滴水起電機(jī)簡介

滴水起電機(jī)，又名開爾文滴水發(fā)電機(jī)（英文：Kelvin Water Drop）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。開爾文利用這種裝置，作為他的水墜冷凝器。該裝置利用水滴滴落過程中對電壓差的正反饋作用和水中正負(fù)離子對由電偶極子產(chǎn)生的靜電場的靜電感應(yīng)作用來形成電壓差。

水滴可能偶然地把極微量的電荷帶給金屬水桶，由于裝置結(jié)構(gòu)的巧妙設(shè)置，形成正反饋，電荷積累量隨時間呈指數(shù)增長，短時間內(nèi)在兩桶間形成極高的電勢差。

水滴管裝置有時也被稱為克氏滴水發(fā)電機(jī)，開爾文的靜電發(fā)生器，或開爾文勛爵的雷暴 。

此裝置的每一部分開始時幾乎都不帶電，由于水中有正負(fù)離子（正負(fù)電荷），水滴可能偶然地把極微量的電荷帶給金屬水桶，造成水桶帶有微量電荷。任何一個桶獲得少量的不平衡電荷，就足以開始充電過程。

假設(shè)左邊桶獲得正電荷，則與之相連的右邊導(dǎo)電環(huán)也有一定的正電荷。由于靜電感應(yīng)作用，右手導(dǎo)電環(huán)上的正電荷，會吸引負(fù)電荷到右邊的水流中。右邊的水滴會攜帶負(fù)電荷滴落，最終滴到右邊的桶內(nèi)，使右邊的桶所帶負(fù)電荷增加積累，從而又使與之相邊的左邊導(dǎo)電環(huán)也帶負(fù)電荷，它將會吸引正電荷到左邊的水流中。當(dāng)水滴落到桶內(nèi)，他們各自攜帶的正負(fù)電荷就會轉(zhuǎn)移到鐵桶上并積累。

因此，正電荷由于左邊導(dǎo)電環(huán)的吸引作用被吸引到左邊水流，使左邊鐵桶攜帶正電荷不斷積累。負(fù)電荷被吸引到右側(cè)水流，使右邊鐵桶攜帶負(fù)電荷不斷積累。這個正反饋過程使每個桶和導(dǎo)電環(huán)獲得更多的電荷，形成更強(qiáng)的靜電感應(yīng)，如此這般積少成多，循環(huán)進(jìn)行，電荷分離速度逐步加快電荷積累量隨時間呈指數(shù)增長，一會兒便能在兩根金屬桶之間建立起一萬五千伏以上的高電壓。

最后，當(dāng)兩個金屬水桶之間達(dá)到高電壓時，可能會看到一些效果。電火花可能會瞬時在的兩個桶或環(huán)的圓弧之間產(chǎn)生，從而降低每個桶上的電荷；或者如果這是種情況不容易發(fā)生，水桶將擊碎向他們滴下的水滴，并可能使帶同種電荷的水滴落不到下面的金屬桶內(nèi)，從而形成向上飛濺的水珠；或者電荷足夠大時，水滴也可能被吸引到帶異種電荷的導(dǎo)電環(huán)上發(fā)生中和，使帶電量暫時下降。這些影響都將限制裝置達(dá)到電壓的極限。

從能量轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移的角度來看，靜電的能量來自于讓水滴下降所釋放的引力能量。大部分能量轉(zhuǎn)化為內(nèi)能浪費，例如當(dāng)水滴滴在水桶里的時候。

該儀器可以擴(kuò)展到兩個以上的水滴流 。

滴水起電機(jī)的簡易裝置如圖1所示。上方水桶有兩個孔用來滴水（或其他液體），每個孔流出水滴各自通過一個導(dǎo)電環(huán)流到相應(yīng)的桶里。每個桶必須是相互和與周圍其他物體電氣相互隔離。左側(cè)的桶通過電線與右側(cè)的導(dǎo)電環(huán)相連接導(dǎo)通，同樣右側(cè)的桶通過電線與左側(cè)的導(dǎo)電環(huán)相連接導(dǎo)通。重要的是，每個環(huán)放置于第一滴水滴過的位置附近。

如果桶是金屬的，導(dǎo)線可以直接連接到水桶。否則，每條線的線尾要放到桶的底部，以保證接觸到水 。

開爾文滴水起電機(jī)是一種通過滴落的水滴引起靜電感應(yīng)的起電機(jī)。

開爾文滴水起電機(jī)是一種靜電起電機(jī)，1867年由英國科學(xué)家開爾文爵士威廉·湯姆森發(fā)明。開爾文將這種裝置用于他的滴水冷凝器。該裝置有時也被稱為開爾文水力發(fā)電機(jī)、開爾文靜電發(fā)生器或開爾文爵士的雷電。[來源請求]這個裝置以滴落的水滴，通過靜電感應(yīng)現(xiàn)象，在一個互相關(guān)聯(lián)的、帶相反電荷的系統(tǒng)中產(chǎn)生電壓差。它唯一的用途就是在物理教學(xué)中演示靜電的原理。2100433B