靜電測量(靜電測量儀器有哪些)

驗電器和靜電計是兩個我們經常遇到的測量儀器，那么它們二者各自的原理和區別是什么呢？我們這一期就來探討一下。

一、驗電器

驗電器是法國的讓·安東尼·諾雷發明。驗電器構造如上圖所示。圖中上部是一金屬球，它和金屬桿相連接，金屬桿穿過絕緣的橡皮塞， 其下端是兩片極薄的金屬箔，外層是絕緣的玻璃瓶。

根據同種電荷相互排斥的原理，待檢驗物體接近金屬球：可能產生靜電感應。如帶正電的物體接近不帶電的驗電器的金屬球，則由于靜電感應，驗電器金屬球處感應出負電荷，而金屬箔則由于帶正電而張開一定角度；若驗電器原來帶正電，由于靜電感應，同種電荷相斥，金屬球的正電荷電荷量減少，金屬箔電荷量增多，張角增大；若驗電器原來帶負電，則異種電荷相吸，金屬球電荷量增大，金屬箔電荷量可能只減少，可能先減小，然后帶正電增加，因此其張角可能只減小，可能先減小后增大。

如果待檢驗物體與金屬球接觸，如果物體帶電，就有一部分電荷傳到兩片金屬箔上，金屬箔由于帶了同種電荷，彼此排斥而張開，所帶的電荷越多，張開的角度越大；如果物體不帶電，則金屬箔不動。和上述判定方法一樣，可以識別正負。

二、靜電計

如果將驗電器的玻璃罩改為使用金屬盒以便屏蔽靜電，金屬棒和器皿引出導線以便測量兩點間電勢差、增加刻度以便將結果量化，那么驗電器可以改造為更精確的靜電計。

測電勢差的原理：金屬球、金屬桿、指針相當于電容器的一個電極，金屬外殼也相當于一個電極，它們之間是絕緣的。這就相當于一個電容，注意，這個電容的大小非常非常小。

?將一個已充電電量為Q的平行板電容器與靜電計相連，此時指針和金屬桿帶正電，外殼的內表面將出現負的感應電荷，從而在金屬桿與外殼間形成電場，指針表面的電荷受到電場力的作用，或者說受到來自桿上同種電荷的排斥力及金屬盒內壁的異種電荷的吸引力，使得指針偏轉，帶電量越多，場強越強，則指針的偏角也越大。由此可見，指針張角大小能定性地反映靜電計兩極間的電勢差的大小。

三、幾個小知識

一是指針的轉動角度與電勢差不是正比關系，所以靜電計的刻度不是均勻的。

二是靜電計的金屬罩不接地不影響其作為驗電器使用。

三是靜電計與電壓表的原理不一樣，故絕對不能互換使用。

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