如下圖所示,靜電感應(yīng)起電機旋轉(zhuǎn)盤由兩塊圓形有機玻璃板疊在一起組成,中間有空隙,每塊向外的表面上都貼有鋁片,鋁片以圓心為中心對稱分布。兩盤分別與兩個受動輪固定,并依靠皮帶與驅(qū)動輪相連,兩根皮帶中有一根中間有交叉,轉(zhuǎn)動驅(qū)動輪時兩盤轉(zhuǎn)向相反。兩盤上各有一過圓心的固定電刷,兩電刷呈9 0 °,電刷兩端的銅絲與鋁片密切接觸,這樣在盤旋轉(zhuǎn)時銅絲、鋁片可以摩擦起電。另有與固定電刷成45 °的懸空電刷,懸空電刷的兩腳跨過兩盤,但并不與兩盤接觸 ,腳上裝有許多尖細(xì)銅絲,銅絲尖端指向圓盤上的鋁片。懸空電刷由金屬桿與萊頓瓶相連。
感應(yīng)起電機的左右各有一萊頓瓶。萊頓瓶其實是個電容,用來儲 電。萊頓瓶結(jié)構(gòu)由兩層筒狀錫箔組成,中間是電介質(zhì),上有瓶蓋。懸空電刷上的金屬桿插入瓶蓋,末端由一根較粗銅絲與萊頓瓶內(nèi)層錫箔筒底相連,這樣懸空電刷上所集電荷可以儲存在萊頓瓶中。放電小球也通過一金屬桿與萊頓瓶蓋相接,但不與萊頓瓶中錫箔相連,這樣可使其受萊頓瓶內(nèi)筒電荷感應(yīng)而帶電。兩萊頓瓶集聚不同種電荷。兩放電小球也被感應(yīng)出不同種電荷。萊頓瓶集聚電荷足夠多時,球間電壓可達(dá)幾萬伏,在兩球靠近時就會因放電而產(chǎn)生電火花。
靜電感應(yīng)起電機是利用靜電感應(yīng)和尖端放電現(xiàn)象,使導(dǎo)體上連續(xù)地積累大量電荷及產(chǎn)生高電壓的裝置。
下圖是起電機原理示意圖,為了便于說明,用小、大兩圓代表轉(zhuǎn)動圓盤A1和A2,1、2和3、4代表固定電刷B1和B2上的四個刷頭。由于射線和其它引起空氣電離的因素的作用,空氣中經(jīng)常存在微量離子。設(shè)A2盤的鋁箔片a偶然獲得正電荷,如圖(a )。把A 盤上與鋁箔片a相對的鋁箔片b ,金屬桿B1及鋁箔片b '看成一個導(dǎo)體,由于靜電感應(yīng),b帶負(fù)電而b ' 帶正電。設(shè)A2盤不動而A1盤順時針轉(zhuǎn)動,則A1盤上徑向的每對鋁箔片經(jīng)與電刷1、2接觸時都帶上等量異號電荷,轉(zhuǎn)動半周后情況如圖(b)所示。注意此時A2 盤上與電刷3 、4接觸的一對鋁箔片c和C'也因受到A1 盤上d和d'感應(yīng)而帶異號電荷,而且因鋁箔片d和d'上都有施感電荷,所以C 和c'上的感應(yīng) 電荷比圖(a)中b 和b'上的感應(yīng)電荷多。設(shè)從現(xiàn)在起A1盤不動而A2盤逆時針轉(zhuǎn)半周,鋁箔片上帶電情況如圖 (c )。注意此時A1盤上的一對鋁箔片b、b'帶有更多些感應(yīng)電荷。如此兩盤繼續(xù)轉(zhuǎn)動,其上鋁箔片將帶電越來越多。由圖(d )可見,兩盤鋁箔片上電荷在一、三象限異號,而二、四象限同號。在二、 四象限放置集電梳D1 和D2 ,利用尖端放電現(xiàn)象,就可不斷的從鋁箔片上收集正、負(fù)電荷,通過金屬桿送至電極小球S1和S2上,能使兩球間有高達(dá)幾萬伏的電位差。