| | 又名感應起電機，旋轉盤由兩塊圓形有機玻璃疊在一起組成，中有空隙，每塊嚮外的表面上都貼有鋁片，鋁片以圓心為中心對稱分佈。由於兩盤分別與兩個受動輪固定，並依靠皮帶與驅動輪相連，由於兩根皮帶中有一根中間有交叉，因此轉動驅動輪時兩盤轉嚮相反。如圖所示，盤轉嚮為：正面順時針，反面逆時針。兩盤上各有一過圓心的固定電刷，兩電刷呈９０度夾角，電刷兩端的銅絲與鋁片密切接觸，這樣在盤旋轉時銅絲鋁片可以摩擦起電。在圖2所示位置有懸空電刷e，懸空電刷與電刷成45°夾角，每個刷的兩腳跨過兩盤，但並不與兩盤接觸，腳上裝有許多尖細銅絲，銅絲尖端指嚮圓盤上的鋁片。懸空電刷由金屬桿與萊頓瓶相連。
萊頓瓶其實是個電容，用來儲電。如圖3所示為萊頓瓶結構，由兩層筒狀錫箔組成，中間是電介質，上有瓶蓋。懸空電刷上的金屬桿插入瓶蓋一半，末端由一根較粗銅絲與萊頓瓶內層錫箔筒底相連，這樣懸空電刷上所集電荷可以儲存在萊頓瓶中。圖3所示放電小球也通過一金屬桿與萊頓瓶蓋相接，此桿插入瓶蓋一半且不與集電叉相觸，也不與萊頓瓶中錫箔筒相連，但這樣可使其受萊頓瓶內筒電荷感應而帶電，可推導出放電小球會被感應出和與其相連的萊頓瓶內筒同電性的電荷。由於感應起電機在左右各有一萊頓瓶，若兩萊頓瓶集聚不同種電荷，則兩放電小球上就會被感應出不同種電荷，當兩小球靠近時就會因放電而産生電火花。需要說明的是，此萊頓瓶僅是儲電設備，與小球是否放電無關，因為即使將其拆除，轉動圓盤時兩小球照常放電，衹不過電火花很弱，但其頻率更高。這是因為沒有萊頓瓶後其電容減小了，可由公式u=q/c解釋：要産生電火花，兩小球間電壓約為幾萬伏，當c減小時，懸空電刷僅需要集聚很少電荷就可使電壓升高到放電要求，故與原來相比，放電頻率會加大。但是由於小球上每次放電所放出的電量減少了，相應電流也會減小，因而電火花很小。 | | 1882年，英國維姆鬍斯創造了圓盤式靜電感應起電機，其中兩同軸玻璃圓板可反嚮高速轉動，摩擦起電的效率很高，並能産生高電壓。這種起電機一直沿用至今，在各中學的物理課堂上作電學演示實驗時，就經常用到它。
摩擦起電機的出現，這種由人工産生的新奇電現象，引起了社會廣泛的關註，不僅一些王公貴族觀看和欣賞電的表演，連一般老百姓也受到吸引。整個社會都對電現象感興趣，普遍渴望獲得電的知識。電學講座成為廣泛的要求，演示電的實驗吸引了大量的觀衆，甚至大學上課時的電學演示實驗，公衆都擠過去看，以至達到把大學生都擠出座位的地步。摩擦起電機的出現，也為實驗研究提供了電源，對電學的發展起了重要的作用。
感應起電機是一種能連續取得並可積纍較多正、負電荷的實驗裝置。感應起電機所産生的電壓較高，與其他儀器配合後，可進行靜電感應、雷電模擬實驗、演示尖端放電等有關靜電現象的實驗。
感應起電機如圖12-10所示，使用感應起電機前，必須先進行目測各部件是否完好，緊固件是否鬆動，如發現故障要待排除後才能使用。對起電機目測時要註意以下幾點：
（l）兩電刷應互成90度夾角，各與橫梁成45度。
（2）集電桿的電梳的尖針不能觸及起電圓盤。
（3）電刷與金屬箔片的接觸要可靠。
（4）兩傳動皮帶的其中一根在傳動輪間交叉安裝，以使兩起電圓盤工作時反嚮旋轉。
使用感應起電機時要保持室內空氣乾燥無塵污，如空氣潮濕或低溫季節，圓盤表面會形成一層水霧，該水霧與圓盤表面的塵埃等雜質形成導電層，從而影響實驗的效果。
為了剋服上述原因造成的起電機不起電的現象，可事先把起電機放在陽光下照射片刻，也可用紅外綫燈或自製的烘箱進行烘烤，烘烤的溫度在圓盤處不得超過40℃。
操作起電機時，動作要緩和，由慢到快，但速度不能太快，以防起電機發生共振而損壞機件。
起電機帶電後（包括剛停止搖動時），集電桿等處會集結電荷，這時人體各部分如不慎觸及，就會産生電擊的強烈刺激。但是，起電機所帶的電雖電壓很高（約幾萬伏），但其電流卻極小，一般僅幾個微安，對人體無多大危害。
起電機使用完畢應罩上防塵的塑料袋，並存放在乾燥的櫥內。
感應起電機正轉、反轉狀態下的工作原理
由於在靜電序列中鋁排在銅之前，所以在圓盤轉動時鋁片與電刷上的銅絲摩擦而帶上正電荷，銅絲帶負電荷。如圖：假設剛摩擦時金屬鋁片s1帶電量為q1，與其在同一直徑上的鋁片s2帶電量為q2,q1與q2有大小之分。
當圓盤轉過90°時，s1與反面電刷bˊ相對，此時s2ˊ、s1ˊ分別與s1、s2相對。假設q1＞q2，由於s1ˊ與s2ˊ之間有電刷連接，會引起自由電子移動，使得s1ˊ帶正電荷，s2ˊ帶負電荷。
當圓盤再轉過45°時，s1、s2分別順時針轉至與電極相接的懸空電刷e2、e1處，並在該處放電使e1、e2帶正電荷，這些正電荷又被積聚在萊頓瓶c1、c2中。
當圓盤再轉過45°即s1轉到與正面電刷b相對應時， s1與s1ˊ相對，s2與s2ˊ相對，剛經過放電的s1與s2恰好不再帶有電荷。s2ˊ帶負電使得s2感應帶正電，又由於與金屬刷上銅絲摩擦也使它帶正電，在二者共同作用下s2帶上了正電荷；對於s1來說,s1ˊ上的正電荷使其感應帶負電荷，由於金屬刷的連接作用，s2所帶的正電荷會導致電子移動（如圖4）使s1帶負電，這樣，雖然有摩擦産生的正電荷也會被以上兩種作用所産生的負電荷抵消，因此s1還是帶負電荷。
圓盤再轉過45°時，s1ˊ與s2ˊ恰好分別轉到懸空電刷e2ˊ與e1ˊ處。帶正電的s1ˊ在e2ˊ處放電後不再帶電，e2ˊ上的負電荷被中和使e2ˊ帶正電，這些正電荷被萊頓瓶c2積聚到放電叉t2的放電小球上；帶負電的s2ˊ在e1ˊ處放電後也不再帶電，且e1ˊ上的正電荷被中和使e1ˊ帶負電，這些負電荷被萊頓瓶c1積聚到放電叉t1的放電小球上。
如果圓盤又轉過45°，s1又與s2ˊ相遇，s2與s1ˊ相遇，且此時s1﹑s2與反面電刷bˊ相對，s1ˊ﹑s2ˊ分別在e2、e1處放電後不再帶電。此時的電荷變化與過程（４）相似, 因此與s1相對的s2ˊ帶正電荷, 與s2相對的s1ˊ帶負電荷。
當圓盤再轉過45°，此時s1﹑s2恰好分別轉到懸空電刷e1﹑e2處。s1在e1處放電使得負電荷被積聚到放電叉t1的放電小球上，s2在，e2處放電使得正電荷被積聚到放電叉t2的放電小球上。之後轉動搖柄，電荷的變化情況將重複過程（3）~（7），由於兩盤的逆嚮旋轉，轉至與電極相接的懸空電刷e2、e2ˊ處的金屬片將全部帶正電，轉至與電極相接的懸空電刷e1、e1ˊ處的金屬片將全部帶負電。萊頓瓶c2感應到放電小球t2上的正電荷會越來越多，而被萊頓瓶c1感應到放電小球t1上的負電荷也會越來越多，當小球聚集一定電荷時，就會産生放電現象。在萊頓瓶蓋內放電叉與懸空電刷之間的空氣也會被電離，使放電叉與懸空電刷在短時間內相當於一個導體,將事先聚集在萊頓瓶中的電荷大部分中和之後，再一次重複上述過程。
但是，起電機並不是從一開始就可以放電的，因為空氣被擊穿需要一定的電壓，這就需要積聚一定的電荷，而放電叉t1、t2上電荷的積纍需要一定時間，所以當起電機長時間不用後要搖動搖柄一定時間後t1、t2間的電壓才能達到擊穿電壓而産生放電現象。
反嚮轉動搖桿時是否也會達到相同的效果呢？回答是否定的，因為反轉時雖然起電機原理和正轉一樣，但由於正反兩面的鋁片在摩擦起電後都沒有再經過另一側電刷，而是直接在懸空電刷處放電，使兩個萊頓瓶帶有同種電荷，因此不會放電。 | | 將機械能直接轉換為電能的直流高電壓發生器。又稱帶式靜電發生器。1931年由荷蘭學者範德格拉夫發明。其工作原理如圖所示。圖中下部電暈電極（電壓約數十千伏的直流高壓電源）的尖端通過電暈放電所産生的正電荷噴射到移動着的絶緣皮帶上，通過皮帶嚮上傳送。一部分正電荷經集電極和電阻進入球形高壓電極；另一部分則聚集到對地絶緣而和集電極相聯的上部皮帶輪上。此帶電的皮帶輪可使上部電暈電極尖端發生電暈放電。所産生的負電荷噴射到絶緣皮帶上，由皮帶嚮下傳送到下部電暈電極附近而被中和掉。高壓電極一方面收集到正電荷，同時又放掉負電荷，故其上電位將越來越高，直至足以推斥皮帶上傳送來的正電荷不能進入高壓電極時為止。此外，它的電位還受電極電暈電壓的限製,半徑越大,電暈電壓越高，故電極所能達到的電位還與其半徑有關，例如半徑1米的球最多能維持電壓1.5mv。將整個裝置放在密閉的金屬外殼內，並充以壓縮空氣或者負電性氣體（例如sf6等）,可以提高輸出電壓。發生器輸出電壓一般為數mv。80年代最高電壓為25mv（美國，建成於1981年）。
發生器的主要特點是易於獲得和調節輸出的直流高壓，輸出電壓脈動很小，配上相應的穩壓裝置後穩定度可達10-5。但其輸出電流較小。一般為數百 μa。它通常應用於核物理實驗,其負載常為離子管或x光管。為提高輸出電流，n.j.費利奇於50年代又研究了轉子式靜電發生器，電流可達數ma。它不僅可用於物理方面，且可用於靜電噴漆和除塵以及部分高電壓試驗，但電壓不超過750kv。此外，還有可變電容型靜電發生器,輸出電壓為兆伏級，而電流可高達安培級。也有人在研究將這類發生器用於空間發動機。
産生靜電高壓的裝置。又稱範德格拉夫加速器，是美國物理學家r.j.範德格拉夫在1931年發明的。結構如圖，空心金屬圓球a放在絶緣圓柱 c 上，圓柱內b為由電動機帶動上下運動的絲帶（絶緣傳送帶），金屬針尖 e 與數萬伏的直流電源相接，電源另一端接地，由於針尖的放電作用，電荷將不斷地被噴送到傳送帶b上。另一金屬針尖f與導體球 a 的內表面相聯。當帶電的傳送帶轉動到針尖 f 附近時，由於靜電感應和電暈放電作用，傳送帶上的電荷轉移到針尖 f 上，進而移至導體球a的外表面，使導體球a帶電。隨着傳送帶不斷運轉，a球上的電量越來越多，電勢也不斷增加。通常半徑為1米的金屬球可産生約 1 兆伏（對地）的高電壓。為了減少大氣中的漏電，提高電壓，減小體積，可將整個裝置放在充有10～20個大氣壓的氮氣的鋼罐之中。
範德格拉夫起電機的改進
範德格拉夫靜電起電機是藉助電動機拖動傳送帶把電荷輸入金屬球內部的。現在，把範德格拉夫靜電起電機的金屬球內部抽成真空,置入電子槍來提供電子流。不僅提高了效率，還發現能量可以創造。據此而設計的庫範永動機要點有三：1、金屬空腔內置電子槍。2、電子槍陰極接地。3、電屏蔽（和發散電容分佈）或磁偏轉。
一、庫侖—範德格拉夫靜電起電機
範德格拉夫靜電起電機的工作原理是，利用導體的靜電特性和尖端現象，尤其是導體內部沒有淨電荷，電荷衹能分佈在導體的表面上。範德格拉夫靜電起電機由5~10萬伏的高壓直流電源通過放電針尖端放電把電荷轉移給傳送帶（由橡膠或絲織物製成），由電動機拖動傳送帶，傳送帶把電荷傳送到金屬球內部後，由金屬球內部的集電針收集電荷輸送到金屬球的外表面上。
現在，把金屬球內部抽成真空狀態，內置電子槍，電子槍的陽極和金屬球之間采用電屏蔽或磁偏轉的方法消去電子槍陽極與金屬球之間的分佈電容電場。這種起電機稱為庫侖—範德格拉夫靜電起電機。簡稱庫範起電機。
電子槍陰極發出的熱電子在陽極的電場下加速，穿過陽極中心的小孔時具有很高的速度，射嚮金屬球的內壁，在甲的情況下，采用電屏蔽，消去陽極極板與金屬球內壁的分佈電容電場的阻止作用；在乙的情況下，采用磁偏轉（永磁體）的方法，在電子束流速度降低一部分時，已偏轉到與金屬球相連的集電板上。金屬球導體的電荷衹能分佈在其外殼上，故電子迅速轉移到外表面，於是其內表面仍無自由淨電荷（不包括電子槍陽極與金屬球內壁的分佈電容部分），不會阻擋後面自電子槍射出的電子流。於是電子不斷地由電子槍射出，轉移到金屬球的外表面上，使金屬球帶有很高的電勢。
磁偏轉是大傢所熟悉的，利用電子在磁場中運動時受到洛侖茲力即可實現，無須贅述。這裏要對電屏蔽簡介一下。電屏蔽與磁屏蔽是一致的，但與靜電屏蔽完全不同，是兩回事。靜電屏蔽是從電荷的角度進行屏蔽，消除電力綫，使場強為零。電屏蔽不是對電荷進行屏蔽，而是用電介質吸收電力綫，使被屏蔽的空間失去電力綫，場強趨近於零。電屏蔽使用相對介電常數較高的電介質（同時要考慮其絶緣特性，即大的電阻率，耐高壓），一般電介質的相對介電常數為5~10，而鈦酸鋇可達1000~10000。註意電屏蔽用的電介質要與陽極和金屬球內壁結合緊密，不留縫隙，電介質內留孔道和電子槍陽極孔相接延續到金屬球內壁。這樣，陽極與金屬球的分佈電容電場的電力綫約束在電介質內，其內的孔道無電力綫，場強趨近於零，於是便不會對電子槍射出的電子束流減速，以保證足以打擊在金屬球內壁上。
從能量的角度分析，會發現能量被創造出來了。以理想狀態為例，設電子槍陽極射出的電子流射嚮金屬球內壁時不被減速，即電屏蔽時電子流方向速度都不變，磁偏轉時電子流衹改變方向而速度不變。那麽，電子槍射出的電子動能由電源提供，電子撞在金屬球內表面後，電子的動能轉為熱能儲存在金屬球上。但金屬球具有很高的電勢，如果給金屬球串上一個大值電阻接地，金屬球通過電阻放電，電阻上産生的熱能就是創造出來的，與電子槍的供電電源無關，因為電子槍射出的電子動能全部轉為熱能儲存在金屬球上。
為什麽範德格拉夫靜電起電機不能創造能量呢？
二、庫侖—範德格拉夫永動機
庫侖—範德格拉夫靜電起電機由於創造能量，故稱之為庫侖—範德格拉夫永動機，簡稱庫範永動機，圖2。永動機創造出的能量並不守恆，但電荷（電流、電量）守恆。
一般情況下，通過法拉第電磁感應規律使用的變壓器，能量守恆但電荷—電流—電量不守恆。勵磁電流，鐵損等其他因素忽略不計，在等壓變壓器中，電壓相等，電流相等，即電荷—電流—電量守恆。但在升壓或降壓變壓器中，由於能量守恆，初級和次級中流過的電流不同，所以說電荷不守恆，即電流→電量（單位時間內）→電荷不守恆。但在庫範永動機中，守恆的是電荷（電流—電量），而能量不守恆。
金屬球可以改為金屬筒或其他空殼狀，其上的自由電荷産生的電勢稱為庫侖—範德格拉夫電勢，簡稱庫範電勢，金屬筒（球）可稱為庫範電勢筒（球）。給庫範電勢球接地時，如果串聯電阻為1000歐姆，而電子槍射出的電子流（撞在金屬球上的電流）為100微安，庫範電勢將是1000歐×100微安=0.1伏。因為衹要有0.1伏的電勢，淨電荷就可以通過大地放掉，沒有必要繼續升高。但如果接地電阻為109 歐，電勢仍為0.1伏，那麽，庫範電勢球上的電荷不能及時對地放掉，電荷積纍庫範電勢升高，直到109 歐×100微安=105伏時纔維持穩定不變。這兩者輸出的能量（做功）是不同的。前者為每秒0.1伏×100微安×1秒=10-5焦，後者為105伏×100微安×1秒=10焦。
又假設電子槍射出的電子流為1安培，接地電阻為1000歐，即庫範電勢為1000伏，每秒做功為1000伏×1安×1秒=1000焦；接地電阻為100000歐，庫範電勢為100000歐×1安=100000伏，每秒做功為100000伏×1安×1秒=100000焦。理論表明，守恆的是電荷—電流—電量，而能量並不守恆。
下面粗略分析庫範永動機是否可行：1、熱電子代價為20ev。金屬熱電子逸出功一般為1—6ev,設陰極加熱得到一個熱電子的能量需輸入20ev。2、電子槍加速電壓為980v，能量代價為每電子980ev，那麽得到一個加速電子的能量需要20+980=1000ev。3、電子槍效率為10%，即由陰極射出的電子，10個電子中衹有一個電子射出了陽極的中心孔，那麽電子槍射出後的每個電子的代價為1000×10=10000ev。4、設庫範電勢為1000000伏，那麽每個電子輸出的能量為1000000ev。這是輸入電子10000ev的100倍。看來，輸入1份能量，得到10份（10＜＜100）能量是沒有問題的。5、漏電流，雖然任何絶緣體都有電阻，但對於較高的庫範電勢來說，漏電流仍然較小，在微安級，如果電子槍射出的電子流能在安級，已可以忽略不計了。6、循環動作。庫範電勢輸出的5份能量反過來維持輸入能量，即加熱陰極得到熱電子及電子槍加速電子所需的能量代價。對庫範永動機輸入1份能量後，得到10份能量，其中5份能量用來循環動作，餘下的5份推動“永動機”創造能量。7、其他因素。高速電子打出陽極（或者也包括金屬球）的二次電子和x射綫，熱能的蓄積，真空的擊穿電壓極限，高壓對絶緣的要求，循環動作時采用何種設計方式，金屬球是否還需考慮散熱等等，不在本文討論範圍之內，略。
現在考慮永動機的實用價值，能量的創造是沒有問題的，但關鍵的是，永動機必須有較大的功率，衹有能夠輸出大的功率之後，才能談上真正的為人類造福。1935年底30多名記者問愛因斯坦e=mc2推導出的巨大能量是否可以通過轟擊一個原子釋放出來。愛因斯坦認為這種可能性就像在黑夜中射擊鳥一樣，特別是周圍沒有幾衹鳥。1938年年底，o·哈恩與他的合作者f·斯特拉斯麥恩發現原子核的分裂現象。1939年3月，在法國和美國同時發現鏈式反應。費米望着窗外憂鬱地沉思着：一個裂變的炸彈可以摧毀我們所見到的一切。1945年8月6日和9日，原子彈轟平了日本的廣島和長崎。日本宣佈無條件投降，第二次世界大戰結束了（據《愛因斯坦傳》）。電子槍和真空條件都是成熟的技術，科學家所關心的不應該把永動機一棍子打死，而是怎樣實現大功率，並考慮大功率和大效率怎樣協調，是否能夠兼得。因為沒有實驗數據，張建軍粗略估計永動機效率（見後文大庫侖永動機設計）為10~1000。大於10是唾手可得的，達到100會有睏難，超過1000恐怕難以實現。註意，這兒不是講實驗室的永動機，而是同時考慮大功率和循環動作，即考慮的是永動機發電站。
範德格拉夫靜電起電機是用電動機帶動絶緣傳送帶把電荷從外面傳遞到金屬球內部的，消耗在電動機上的能量代價比金屬球對地放電放出的能量大，是有能量代價的。相反，庫範起電機中電子槍射出的電荷本來就在金屬球內部，並不需要再消耗能量把電荷由外部嚮金屬球內部轉移，這就是說，金屬球對地放電放出的能量是沒有任何能量代價的，能量是“憑空”創造出來的。
三、張建軍關於對庫範永動機的間接實驗驗證
1、場強環流定律實驗。場強的環流等於零，靜電場是保守力場。
圖3，在平行板中放置1.5伏幹電池作電源的電路，串入電阻和微安表，比如微安表讀數為15ua（或如50ma），平行板接感應起電機（或直接接~220v照明電源，或對~220v電源全波整流大電容濾波後再接）。搖動感應起電機，其間電場的電壓可達數萬伏，但微安表讀數不變。給平行板並聯放電球，球上有電火花間斷跳過時，平行板間的電場（電壓）有突變，但微安表的指針並不擺動，即不受影響。1.5伏與數萬伏相比，差別10000倍。
2、庫範電勢對電子槍不會有影響
庫範電勢高於電子槍的電勢時，電子槍的電壓能夠對電子槍陰極的熱電子加速嗎？科學實驗有直接實驗和間接實驗，不用真空條件，依然可以證明永動機的現實性。
自己繞製一組升壓變壓器，其中一個次級電壓為~5000伏，另一個次級電壓為~1000伏或2000伏。兩個次級和初級繞組相互絶緣。把5000伏的輸出次級全波整流後通過大電容濾波，然後通過雙刀雙擲開關，一端通過開關連接長圓柱金屬筒，另一端連接一金屬板（蓄積電荷？多餘的設計！），並通過一開關接地。1000（2000）伏的輸出次級全波整流後正極輸出端連接一個小金屬陽極極板，負極輸出端連接一尖端放電針。放電針和陽極板同置入長圓柱金屬筒內部的中心部位，然後二者通過單刀雙擲開關串聯一開關後接地。見圖4，電路中配以合適的限流電阻（和必要的保險絲）。註：實驗表明，在電壓~1000伏以上時，全波整流後，如尖端較尖，在1毫米之內的距離可以和正極擊穿空氣而放電；尖端較鈍時不易觀察，可上調為~2000伏以上，放電距離變大，這樣更容易觀察。
實驗證明，尖端放電形成回路，與電路中的開關開閉和雙擲開關的轉換無關。那麽可以設想，把長金屬筒封閉在真空中，尖端放電回路改為電子槍，當電子槍射出的電子流形成的庫範電勢等於或高於電子槍的電壓時，電子槍仍能射出連續的電子流，形成並維持一個很高的庫範電勢。
四、庫侖永動機
真空並非空無一物，可以産生一對正反虛粒子，並隨即湮滅。那麽，能量可否發生虛實分裂，實能量用來推動宏觀的永動機，虛能量跑到太空中，好不違反能量守恆律，這樣不就是開發了新能源嗎？
按照這一指導思想，考慮到無限大平行板帶異號電荷時電場衹集中在兩板之間，兩板之外無電場，從理論上分析理想狀態，圖5。
一個電子從負極板外藉助較小的初速度 v0 射入平行板電場，電場對電子加速，電子射出正極板後勻速直綫運動。電子具有質量，由於速度的原因必然有能量—動能。由於電荷守恆，平行板的電場能量並不減少，故這不是能量的創生嗎？反過來，電子以較高的初速v由正極板外射入電場，電場對電子減速，射出電場後速度為v0，這不是能量的消滅嗎？
電量守恆定律是，在一隔離的係統內，無論進行怎樣的物理過程，係統內電量的代數和總是保持不變。那麽，當進入這個隔離係統內的電量和出來的電量（電荷的數量）一致時，這個隔離係統的電量仍然守恆。電子穿越平行板電場時，平行板電場的電量守恆。另外，由於電子既不來自於負號電荷板，也不曾終止於正電荷板，故平行板電場的能量並不曾發生改變。這是因為，對於一個封閉的係統，能量無法創造，也無法消失，衹能守恆的轉移或轉化。但這兒不是封閉係統，而是兩個係統。電子（流）是一個係統，平行板電場又是一個係統，在兩個係統的情況下，實現了開放和無限，故能量實現了虛實分裂，引入虛實能量力速原理後，仍然是能量守恆—虛實能量 （另有專文介紹，此處不贅）。另外，由於e=mc2，質能互易，質量也不守恆，物質可以憑“空”創造而且“無緣無故”消失。
五、庫侖（二）永動機和洛侖茲永動機
電子通過偏轉電場後，速度和能量都會改變，這就是庫侖（二）永動機，見圖6。由於洛侖茲力的聯繫，電子射入磁場後會改變運動方向而不 改變速度，但在合適的條件下，射入磁場的電子會圓周運動，這就是洛侖茲永動機。實質上，洛侖茲永動機衹是實現了永動，並不能嚮外界支付能量，故僅僅是永動而不是永動機。電子射過偏轉電場後速度改變而能量亦改變，但電場的能量並不減少。從實際上看，永磁體（鐵磁體）和鐵電體是一樣的，假如認為偏轉電場會發生能量改變，那麽把平行板改為鐵電體，鐵電體的電場總不會增強或消失吧？這與地面上平拋物體是一樣的，假設一個天體從地球旁邊掠過，地球對其加速後地球的引力場能量會減少嗎？ 同樣的道理，假設磁單極子流（事實上磁單極子並不存在）被永磁體偏轉後，永磁體的磁場能量會改變嗎？
六、大庫侖永動機
從庫侖永動機和庫侖（二）永動機中可以得到一個啓示，即電子在平行板電場中穿越時，電場的能量並不改變。但是，如果電子來自於負極板而終止於正極板，電場的能量就會減少；反之，如果電子來自於正極板而終止於負極板，電場的能量就會升高。同樣，當一個電源中沒有電流通過時，電源也不會嚮外界提供能量。論證如下，給庫侖永動機和庫侖（二）永動機的平行板接上電源，電子在電源提供的平行板電場中運動（穿越）時，衹要電子既不來自於負極板，也不終止於正極板，電源中就不會有電流流過，所以電源不必支付能量。這時，電源對平行板的作用僅僅是維持電勢，因為任何物體都有電阻，沒有電源時，平行板上的電荷會逐漸消失。
一般情況下，電子槍總是正極接地，如教科書上所示。但理論上分析，正極接地或負極接地，都無法改變電子槍陰陽兩極的電勢差，即無法改變兩者的電荷分佈，在陰陽極靜電力的作用下，仍可射出電子流。如果改為負極接地，那麽當電子槍射擊出電子流後，電子由大地補充，不再通過電源流過，這樣電源就無需付出能量代價。圖7，電子槍陰極接地而不是陽極接地，稱為大庫侖永動機。
理想情況下，刪去電子槍的加熱電路，采用場緻發射的方法發射電子（圖略），電子由陰極發出後，全部通過陽極射給庫範電勢筒內壁。由於負極接地，電子由大地補充，而無電流通過電源內部，故電源不需支付能量。另外，還需假設電源的絶緣性無限大，即電源沒有漏電流。這樣，無需付出能量代價，卻得到源源不盡的能量。
七、永動機效率的計算
庫範永動機的設計要點有三：1、金屬空腔內置電子槍。2、電子槍陰極接地。3、電屏蔽（和發散電容分佈）或磁偏轉。
永動機的輸入能量有兩部分，一是陰極加熱電路，一是電子槍加速電子電路。這樣很容易計算，用電壓表和電流表測出兩個電路的電壓和電流（電子槍電路的電流是指流過電源的電流，不是流過電子槍陰極的電流，即不包括接地的分支電流），可以計算出兩個電路的功率，乘以1秒即為（每秒）輸入能量。兩者之和稱為永動機的輸入能量。特別註意，電子槍電路的電流指流過電源的電流，而不是由電子槍陽極射出的電子束電流。
永動機的輸出能量就是庫範電勢對外做功。庫範電勢對地放電電壓乘以電流乘以1秒為輸出能量。輸出能量除以輸入能量，即為永動機的效率。
循環動作的永動機效率怎樣計算呢？
永動機輸出的能量，其中一部分（通過其他形式轉化，不能直接作為電子槍的加速電源和燈絲電源）用來維持輸入電源的能量供給，稱為循環能量。把永動機輸出的能量減去循環能量除以永動機的輸入能量，即為循環動作永動機的效率。
這兒再提出一個循環效率的概念。循環效率部分遵守能量守恆律，不可能等於1，必然比1小。永動機輸出能量以其一部分循環動作，這部分的電壓電流積乘以1秒，為循環動作輸入能量，轉換為永動機的輸入能量，也就是循環動作輸出能量；循環動作輸出能量（永動機的輸入能量）除以循環動作輸入能量，為循環效率。循環效率能達到10%~50%，循環動作的永動機的實用價值就已經很大了。
八、永動機對人類社會的影響
1、理論突破
①改寫相對論，回歸絶對論。牛頓經典時空、相對論時空體係進一步修改並趨嚮完善。②能量生滅，打破能量守恆律。③有限和無限，守恆和不對稱。④虛實能量（連續能量，量化能量），能量仍然守恆。⑤引力波不可探測，使用目前的探測方法。⑥由於e=mc2，物質也可以生滅。⑦廣義的守恆律，能量物質不生不滅。⑧熱力學第一定律、第二定律的錯誤，熱寂宇宙不可能實現。⑨力速原理（超距作用等）。⑩信息通迅（超距即時通信）。
其他如相對論質量與速度無關，宇宙學暗物質，無始無終、無邊無際的宇宙圖景，不存在創世紀的宇宙大爆炸等等。總之，永動機帶給物理學一個新的創新機遇，比如，討論電磁本質，磁單極子為什麽不存在，力能本質，統一場問題等等。
2、人類的信仰和生存理念
①由於能量的生滅，唯物和唯心再一次展開世界大戰。②有無相生、天人合一、不生不滅等生命現象和靈魂問題再一次睏惑人類，不過，六世輪回還是講不通。③這一回，侍者和馬夫將放棄相對論，爭論永動機。④物質的進步將促進人類精神的又一次進步。
3、人類的生存環境
①解决能源短缺，消除能源危機。②天空變藍，大地變緑，水可鑒影。③電價降低，市場産品由於電價走低而降低成本，人類的生活進一步得到改善。④將導致能源濫用，地球變暖（所以應加緊研製“永靜機”，把環境燥熱“吃掉”）。
4、世界的和平與發展
①為美國人民爭取自由，不必受石油之纍。②洗雪“考剋斯報告”之恥，中國人有創新能力，有為人類造福的實力。③美國人獲取了自由，不必再揚言什麽“邪惡軸心”，不必對中國使用核武器。④永動機不可能是戰爭武器，相反，她必然為爭取和平與發展盡力，總比愛因斯坦的“核威脅”來友好國際強一點點吧！ | | 一種藉助人力或其他動力剋服靜電力以獲得靜電的機械，簡稱起電機。跟一般的發電機不同，起電機衹能産生較高的電壓，而由此放電産生的短暫脈衝電流，平均值很小，一般不超過幾毫安。
最早的靜電起電機出現在17世紀,o.von蓋利剋利用搖柄使一個硫磺球（後改用玻璃球）迅速旋轉，用人手（或皮革）與之摩擦起電。到19世紀，這種摩擦起電機為感應起電機所取代。
1775年，a.伏打創造了一種起電盤，它由一塊絶緣物質(石蠟、硬橡膠、樹脂等)製成的平板和一塊帶有絶緣柄的導電平板組成。通過摩擦使絶緣板帶上正電（或負電），見圖1a，然後將導電板放到絶緣板上面。因為導電板和絶緣板表面不是十分平坦的，它們之間真正互相接觸的衹有少數幾個點，因此衹有極少的正電轉移到導電平板上。相反地，由於靜電感應，導電板上靠近絶緣板的一測出現負電，另一側出現正電，見圖1b。將導電板接地，地中的負電就會跟導電板上的正電中和，結果使導電板帶上負電，見圖1c。斷開導電板跟地的連接，手握絶緣柄，將帶負電的導電板從絶緣板表面移開,導電板上獲得負電荷,見圖1d。這時絶緣板上的電荷並沒有改變，將導電板上的負電荷移去之後再放回到絶緣板上，可重新感應起電。重複上述過程，就可以不斷得到負電荷。每次將帶負電的導電板同帶正電的絶緣板分開時都需要作一定的機械功。
1865年a.推普勒和w.霍耳茨分別製成感應起電機。後由h.維姆鬍斯對已有的靜電起電機作了改進。維姆鬍斯起電機如圖2a所示，由一對可以用相同的轉速朝相反的方向旋轉的平行玻璃圓盤構成。每一塊玻璃盤的外圍均勻分貼着數十張互相絶緣的金屬箔。為了便於說明其工作原理，在圖2b中將圓盤的直徑繪成略有差別。假設一塊圓盤沿反時針方向旋轉，另一塊圓盤沿順時針方向旋轉。互相垂直的金屬臂a1和a2位於圓盤的兩側，臂的兩端各有一金屬刷跟圓盤上的金屬箔保持接觸。c1和c2各是一對用導綫聯在一起的金屬梳，分別連到連有萊頓瓶的球形電極（圖2a）。梳的尖端指嚮旋轉的玻璃圓盤上的金屬箔。
由於大氣中經常存在微量電荷，假設某金屬箔a1上帶有微弱的正電，與它相對的另一玻璃圓盤上的金屬箔a2因感應而帶負電，通過a1使圓盤另一端的金屬箔b2則帶正電。當a2轉至β2的位置時,b2轉至β2的位置。由於感應作用,經過金屬臂a2連接的位於β1和β1位置的兩塊金屬箔將分別帶上正電和負電。玻璃盤繼續旋轉90°後，位於β1的金屬箔所帶的負電荷到達圖中b1的位置，位於β1的金屬箔所帶的正電荷到達圖中β1的位置，於是上述過程就可以重複進行。當a1和b2先後經過c1時,它們帶的正電荷通過尖端放電傳遞給起電機的一極；b1和a2先後經過c2時，它們帶的負電荷通過尖端放電傳遞給起電機的另一極。在繼續旋轉的過程中，每一塊圓盤上以通過c1和c2的直徑為界,一半金屬箔(如a1和β1,b2和β2)帶正電,另一半金屬箔(如a2和β2，b1和 β1)帶負電。它們不斷將正負電荷分別送到起電機的兩極上並貯存在萊頓瓶中，可以達到相當高的電壓。
在歷史上，維姆鬍斯起電機曾經是産生高電壓的重要工具，現在則主要用於課堂演示靜電現象及空氣中的放電現象。一對約60釐米直徑的玻璃盤以100轉／分的速度旋轉,大約可以産生50000伏的電壓。大型的維姆鬍斯起電機可以在空氣中産生十多釐米長的電弧，同時發出強烈的噼啪聲。
為了分離出更多的電荷，産生更高的電壓，可以采用範德格喇夫起電機。它是r.j.範德格喇夫於1931年發明的。範德格喇夫起電機的主要部分是一個裝在直立的絶緣管上的巨大空心金屬球和一個裝在管內上下兩個滑輪上的絶緣傳送帶,如圖3所示。下滑輪pl用電機帶動旋轉，使傳送帶左上右下地運動。在下滑輪旁放置一臺高壓電源，電源一端的尖端導體c1産生的電暈放電將電荷噴射到傳送帶上。在上滑輪pu旁放置有另一與金屬球相連的尖端導體c2。由於靜電感應和電暈放電作用，傳送帶上的電荷轉移到金屬球上。當橡皮帶不斷運動時，電荷就被不斷傳送到金屬球的表面，球的電位隨之不斷升高。範德格喇夫起電機能産生的最高電壓視金屬球半徑的大小而異。 半徑為1米的金屬球約可産生 1兆伏(對地)的高電壓。為了減少大氣中的漏電，提高電壓，減小體積，可以將整個裝置放在充有10～20個大氣壓的氮氣的鋼罐中。
産生正極性的範德格喇夫起電機在科學研究中用作正離子的加速電源。産生負極性的範德格喇夫起電機應用在高穿透性x 射綫發生器中。有時也稱範德格喇夫加速器。 | | | 滴水起電機英國科學家開爾文曾設計了一架非常有趣的發電機——滴水起電機 最上邊是兩根滴水管，管口大小使得流出的水剛好形成水滴而間隙又不 過長。水滴從水管流出來，穿過金屬薄壁管後滴入下方的金屬水箱。薄壁管 與水箱用導綫交叉地連接起來。 水滴滴了一會之後，一個水箱帶了正電，而另一個帶了負電。該起電機 的兩邊是完全對稱的，為什麽兩衹水箱帶了不同的電荷呢？ 滴水發電機是根據感應起電的原理設計的。 在周圍的無綫電波，宇宙射綫的作用下，兩個金屬水箱都帶了負電，但 是它們所帶的電量一般不等。帶負電荷較多的水箱接着另一邊上角的金屬薄 壁。由於靜電感應，帶負電的金屬薄壁管把水中的正離子召喚過來，該邊的 滴水管口（最上方）便出現了正電荷。因此當水滴下落時，就會把正電荷帶 到該邊帶負電荷較少的金屬水箱中。如此這般積少成多，循環進行，電荷分 離速度逐步加快。一會兒便能在兩根金屬箱之間建立起一萬五千伏以上的高電壓。 | | 感應起電機是一種能連續取得並可積纍較多正、負電荷的實驗裝置。萊頓瓶是個電容，用來儲電。感應起電機在左右各有一萊頓瓶，兩萊頓瓶集聚不同種電荷，作為電源的正負極。
當順時針搖動轉輪上的搖柄時，由於在靜電序列中鋁排在銅之前，所以在圓盤轉動時鋁片與電刷上的銅絲摩擦而帶上正電荷，銅絲帶負電荷。如圖：假設剛摩擦時金屬鋁片s1帶電量為q1，與其在同一直徑上的鋁片s2帶電量為q2，q1與q2有大小之分。圖37-2所示。
當圓盤轉過90°時，s1與反面電刷bˊ相對，此時s2ˊ、s1ˊ分別與s1、s2相對。假設q1＞q2，由於s1ˊ與s2ˊ之間有電刷連接，會引起自由電子移動，使得s1ˊ帶正電荷，s2ˊ帶負電荷，圖37-2（b）。
當圓盤再轉過45°時，s1、s2分別順時針轉至與電極相接的懸空電刷e2、e1處，並在該處放電使e1、e2帶正電荷，這些正電荷又被積聚在萊頓瓶c1、c2中，圖37-2（c）。
當圓盤再轉過45°即s1轉到與正面電刷b相對應時， s1與s1ˊ相對，s2與s2ˊ相對，剛經過放電的s1與s2恰好不再帶有電荷。s2ˊ帶負電使得s2感應帶正電，又由於與金屬刷上銅絲摩擦也使它帶正電，在二者共同作用下s2帶上了正電荷；對於s1來說，s1ˊ上的正電荷使其感應帶負電荷，由於金屬刷的連接作用，s2所帶的正電荷會導致電子移動（如圖37-3）使s1帶負電，這樣，雖然有摩擦産生的正電荷也會被以上兩種作用所産生的負電荷抵消，因此s1還是帶負電荷，圖37-2（d）。
圓盤再轉過45°時，s1ˊ與s2ˊ恰好分別轉到懸空電刷e2ˊ與e1ˊ處。帶正電的s1ˊ在e2ˊ處放電後不再帶電，e2ˊ上的負電荷被中和使e2ˊ帶正電，這些正電荷被萊頓瓶c2積聚到放電叉t2的放電小球上；帶負電的s2ˊ在e1ˊ處放電後也不再帶電，且e1ˊ上的正電荷被中和使e1ˊ帶負電，這些負電荷被萊頓瓶c1積聚到放電叉t1的放電小球上，圖37-2（e）。
如果圓盤又轉過45°，s1又與s2ˊ相遇，s2與s1ˊ相遇，且此時s1﹑s2與反面電刷bˊ相對，s1ˊ﹑s2ˊ分別在e2、e1處放電後不再帶電。此時的電荷變化與過程（d）相似, 因此與s1相對的s2ˊ帶正電荷, 與s2相對的s1ˊ帶負電荷，圖37-2（f）。
當圓盤再轉過45°，此時s1﹑s2恰好分別轉到懸空電刷e1﹑e2處。s1在e1處放電使得負電荷被積聚到放電叉t1的放電小球上，s2在e2處放電使得正電荷被積聚到放電叉t2的放電小球上，圖37-2（g）。之後轉動搖柄，電荷的變化情況將重複過程（c）~（g），由於兩盤的逆嚮旋轉，轉至與電極相接的懸空電刷e2、e2ˊ處的金屬片將全部帶正電，轉至與電極相接的懸空電刷e1、e1ˊ處的金屬片將全部帶負電。萊頓瓶c2感應到放電小球t2上的正電荷會越來越多，而被萊頓瓶c1感應到放電小球t1上的負電荷也會越來越多，當小球聚集一定電荷時，就會産生放電現象。在萊頓瓶蓋內放電叉與懸空電刷之間的空氣也會被電離，使放電叉與懸空電刷在短時間內相當於一個導體，將事先聚集在萊頓瓶中的電荷大部分中和之後，再一次重複上述過程。
但是，起電機並不是從一開始就可以放電的，因為空氣被擊穿需要一定的電壓，這就需要積聚一定的電荷，而放電叉t1、t2上電荷的積纍需要一定時間，所以當起電機長時間不用後要搖動搖柄一定時間後t1、t2間的電壓才能達到空氣的擊穿電壓而産生放電現象。
那麽，反嚮轉動搖桿時是否也會達到相同的效果呢？回答是否定的，因為反轉時雖然起電機原理和正轉一樣，但由於正反兩面的鋁片在摩擦起電後都沒有再經過另一側電刷，而是直接在懸空電刷處放電，使兩個萊頓瓶帶有同種電荷，因此不會放電。 | | 一、感應起電機結構
如圖1所示，感應起電機旋轉盤由兩塊圓形有機玻璃疊在一起組成，中有空隙，每塊嚮外的表面上都貼有鋁片，鋁片以圓心為中心對稱分佈。由於兩盤分別與兩個受動輪固定，並依靠皮帶與驅動輪相連，由於兩根皮帶中有一根中間有交叉，因此轉動驅動輪時兩盤轉嚮相反。如圖所示，盤轉嚮為：正面順時針，反面逆時針。兩盤上各有一過圓心的固定電刷，兩電刷呈９０度夾角，電刷兩端的銅絲與鋁片密切接觸，這樣在盤旋轉時銅絲鋁片可以摩擦起電。在圖2所示位置有懸空電刷e，懸空電刷與電刷成45°夾角，每個刷的兩腳跨過兩盤，但並不與兩盤接觸，腳上裝有許多尖細銅絲，銅絲尖端指嚮圓盤上的鋁片。懸空電刷由金屬桿與萊頓瓶相連。
萊頓瓶其實是個電容，用來儲電。如圖3所示為萊頓瓶結構，由兩層筒狀錫箔組成，中間是電介質，上有瓶蓋。懸空電刷上的金屬桿插入瓶蓋一半，末端由一根較粗銅絲與萊頓瓶內層錫箔筒底相連，這樣懸空電刷上所集電荷可以儲存在萊頓瓶中。圖3所示放電小球也通過一金屬桿與萊頓瓶蓋相接，此桿插入瓶蓋一半且不與集電叉相觸，也不與萊頓瓶中錫箔筒相連，但這樣可使其受萊頓瓶內筒電荷感應而帶電，可推導出放電小球會被感應出和與其相連的萊頓瓶內筒同電性的電荷。由於感應起電機在左右各有一萊頓瓶，若兩萊頓瓶集聚不同種電荷，則兩放電小球上就會被感應出不同種電荷，當兩小球靠近時就會因放電而産生電火花。需要說明的是，此萊頓瓶僅是儲電設備，與小球是否放電無關，因為即使將其拆除，轉動圓盤時兩小球照常放電，衹不過電火花很弱，但其頻率更高。這是因為沒有萊頓瓶後其電容減小了，可由公式u=q/c解釋：要産生電火花，兩小球間電壓約為幾萬伏，當c減小時，懸空電刷僅需要集聚很少電荷就可使電壓升高到放電要求，故與原來相比，放電頻率會加大。但是由於小球上每次放電所放出的電量減少了，相應電流也會減小，因而電火花很小。
二、感應起電機正轉、反轉狀態下的工作原理
當順時針搖動轉輪上的搖柄時，分開的兩個小球之間會有電火花産生，同時會聽到噼裏啪啦的放電聲。這就是感應起電機的放電現象。這樣的現象是如何産生的呢？下面我們就介紹一下它的原理。
由於在靜電序列中鋁排在銅之前，所以在圓盤轉動時鋁片與電刷上的銅絲摩擦而帶上正電荷，銅絲帶負電荷。如圖：假設剛摩擦時金屬鋁片s1帶電量為q1，與其在同一直徑上的鋁片s2帶電量為q2,q1與q2有大小之分。如圖：
s1(s1’) 轉過90° s1(s2’) 轉過45° (s2’)
===> ===>s2 s1
s2(s2’) s2 (s1’)
（1） （2） （3）
轉過45°s2(s2’) 轉過45° s2
===> ===> (s2’) (s1’)
s1(s1’)
（4） （5）
轉過45° s2 (s1’) 轉過45° (s1’)
===> ===> s1 s2 s2
s1(s2’)
（6） （7）
當圓盤轉過90°時，s1與反面電刷bˊ相對，此時s2ˊ、s1ˊ分別與s1、s2相對。假設q1＞q2，由於s1ˊ與s2ˊ之間有電刷連接，會引起自由電子移動，使得s1ˊ帶正電荷，s2ˊ帶負電荷。
當圓盤再轉過45°時，s1、s2分別順時針轉至與電極相接的懸空電刷e2、e1處，並在該處放電使e1、e2帶正電荷，這些正電荷又被積聚在萊頓瓶c1、c2中。
當圓盤再轉過45°即s1轉到與正面電刷b相對應時， s1與s1ˊ相對，s2與s2ˊ相對，剛經過放電的s1與s2恰好不再帶有電荷。s2ˊ帶負電使得s2感應帶正電，又由於與金屬刷上銅絲摩擦也使它帶正電，在二者共同作用下s2帶上了正電荷；對於s1來說,s1ˊ上的正電荷使其感應帶負電荷，由於金屬刷的連接作用，s2所帶的正電荷會導致電子移動（如圖 4）使s1帶負電，這樣，雖然有摩擦産生的正電荷也會被以上兩種作用所産生的負電荷抵消，因此s1還是帶負電荷。
圓盤再轉過45°時，s1ˊ與s2ˊ恰好分別轉到懸空電刷e2ˊ與e1ˊ處。帶正電的s1ˊ在e2ˊ處放電後不再帶電，e2ˊ上的負電荷被中和使e2ˊ帶正電，這些正電荷被萊頓瓶c2積聚到放電叉t2的放電小球上；帶負電的s2ˊ在e1ˊ處放電後也不再帶電，且e1ˊ上的正電荷被中和使e1ˊ帶負電，這些負電荷被萊頓瓶c1積聚到放電叉t1的放電小球上。
如果圓盤又轉過45°，s1又與s2ˊ相遇，s2與s1ˊ相遇，且此時s1﹑s2與反面電刷bˊ相對，s1ˊ﹑s2ˊ分別在e2、e1處放電後不再帶電。此時的電荷變化與過程（４）相似, 因此與s1相對的s2ˊ帶正電荷, 與s2相對的s1ˊ帶負電荷。
當圓盤再轉過45°，此時s1﹑s2恰好分別轉到懸空電刷e1﹑e2處。s1在e1處放電使得負電荷被積聚到放電叉t1的放電小球上，s2在，e2處放電使得正電荷被積聚到放電叉t2的放電小球上。之後轉動搖柄，電荷的變化情況將重複過程（3）~（7），由於兩盤的逆嚮旋轉，轉至與電極相接的懸空電刷 e2、e2ˊ處的金屬片將全部帶正電，轉至與電極相接的懸空電刷e1、e1ˊ處的金屬片將全部帶負電。萊頓瓶c2感應到放電小球t2上的正電荷會越來越多，而被萊頓瓶c1感應到放電小球t1上的負電荷也會越來越多，當小球聚集一定電荷時，就會産生放電現象。在萊頓瓶蓋內放電叉與懸空電刷之間的空氣也會被電離，使放電叉與懸空電刷在短時間內相當於一個導體,將事先聚集在萊頓瓶中的電荷大部分中和之後，再一次重複上述過程。
但是，起電機並不是從一開始就可以放電的，因為空氣被擊穿需要一定的電壓，這就需要積聚一定的電荷，而放電叉t1、t2上電荷的積纍需要一定時間，所以當起電機長時間不用後要搖動搖柄一定時間後t1、t2間的電壓才能達到擊穿電壓而産生放電現象。
那麽，反嚮轉動搖桿時是否也會達到相同的效果呢？回答是否定的，因為反轉時雖然起電機原理和正轉一樣，但由於正反兩面的鋁片在摩擦起電後都沒有再經過另一側電刷，而是直接在懸空電刷處放電，使兩個萊頓瓶帶有同種電荷，因此不會放電。
在這次課題的研究過程中，我們還進行了一些輔助性的實驗來幫助我們理解。
一、驗證理論分析中各金屬片所帶電荷的異同性。
（1）搖動搖柄，使鋁片與電刷摩擦。將導綫一端接在驗電器上，用另一端接觸鋁片s1，驗電器的指針張開。這時用導綫接觸與s1在同一直徑上的鋁片s2，驗電器的指針閉合，說明s1與s2帶的是異種電荷。
（2）用導綫接觸鋁片s1,驗電器的指針張開。然後接觸與s1相對的鋁片s1ˊ，驗電器鋁片的指針閉合，說明s1與s1ˊ帶的也是異種電荷。
（3）用導綫接觸鋁片s1，驗電器的指針張開。然後，接觸與s2相對的鋁片s2ˊ，驗電器的指針張開的角度更大，說明s1與s2ˊ帶的是同種電荷。
二、驗證反轉時兩萊頓瓶聚集電荷的電性
先用導綫將其中一個放電小球接到驗電器上，驗電器指針張開。再將另一小球也接到驗電器上，驗電器指針張開的角度不減小。
三、確定萊頓瓶和放電小球的作用
（1）將萊頓瓶拆除，轉動搖柄，觀察到兩小球照常放電，但頻率很高，電火花比較微弱（這種電火花衹能在黑暗條件下觀察到）。
（2）安回萊頓瓶，將放電小球拆除，轉動搖柄。觀察到小球也照常放電，但頻率較高，電火花微弱，但與（1）相比頻率較低，電火花較強，以上兩步實驗說明萊頓瓶與放電小球衹是儲電設備，與小球是否放電無關。從理論上可以分析，拆除萊頓瓶或放電小球後，其電容減小，由公式u=q/c知：當c減小時，衹要聚集少量的電荷q2就可使電壓達到放電要求，所以放電頻率升高。但小球上的電量減少，所以電火花微弱。這與實驗現象吻合。
（3）確定兩萊頓瓶間電鍵的作用
閉合電鍵，即把兩萊頓瓶連接，可以發現放電小球間的點火花增強，放電聲更大，而頻率減小。
三 、拓展實驗
【器材】 感應起電機、銅絲等。
【步驟】 將起電機的兩個金屬球分開約 10 毫米。搖動起電機，可以看到金屬球之間出現電火花，同時發出輕微的“滴滴”聲。這時繼續搖動起電機，同時逐漸拉大兩個金屬球之間的距離至 20 ～ 30 毫米左右。這時可以看到兩個金屬球之間出現明亮的電閃光，同時可聽到清脆的“噼噼”聲。這種現象叫做放電現象。雷電即是自然界中發生的大規模放電現象。實驗中的閃光就好比閃電，噼噼聲就好比雷聲。
停止搖動起電機，再將兩個金屬球相接觸，使正負電中和。然後在一個金屬球上繞上一根銅絲，使銅絲一頭指嚮另一金屬球，並與之保持 10 毫米距離。搖動起電機，這時金屬球之間便不再出現電火花。拉大金屬球之間的距離，也看不到電閃光出現了。為什麽在金屬球上加了根銅絲便不出現放電現象了呢？原來物體所帶的電很容易從物體的尖端部分逃逸。金屬球上的電就逐漸從銅絲尖端放出，使金屬球上積存不起大量的電，於是就不會産生劇烈的放電現象了（圖 5）。避雷針就是利用這個原理製成的。 | | | 範式起電機 | 靜電起電機 | 維氏起電機 | | 滴水起電機 | 感應起電機 | 靜電感應起電機 | | 範德格拉夫起電機 | |
|
|
|