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金箔验电器与静电计:构造差异及工作原理详解

更新时间:2024-08-10 文章作者:佚名 信息来源:网络整理 阅读次数:

静电计指针偏转角度与什么有关kDY物理好资源网(原物理ok网)

结构差异kDY物理好资源网(原物理ok网)

最常用的金箔验电器是检验物体是否带电的最简单的仪器。玻璃瓶口处有一橡皮塞,塞子内插有一根金属棒,棒的顶端放有金属球静电计指针偏转角度与什么有关,金属球上放有一对金箔(或铝箔)。当带电体与金属球接触时,由于同种电荷的排斥作用,箔片打开。为避免气流的影响,金属棒和箔片都密封在玻璃瓶内,棒与瓶之间有绝缘材料隔开。kDY物理好资源网(原物理ok网)

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静电计是利用静电法测量电位差的仪器,实验室中常用的静电计是布劳恩静电计,它有一个鼓形的铁壳留学之路,装在绝缘的底座上,前面是透明玻璃,并装有带刻度的毛玻璃,金属壳内装有一根绝缘的金属棒。棒的上端是一个金属球,金属棒底部的横轴上装有金属指针,可绕横轴灵活转动。上面有接线端子,可用来接地或其他导体。这样,静电计的金属壳和里面的金属棒、金属指针就组成了一个特殊的电容器kDY物理好资源网(原物理ok网)

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工作原理和用途的差异kDY物理好资源网(原物理ok网)

验电器的原理及应用kDY物理好资源网(原物理ok网)

验电器的原理:验电器指示系统带电时,由于同种电荷的排斥力,指示器发生偏转,它从力的角度反映导体的带电状态,当指示系统有一定的偏转角度时,其重力力矩被静电力矩所平衡。kDY物理好资源网(原物理ok网)

验电器的主要用途有:检查物体是否带电,比较电荷种类和电荷数量等。kDY物理好资源网(原物理ok网)

静电计原理及应用kDY物理好资源网(原物理ok网)

静电计的原理是:由上面的结构分析我们知道静电计本身其实就是一个电容器,金属球、金属棒、指针相当于电容器的一个电极,金属外壳也相当于一个电极,它们之间存在绝缘。其电容量的大小由金属外壳的大小和金属棒、指针的长度、位置决定,由于指针偏转角度的变化对静电计的电容量影响不大,所以可以近似认为在指针转动过程中,静电计的电容量值是不发生变化的。kDY物理好资源网(原物理ok网)

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现将一个带电量为Q的平板电容器接入静电计。此时指针和金属棒上都带正电,而在壳体内表面则会出现负的感应电荷,这样在金属棒和壳体之间就形成了一个电场。电荷受到电场力,或者说是棒上来自同种电荷的排斥力和金属盒内壁上来自异种电荷的吸引力的作用,使指针发生偏转。电荷越多,场强越强,指针的偏转角度也就越大。kDY物理好资源网(原物理ok网)

根据Q=CU,当静电计的电容量保持不变时,静电计两电极之间的电位差U与其所带的电荷Q成正比,U越大,Q越大,指针所受的电场力就越大,而指针角度就是指针的角度,由此可见,指针角度可以定性地反映静电计两电极之间的电位差的大小。kDY物理好资源网(原物理ok网)

由于静电计的特殊结构,它具有验电器所不能代替的某些功能,它不但可以定性地测量两导体之间的电位差(这一点上面已经讲过,就不再重复了)静电计指针偏转角度与什么有关,还可以定性地测量导体的电位,甚至可以测量直流电路中的电位差。由于静电计本身也是一个电容器,当静电计并联到直流电路中电位差不为零的两点时,静电计就会带电,它的指针应该发生偏转。但实际上,在一般的直流电路中,由于电压较低,静电计所带的电荷很少,指针的偏转角度几乎察觉不到。静电计上的刻度一般以静态伏特(静态单位)为单位。单位为1静态伏特=300V。因此,正常的直流电压不可能使静电计指针发生明显的偏转。如果把静电计接入电压为几百伏、几千伏甚至几万伏的直流电路中,静电计指针就会有明显的偏转,静电计就可以用来测量两点之间的电压。例如,如果你把静电计接入一个感应线圈的次级线圈中,指针的偏转角度就会发生波动,说明感应线圈输出的是不稳定的脉动电压。kDY物理好资源网(原物理ok网)

从以上可以看出验电器和静电计从原理和用途上不能说是同一种东西,它们只是在结构上类似而已。kDY物理好资源网(原物理ok网)

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