開爾文靜電發(fā)生器驗(yàn)電演示儀的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提出一種開爾文靜電發(fā)生器的驗(yàn)電演示儀。本發(fā)明的開爾文靜電發(fā)生器的驗(yàn)電演示儀，包括兩條導(dǎo)線、兩個(gè)導(dǎo)線支架、固定部件、發(fā)光元件；所述固定部件將所述兩個(gè)導(dǎo)線支架固定在與所述開爾文靜電發(fā)生器的金屬環(huán)絕緣的支撐結(jié)構(gòu)上；所述兩個(gè)導(dǎo)線支架上設(shè)有多個(gè)穿孔，以供相應(yīng)的導(dǎo)線延伸穿過；所述兩條導(dǎo)線中的每一條導(dǎo)線穿過相應(yīng)導(dǎo)線支架的穿孔，并且每一條導(dǎo)線一端與所述開爾文靜電發(fā)生器的金屬環(huán)電連接，用以接收靜電電荷，而另一端與發(fā)光元件電連接，從而將靜電電荷傳輸至該發(fā)光元件。
【專利說明】開爾文靜電發(fā)生器驗(yàn)電演示儀

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種檢測(cè)設(shè)備，尤其涉及一種開爾文靜電發(fā)生器驗(yàn)電演示儀。

【背景技術(shù)】
[0002]開爾文靜電發(fā)生器是英國科學(xué)家開爾文于1867年所發(fā)明的一種靜電產(chǎn)生器。該裝置利用水滴滴落過程中對(duì)電壓差的正反饋?zhàn)饔煤退姓?fù)離子對(duì)由電偶極子產(chǎn)生的靜電場(chǎng)的靜電感應(yīng)作用來形成電壓差。開爾文靜電發(fā)生器的工作原理圖如圖1所示。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)或靜電研究工作中，為驗(yàn)證開爾文靜電發(fā)生器產(chǎn)生了靜電，現(xiàn)有的驗(yàn)電演示儀大致有兩種:一種是設(shè)兩個(gè)固定的球形電極，當(dāng)電壓升高到一定值時(shí)，電極間發(fā)生放電現(xiàn)象，產(chǎn)生一次電火花；另一種是連接薄片或指針式驗(yàn)電器，薄片叉開或指針偏轉(zhuǎn)。
[0003]從以上傳統(tǒng)的驗(yàn)電演示儀來看，主要存在以下缺點(diǎn):第一種的缺點(diǎn)是電火花放電發(fā)生的時(shí)刻不易預(yù)判，外加持續(xù)時(shí)間極短，不易被觀察到。第二種的缺點(diǎn)是直觀性不強(qiáng)、且人機(jī)互動(dòng)性較弱，不利于靜電研究或?qū)嶒?yàn)教學(xué)。而且現(xiàn)有方法都不能顯示電荷的極性。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明為了克服現(xiàn)有驗(yàn)電演示儀直觀性不強(qiáng)、人機(jī)互動(dòng)性較弱、且無法顯示電荷的極性等缺陷，而提出一種改進(jìn)的用于開爾文靜電發(fā)生器驗(yàn)電演示儀。
[0005]本發(fā)明的開爾文靜電發(fā)生器的驗(yàn)電演示儀，包括兩條導(dǎo)線、兩個(gè)導(dǎo)線支架、固定部件、發(fā)光元件；所述固定部件將所述兩個(gè)導(dǎo)線支架固定在與所述開爾文靜電發(fā)生器的金屬環(huán)絕緣的支撐結(jié)構(gòu)上；所述兩個(gè)導(dǎo)線支架上設(shè)有多個(gè)穿孔，以供相應(yīng)的導(dǎo)線延伸穿過；所述兩條導(dǎo)線中的每一條導(dǎo)線穿過相應(yīng)導(dǎo)線支架的穿孔，并且每一條導(dǎo)線一端與所述開爾文靜電發(fā)生器的金屬環(huán)電連接，用以接收靜電電荷，而另一端與發(fā)光元件電連接，從而將靜電電荷傳輸至該發(fā)光元件。
[0006]其中，所述發(fā)光元件為氖泡。
[0007]其中，穿過相應(yīng)所述導(dǎo)線支架后的所述兩條導(dǎo)線垂直向下延伸，并且兩條導(dǎo)線所連接的氖泡水平相對(duì)。
[0008]其中，所述兩個(gè)導(dǎo)線支架被交叉固定，通過調(diào)整兩個(gè)導(dǎo)線支架之間的角度來調(diào)整氖泡的間距和水平。
[0009]其中，所述固定部件為螺釘。
[0010]本發(fā)明通過上述技術(shù)方案，實(shí)現(xiàn)了以下有益技術(shù)效果:一方面利用氖泡閃亮，氖泡的起輝端(發(fā)亮端)帶負(fù)電荷從而能夠指示電荷極性，增加了直觀性；另一方面利用導(dǎo)線支架上導(dǎo)線被逐漸的吸合，從而便于操作者觀察靜電火花放電現(xiàn)象，增強(qiáng)了人機(jī)互動(dòng)性。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0011]圖1示出開爾文靜電發(fā)生器的結(jié)構(gòu)原理圖；以及
[0012]圖2示出本發(fā)明的用于開爾文靜電發(fā)生器的驗(yàn)電演示儀的示意性原理圖。
[0013]附圖標(biāo)記列表
[0014]1、固定螺釘；2、導(dǎo)線；3、導(dǎo)線支架；4、氖泡；5、金屬環(huán)
[0015]如圖所示，為了能明確實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的實(shí)施例的結(jié)構(gòu)，在圖中標(biāo)注了特定的結(jié)構(gòu)和器件，但這僅為示意需要，并非意圖將本發(fā)明限定在該特定結(jié)構(gòu)、器件和環(huán)境中，根據(jù)具體需要，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以將這些器件和環(huán)境進(jìn)行調(diào)整或者修改，所進(jìn)行的調(diào)整或者修改仍然包括在后附的權(quán)利要求的范圍中。

【具體實(shí)施方式】
[0016]下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明提供的一種用于開爾文靜電發(fā)生器的驗(yàn)電演示儀進(jìn)行詳細(xì)描述。同時(shí)在這里做以說明的是，為了使實(shí)施例更加詳盡，下面的實(shí)施例為最佳、優(yōu)選實(shí)施例，對(duì)于一些公知技術(shù)本領(lǐng)域技術(shù)人員也可采用其他替代方式而進(jìn)行實(shí)施；而且附圖部分僅是為了更具體的描述實(shí)施例，而并不旨在對(duì)本發(fā)明進(jìn)行具體的限定。
[0017]圖1和圖2示出了本發(fā)明實(shí)施例的用于開爾文靜電發(fā)生器的驗(yàn)電演示儀的原理圖。在本發(fā)明的實(shí)施例中，該驗(yàn)電演示儀在結(jié)構(gòu)上左右對(duì)稱，并主要包括兩條導(dǎo)線2、兩個(gè)導(dǎo)線支架3、固定部件、發(fā)光元件。
[0018]驗(yàn)電演示儀的固定部件，如固定螺釘I可將兩個(gè)導(dǎo)線支架3固定在與開爾文靜電發(fā)生器的金屬環(huán)5絕緣的支撐結(jié)構(gòu)上，例如，垂直立柱或墻壁(未圖示)上。兩個(gè)導(dǎo)線支架3被固定部件交叉固定，通過調(diào)整兩個(gè)導(dǎo)線支架3之間的角度來調(diào)整氖泡4的間距和水平。上述固定部件可選用本領(lǐng)域工作的一些零件，例如、螺釘?shù)取?br> [0019]兩個(gè)導(dǎo)線支架3上具有多個(gè)穿孔，以供相應(yīng)的導(dǎo)線延伸穿過。在本實(shí)施例中每個(gè)導(dǎo)線支架3上的穿孔優(yōu)選于三個(gè)，當(dāng)然本發(fā)明并不限于此，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的是，導(dǎo)線支架3上也可以包含更多(例如4個(gè))或更少(例如2個(gè))的穿孔，該穿孔起到對(duì)導(dǎo)線支撐的作用。兩條導(dǎo)線2中的每一條導(dǎo)線穿過相應(yīng)導(dǎo)線支架的穿孔，并且一端與圖1中開爾文靜電發(fā)生器的金屬環(huán)5電連接，用以接收靜電電荷，而另一端與發(fā)光元件電連接，從而將靜電電荷傳輸至該發(fā)光元件。
[0020]發(fā)光元件在本發(fā)明的實(shí)施例中優(yōu)選于氖泡4。氖泡4是一種無色惰性氣體(氖氣)的燈泡管，在電場(chǎng)激發(fā)下能產(chǎn)生透射力很強(qiáng)的紅光，光的亮度隨電壓大小而變化。同時(shí)利用氖泡4的起輝端(發(fā)亮端)帶負(fù)電荷而能夠指示電荷極性。穿過導(dǎo)線支架3后的兩條導(dǎo)線由于氖泡4重力作用，而垂直向下，由此兩條導(dǎo)線2垂直向下延伸，并且兩條導(dǎo)線2所連接的氖泡4水平相對(duì)。
[0021]在開爾文靜電發(fā)生器被開啟后的檢測(cè)驗(yàn)電期間，當(dāng)開爾文靜電發(fā)生器上產(chǎn)生的電荷達(dá)到一定值時(shí)，兩個(gè)氖泡開始相互吸引，受牽引垂直的導(dǎo)線發(fā)生偏轉(zhuǎn)，隨著氖泡上電荷的不斷積累，氖泡的距離越來越近，達(dá)到放電距離閾值時(shí)，氖泡之間發(fā)生火花放電，同時(shí)氖泡亮起。放電之后，氖泡落回初始位置。之后，開爾文靜電發(fā)生器上的電荷繼續(xù)產(chǎn)生，此驗(yàn)電演示儀重復(fù)以上過程，直至關(guān)閉開爾文靜電發(fā)生器。
[0022]通過上述驗(yàn)電演示儀，一方面利用氖泡閃亮，能夠指示電荷極性，增加了直觀性；另一方面利用導(dǎo)線支架上導(dǎo)線被逐漸的吸合，從而便于操作者觀察靜電火花放電現(xiàn)象，增強(qiáng)了人機(jī)互動(dòng)性。
[0023]盡管在上述實(shí)施例中，描述了具有兩條導(dǎo)線、兩個(gè)導(dǎo)致支架的驗(yàn)電演示儀，然而在其它實(shí)施例中，本領(lǐng)域技術(shù)人員而言可以構(gòu)思，也可采用四條導(dǎo)線、四個(gè)導(dǎo)線支架等其它數(shù)量的導(dǎo)線和導(dǎo)線支架，通過將導(dǎo)線支架固定不同的角度，從而可以觀察到對(duì)不同開爾文靜電發(fā)生器的靜電檢測(cè)。
[0024]以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以作出若干改進(jìn)和潤飾，這些改進(jìn)和潤飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種開爾文靜電發(fā)生器驗(yàn)電演示儀，包括兩條導(dǎo)線、兩個(gè)導(dǎo)線支架、固定部件、發(fā)光元件；其特征在于， 所述固定部件將所述兩個(gè)導(dǎo)線支架固定在與所述開爾文靜電發(fā)生器的金屬環(huán)絕緣的支撐結(jié)構(gòu)上； 所述兩個(gè)導(dǎo)線支架上設(shè)有多個(gè)穿孔，以供相應(yīng)的導(dǎo)線延伸穿過； 所述兩條導(dǎo)線中的每一條導(dǎo)線穿過相應(yīng)導(dǎo)線支架的穿孔，并且每一條導(dǎo)線一端與所述開爾文靜電發(fā)生器的金屬環(huán)電連接，用以接收靜電電荷，而另一端與發(fā)光元件電連接，從而將靜電電荷傳輸至該發(fā)光元件。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的驗(yàn)電演示儀，其特征在于，所述發(fā)光元件為氖泡。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的驗(yàn)電演示儀，其特征在于，穿過相應(yīng)所述導(dǎo)線支架后的所述兩條導(dǎo)線垂直向下延伸，并且兩條導(dǎo)線所連接的發(fā)光元件水平相對(duì)。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的驗(yàn)電演示儀，其特征在于，所述兩個(gè)導(dǎo)線支架被交叉固定，通過調(diào)整兩個(gè)導(dǎo)線支架之間的角度來調(diào)整氖泡的間距和水平。
5.根據(jù)權(quán)利要求1中的任一所述的驗(yàn)電演示儀，其特征在于，所述固定部件為螺釘。
【文檔編號(hào)】G09B23/18GK104282208SQ201410478040
【公開日】2015年1月14日 申請(qǐng)日期:2014年9月18日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月18日
【發(fā)明者】陳志剛 申請(qǐng)人:中國科學(xué)技術(shù)館