负电荷。
7、两放电球接触后，不能转动手柄，以避免两充电盘所有导电层上都带正负电荷。
完全中和并且无法再发电。
8、静电盘及莱顿瓶的导电层不得损坏、划伤、受潮，旋转轴应经常加润滑油。
润滑油。