电子起电机.doc

全天候电子起电机使用说明书 目前，中小学电学实验中，常用的火花放电起电机属于一种摩擦感应起电机，它是以手摇两反向旋转圆盘摩擦起电，经电刷转移到来顿瓶（耐高压的电容器）储存电荷，产生高压静电，同时经两放电杆的放电球端靠近，而产生火花放电。但是，由于这种起电机产生的静电较少，在做某些静电应用的实验时，往往力不从心。尤其在相对潮湿的环境中（相对湿度大于85%）根本不能起电。同时，教师在做示范实验时，需要不停地摇手柄，才能产生高压静电及出现火花放电现象，不但增加教师负担，而且也影响教学效果，此外，该教具结构体积大，不便携带和存放，而且维护起来也非常不便。 虽然感应起电机存在以上某些不可克服的缺陷，但是，因没有更好的可替代的同类教具，还是一直沿用了近百年。能否研制一种不受天气影响同样能够产生高压静电及火花放电的教具，用以替代感应起电机来进行静电应用的实验呢？答案是肯定的，随着现代科学技术的迅猛发展，电子元器件的耐压越来越高，而价格却越来越低，人们利用现代电子技术制作的高压放电装置，已经成为可能，并且可随心所欲地设计输出电压，理论上输出5 10万伏以上电压，已无任何障碍。 北京市特级教师朱国平 正是基于以上条件，利用现代电子技术发明并研制出了全天候电子起电机，它以直流6V低压电源供电（4节5号电池就行），可产生35万伏以上高压静电；输出电压可调，输出能量大，起电不受天气环境限制（即使在梅雨季节也仍能起电），该教具操作简单可完全取代感应起电机做各种静电应用的实验，使用起来得心应手；且火花放电的放电杆还能折叠成体积很小的仪器，免维护，安全可靠，携带与存放都方便。经过多年不断地改进，解决了一个又一个的技术难题，使该机具有了放电短路保护，人手触摸放电球的安全保护，没有任何危险，解除了学生分组实验的后顾之忧。目前已由北京金智创新科教用品有限公司投入批量生产。 本教具已于96年3月获国家实用新型发明专利。专利号95202540.x。 该发明于96北京国际发明展览会上荣获铜奖。 97年3月又荣获中央电视台、国家科委、国家教委、中国发明协会联合颁发的96发明与创新电视竞赛创新设计奖。 2000年又获教育部全国自制教具评比二等奖。2005年9月又获全国第十五届发明展览会银质奖。 有关该起电机的制作文章刊登在2002年第二期的由教育部教学仪器研究所主办的教学仪器与实验杂志上。（第一代原型机） 郑重承诺：该起电机如属质量问题，三年内免费保修，终身维修。 豪华型 可做实验： 1、火花放电实验（可放出密集或间断的强电火花） 2、雷电危害实验（可用电火花点燃酒精灯实验）（当把酒精灯接触电火花时，酒精灯即被点燃）。 3、避雷针实验（手拿一枚磨尖了的钉子，用钉子尖接近并接触正在放电的放电球，再用手捏住放电球，人没有任何电击感。原理：钉子尖在接近放电球的过程中，变一次性大规模火球放电为无数个小火花放电，从而化解了火花放电的强度，人就感觉不到电的刺激了。这就是避雷针避雷的原理。） 4、燃气爆发实验（用两枚大头针或小钉子分别对插入一个塑料胶卷盒，针尖距离在0.5厘米左右，即做成一个燃气爆发实验装置。(如图1，图2)实验时，可用蘸有酒精的棉球在盒的内壁上擦一擦，盖上盒盖，待盒内酒精充分挥发，与空气混合均匀后，即可将盒的两放电针接近放电球，将电火花导入盒内，引起油气爆发，将盒盖崩出，并发出很大的响声。 （图1） （图2） （图3）油气爆发实验 5、内燃机原理实验(同上) （详见“学具”网站科技创新栏目） 6、电子风轮实验(又叫无接线静电电动机)如（图3） (用0.4mm以下的漆包线在一金属子母扣上饶制成十字型，尖端弯折成90度一小勾，方向要一致，电子风轮便做成了。再用直径2毫米左右，长150毫米左右的金属杆两头磨尖，将一头直立插在一泡沫板上，把电子风轮扣在金属杆的尖上。再把它的金属杆接触其中一个放电球，或放置在两放电球之间爆发油气与两放电球都不接触，电子风轮都会飞快地旋转起来。)有兴趣的老师还可以做这样一个实验，不把转轮的十字漆包线弯成90度勾，都是直的，这时再把它放在两放电球之间，它还会转吗？如果能转的话，该朝那个方向转呢？其原理又该如何解释呢？请大家对手试一试，并开动脑筋好好想一想，能否把原理搞清。 电子风轮 消烟除尘 7、消烟除尘实验：（木版做一150*150*150的侧开门的盒子，在其顶部正中央开一圆孔，圆孔直径视“烟囱管”粗细而定，“烟囱管”采用20W日光灯管代替，在管的外壁用细金属丝缠绕成螺旋形，接正极；管的中央是一根直金属丝做负极。把点燃的蚊香放入盒中，这时蚊香的烟顺着烟囱冒出，使屋中空气造成污染，这时打开起电机开关，烟很快就消失了。而且烟囱管也变得透明了。） 8、电场力实验：将一长方形透明塑料小盒相对的两盒壁内侧各贴一金属薄板或粘一层香烟盒中的铝箔纸，每一端都分别与起电机的放电杆相连，然后用泡沫板做几个直径在5-10毫米的小球，外面包上铝箔纸；当把它们放入两金属板之间所形成的电场当中时，小球们就会因受到电场力的作用在两极间不停地运动起来。如果不包锡纸又该如何呢？能解释原因吗？如果既不能包锡纸，又要让小球在两极间不停地运动，最简单的办法是什么？ 9、钟摆小球：用上述方法做成的小球中心穿一细线，约30厘米长吊起后置于两放电球之间或两平行板电极之间，小球就会在两极之间来回摆动。 电场力实验 钟摆小球实验 10、电子辉光放电实验：将两放电球分开至不放电状态，在黑暗中就可看到放电球尖端出现的辉光放电现象。11、电子风实验：将两放电球分开至不放电状态，用手接近任一放电球时，都会感觉到有风吹过。或将点燃的酒精灯靠近任一放电球，酒精灯的火焰会被吹歪。 12、延长放电距离实验：将两放电球分开至不放电状态，当把酒精灯火焰移至两放电球之间时，又开始放电，放电距离明显延长。 13、电场线实验：取胶卷盒1个，往里面注入5mm左右深度的机油，再把长度为1mm左右头发屑若干放入盒内，然后把该盒分别置于两放电球的顶端或之间，接通电源，就可以看到盒内电场线的分布情况。 延长放电距离 电场线实验 14、阴极放电管实验：将起电机的两极分别接在放电管的两极上，放电管内会出现一条绿色亮线。 15、氖泡发光实验：（如图）利用试电笔中的氖泡制作，将氖泡固定在黑色胶卷盒的底部中心，两端可各焊一个短金属棒伸出，观察盒就做成了。使用时用手捏住一个金属棒，把它扣在眼睛上，再用摩擦过的带电体去接近并接触另一金属棒，并来回移动，就可氖泡的微弱闪光。 16、静电植绒实验：应用在工业上的织染行业。 17、静电喷漆：应用在工业上。 注意事项： 1、该教具为高压放电装置，与使用感应起电机的注意事项相当。当开启电源后，放电杆上所有裸露金属部分都带有高压静电，注意不要靠得太近或接触，以免遭到电击，尤其是避免两只手同时接近两电极，这样会遭到强电击。因该起电机电源为悬浮式6伏低压供电，其放电电流很小，只有微安级，并设有触电安全及短路保护，即使用手同时抓住两个放电球，放电球会立即停止放电，也不会对人体有任