滴水起电机

滴水起电机，又名开尔文滴水发电机（英文：Kelvin Water Drop）是英国科学家开尔文于1867年所发明的一种静电产生器。开尔文利用这种装置，作为他的水坠冷凝器。该装置利用水滴滴落过程中对电压差的正反馈作用和水中正负离子对由电偶极子产生的静电场的静电感应作用来形成电压差。水滴可能偶然地把极微量的电荷带给金属水桶，由于装置结构的巧妙设置，形成正反馈，电荷积累量随时间呈指数增长，短时间内在两桶间形成极高的电势差。水滴管装置有时也被称为克氏滴水发电机，开尔文的静电发生器，或开尔文勋爵的雷暴。

简介

滴水起电机，又名开尔文滴水发电机（英文：Kelvin Water Drop）是英国科学家开尔文于1867年所发明的一种静电产生器。开尔文利用这种装置，作为他的水坠冷凝器。该装置利用水滴滴落过程中对电压差的正反馈作用和水中正负离子对由电偶极子产生的静电场的静电感应作用来形成电压差。

水滴可能偶然地把极微量的电荷带给金属水桶，由于装置结构的巧妙设置，形成正反馈，电荷积累量随时间呈指数增长，短时间内在两桶间形成极高的电势差。

水滴管装置有时也被称为克氏滴水发电机，开尔文的静电发生器，或开尔文勋爵的雷暴。

装置结构

滴水起电机的简易装置如图1所示。上方水桶有两个孔用来滴水（或其他液体），每个孔流出水滴各自通过一个导电环流到相应的桶里。每个桶必须是相互和与周围其他物体电气相互隔离。左侧的桶通过电线与右侧的导电环相连接导通，同样右侧的桶通过电线与左侧的导电环相连接导通。重要的是，每个环放置于第一滴水滴过的位置附近。

如果桶是金属的，导线可以直接连接到水桶。否则，每条线的线尾要放到桶的底部，以保证接触到水。

工作原理

此装置的每一部分开始时几乎都不带电，由于水中有正负离子（正负电荷），水滴可能偶然地把极微量的电荷带给金属水桶，造成水桶带有微量电荷。任何一个桶获得少量的不平衡电荷，就足以开始充电过程。

假设左边桶获得正电荷，则与之相连的右边导电环也有一定的正电荷。由于静电感应作用，右手导电环上的正电荷，会吸引负电荷到右边的水流中。右边的水滴会携带负电荷滴落，最终滴到右边的桶内，使右边的桶所带负电荷增加积累，从而又使与之相边的左边导电环也带负电荷，它将会吸引正电荷到左边的水流中。当水滴落到桶内，他们各自携带的正负电荷就会转移到铁桶上并积累。

因此，正电荷由于左边导电环的吸引作用被吸引到左边水流，使左边铁桶携带正电荷不断积累。负电荷被吸引到右侧水流，使右边铁桶携带负电荷不断积累。这个正反馈过程使每个桶和导电环获得更多的电荷，形成更强的静电感应，如此这般积少成多，循环进行，电荷分离速度逐步加快电荷积累量随时间呈指数增长，一会儿便能在两根金属桶之间建立起一万五千伏以上的高电压。

最后，当两个金属水桶之间达到高电压时，可能会看到一些效果。电火花可能会瞬时在的两个桶或环的圆弧之间产生，从而降低每个桶上的电荷；或者如果这是种情况不容易发生，水桶将击碎向他们滴下的水滴，并可能使带同种电荷的水滴落不到下面的金属桶内，从而形成向上飞溅的水珠；或者电荷足够大时，水滴也可能被吸引到带异种电荷的导电环上发生中和，使带电量暂时下降。这些影响都将限制装置达到电压的极限。

从能量转化或转移的角度来看，静电的能量来自于让水滴下降所释放的引力能量。大部分能量转化为内能浪费，例如当水滴滴在水桶里的时候。

该仪器可以扩展到两个以上的水滴流。

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