CN103839467A - 一种静电现象演示仪 - Google Patents
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Abstract
一种静电现象演示仪，包括绝缘底座和静电起电器，绝缘底座上有竖直支架、导电盆；竖直支架顶部有水箱，水箱底部有可控出水口，竖直支架中部通过绝缘架固定有管状线圈，可控出水口与管状线圈和导电盆的中心，呈垂直居中状态；静电起电器输出端连接到所述的管状线圈和导电盆上。当静电起电器输出静电使管状线圈和导电盆带上不同极性电荷时，水流进过管状线圈时被带上与导电盆同极性的电荷，由于异性相吸同性相斥，使得导电盆上出现水花飞溅的静电现象。
Description
技术领域
本发明涉及实验仪器领域，尤其涉及一种静电现象演示仪。
背景技术
静电现象的研究由来已久，生活中的各种小实验都能验证其存在，如一系列摩擦起电的实验。当两个不同的物体相互接触并且相互摩擦时，一个物体的电子转移到另一个物体，就因为缺少电子而带正电，而另一个体得到一些剩余电子的物体而带负电，物体带上了静电。材料的绝缘性越好，越容易产生静电。在日常生活中，我们用梳子在理头发的时候，常常会发现毛发在高压静电场力的作用下形成射线状。有很多种物体在运动中，都可生成两边的端点带有正负电荷的电场效应，当电荷量聚集达到数万伏的高压时，它就会向四周的其它物体产生电荷放电，这就是物体的摩擦起电状态。课本中也大多以直接的摩擦起电的例子来教学，然而这样会让学生产生定势思维，阻碍其对静电现象的进一步深入探究。
现有技术中有静电起电机用于产生静电，工作原理是当顺时针摇动转轮上的摇柄时，分开的两个小球之间会有电火花产生，同时会听到噼里啪啦的放电声。这就是感应起电机的放电现象。但是，起电机并不是从一开始就可以放电的，因为空气被击穿需要一定的电压，这就需要积聚一定的电荷，而放电叉上电荷的积累需要一定时间，所以 当起电机长时间不用后要摇动摇柄一定时间后放电叉间的电压才能达到击穿电压而产生放电现象。
发明内容
本发明为了解决现有技术问题，设计一种静电现象演示仪。
本发明的技术方案是：一种静电现象演示仪，包括绝缘底座和静电起电器，绝缘底座上有竖直支架、导电盆；竖直支架顶部有水箱，水箱底部有可控出水口，竖直支架中部通过绝缘架固定有管状线圈，可控出水口与管状线圈和导电盆的中心，呈垂直居中状态；静电起电器输出端连接到所述的管状线圈和导电盆上。当静电起电器输出静电使管状线圈和导电盆带上不同极性电荷时，水流进过管状线圈时被带上与导电盆同极性的电荷，由于异性相吸同性相斥，使得导电盆上出现水花飞溅的静电现象。
作为一种优选，可控出水口的出水口直径在2-3MM。使的水流更细，流进管状线圈时带电效果更好。
作为一种优选，可控出水口的出水口距离管状线圈10-15CM。使得水流从可控出水口流出后由于该高度，变成连续的水滴状，带电效果更好。
作为一种优选，管状线圈的直径为5-10CM。使得流进管状线圈时水流带电效果更好。
作为一种优选，管状线圈被限位在空心圆柱的内壁上。不仅便于稳定管状线圈，又能防止触电。
作为一种优选，导电盆的直径是线圈直径的3-4倍，高度为 7-10CM。该设计能够较少水花飞溅时，水花飞溅出导电盆。
作为一种优选，竖直支架顶端还有横向支架，水箱挂在所述的横向支架上。该设计能够进一步稳定水箱，并调整水箱的可控出水口位置。
综上所述，本发明的有益效果是：本装置与静电起电机相结合，拓宽了其用途，节能高效；通过制造水花飞溅的现象，不仅验证“静电现象”的存在还验证“同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引”的原理。
附图说明
图1为本发明一种实施例的示意图；
图2为本发明实验原理示意图。
具体实施方式
实施例1
一种静电现象演示仪，包括绝缘底座1和静电起电器9，绝缘底座1上有竖直支架3、导电盆2；竖直支架3顶端还有横向支架12，竖直支架3顶部有水箱5，水箱挂在所述的横向支架上。水箱5底部有可控出水口6，可控出水口6的出水口直径在2-3MM，实施例中取3MM。使出水水流更细，该设计能够进一步稳定水箱，并调整水箱的可控出水口位置。竖直支架中部通过绝缘架4固定有管状线圈8，管状线圈8被限位在空心圆柱7的内壁上。不仅便于稳定管状线圈，又能防止触电。可控出水口6与管状线圈8和导电盆2的中心，呈垂 直居中状态；可控出水口6的出水口距离管状线圈10-15CM，实施例中取15CM。使得水流从可控出水口流出后由于该高度，变成连续的水滴状，带电效果更好。管状线圈的直径为5-10CM,实施例中取5CM直径。使得流进管状线圈时水流带电效果更好。静电起电器9通过导线10连接到管状线圈8提供正电荷，静电起电器9通过导线11连接到和导电盆2上提供负电荷。当水流进过管状线圈8时被带上负电荷，与导电盆2同极性，由于异性相吸同性相斥，使得水滴与管状线圈8相互吸引，与导电盆2相排斥，出现水滴下落的过程中会向上翻卷，形成奇妙的水花飞溅的静电现象。导电盆的直径是线圈直径的3-4倍，高度为7-10CM。实施例中导电盆的直径是线圈直径的3倍，高度为8CM。该设计能够较少水花飞溅时，水花飞溅出导电盆。
如图2所示：摇动静电起电机后，管状线圈8带上了正电荷。在管状线圈8的感应下，流经管状线圈8的水流12带上了与之相反的负电荷。由于水滴12带同种电荷，因此相互排斥，向四边散开。又由于与管状线圈8的相互吸引，与导电盆2相排斥，所以水滴12在下落的过程中会向上翻卷，形成奇妙的水花。通过制造水花飞溅的现象，不仅验证“静电现象”的存在还验证“同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引”的原理。
Claims (7)
1.一种静电现象演示仪，其特征在于：包括绝缘底座和静电起电器，所述的绝缘底座上有竖直支架、导电盆；所述的竖直支架顶部有水箱，所述的水箱底部有可控出水口，所述的竖直支架中部通过绝缘架固定有管状线圈，所述的可控出水口与管状线圈和导电盆的中心，呈垂直居中状态；所述的静电起电器输出端连接到所述的管状线圈和导电盆上。
2.根据权利要求1所述的一种静电现象演示仪，其特征在于：所述的可控出水口的出水口直径在2-3MM。
3.根据权利要求1或2所述的一种静电现象演示仪，其特征在于：所述的可控出水口的出水口距离管状线圈10-15CM。
4.根据权利要求1所述的一种静电现象演示仪，其特征在于：所述的管状线圈的直径为5-6CM。
5.根据权利要求1或4所述的一种静电现象演示仪，其特征在于：所述的管状线圈被限位在空心圆柱的内壁上。
6.根据权利要求1所述的一种静电现象演示仪，其特征在于：所述的导电盆的直径是线圈直径的3-4倍，高度为7-10CM。
7.根据权利要求1所述的一种静电现象演示仪，其特征在于：所述的竖直支架顶端还有横向支架，所述的水箱挂在所述的横向支架上。
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