曾育锋,黄少端,李晓漫,吴 纯,曾显华,王承龙

(华南师范大学,广东广州 510006)

开尔文滴水起电器的探究与应用
——静电除尘器以及电介质极化模型

曾育锋,黄少端,李晓漫,吴 纯,曾显华,王承龙

(华南师范大学,广东广州 510006)

基于开尔文滴水器的基本原理,通过探究放电现象的影响因素,从不同的方面研究相关物理机制和影响因素并进行定量分析,进一步改善装置,达到加快电荷积累速度的效果,并做应用拓展——制作静电除尘器和由无极分子组成的电介质在外电场中极化的教具模型。

开尔文滴水起电器;静电除尘器;电介质极化模型

开尔文滴水器(Kelvin Water Drop),是英国科学家开尔文男爵于1867年所发明的一种静电产生装置。开尔文滴水器是借助带电水滴转移积累电荷的静电起电的装置,能形成很强的静电感应,电荷积累量随时间呈指数增长,会很快建立起一万五千伏以上的高电压,击穿空气,产生放电现象。但由于受到很多影响因素的干扰,如空气湿度,放电的效果并不理想。本文探究了开尔文滴水器传统装置的改进方法,并进一步设计静电除尘器及电介质极化模型的应用方案。

1 基本原理

1.1 开尔文滴水器原理

开尔文滴水器装置示意图如图1所示,水滴可能偶然地把极微量的电荷带给储水罐,造成储水罐带有微量电荷。任何一个储水罐获得少量的不平衡电荷,都会在两个储水罐之间形成微弱电势差,就足以开始对两个储水罐形成电容器充电过程,即电荷积累过程。……