起電機是一種借助人力或其他動力克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，起電機隻能產(chan) 生較高的電壓，而由此放電產(chan) 生的短暫脈衝(chong) 電流，平均值很小，一般不超過幾毫安。

韋氏起電機

範德格拉夫起電機

　　如下圖所示，靜電感應起電機旋轉盤由兩(liang) 塊圓形有機玻璃板疊在一起組成，中間有空隙，每塊向外的表麵上都貼有鋁片，鋁片以圓心為(wei) 中心對稱分布。兩(liang) 盤分別與(yu) 兩(liang) 個(ge) 受動輪固定，並依靠皮帶與(yu) 驅動輪相連，兩(liang) 根皮帶中有一根中間有交叉，轉動驅動輪時兩(liang) 盤轉向相反。兩(liang) 盤上各有一過圓心的固定電刷，兩(liang) 電刷呈9 0 °，電刷兩(liang) 端的銅絲(si) 與(yu) 鋁片密切接觸，這樣在盤旋轉時銅絲(si) 、鋁片可以摩擦起電。另有與(yu) 固定電刷成45 °的懸空電刷，懸空電刷的兩(liang) 腳跨過兩(liang) 盤，但並不與(yu) 兩(liang) 盤接觸 ，腳上裝有許多尖細銅絲(si) ，銅絲(si) 尖端指向圓盤上的鋁片。懸空電刷由金屬杆與(yu) 萊頓瓶相連。

　感應起電機的左右各有一萊頓瓶。萊頓瓶其實是個(ge) 電容，用來儲(chu) 電。萊頓瓶結構由兩(liang) 層筒狀錫箔組成，中間是電介質，上有瓶蓋。懸空電刷上的金屬杆插入瓶蓋，末端由一根較粗銅絲(si) 與(yu) 萊頓瓶內(nei) 層錫箔筒底相連，這樣懸空電刷上所集電荷可以儲(chu) 存在萊頓瓶中。放電小球也通過一金屬杆與(yu) 萊頓瓶蓋相接，但不與(yu) 萊頓瓶中錫箔相連，這樣可使其受萊頓瓶內(nei) 筒電荷感應而帶電。兩(liang) 萊頓瓶集聚不同種電荷。兩(liang) 放電小球也被感應出不同種電荷。萊頓瓶集聚電荷足夠多時，球間電壓可達幾萬(wan) 伏，在兩(liang) 球靠近時就會(hui) 因放電而產(chan) 生電火花。

　　靜電感應起電機是利用靜電感應和尖端放電現象，使導體(ti) 上連續地積累大量電荷及產(chan) 生高電壓的裝置。

　　下圖是起電機原理示意圖，為(wei) 了便於(yu) 說明，用小、大兩(liang) 圓代表轉動圓盤A1和A2，1、2和3、4代表固定電刷B1和B2上的四個(ge) 刷頭。由於(yu) 射線和其它引起空氣電離的因素的作用，空氣中經常存在微量離子。設A2盤的鋁箔片a偶然獲得正電荷，如圖（a ）。把A 盤上與(yu) 鋁箔片a相對的鋁箔片b ，金屬杆B1及鋁箔片b '看成一個(ge) 導體(ti) ，由於(yu) 靜電感應，b帶負電而b ' 帶正電。設A2盤不動而A1盤順時針轉動，則A1盤上徑向的每對鋁箔片經與(yu) 電刷1、2接觸時都帶上等量異號電荷，轉動半周後情況如圖（b）所示。注意此時A2 盤上與(yu) 電刷3 、4接觸的一對鋁箔片c和C'也因受到A1 盤上d和d'感應而帶異號電荷，而且因鋁箔片d和d'上都有施感電荷，所以C 和c'上的感應 電荷比圖（a）中b 和b'上的感應電荷多。設從(cong) 現在起A1盤不動而A2盤逆時針轉半周，鋁箔片上帶電情況如圖 （c ）。注意此時A1盤上的一對鋁箔片b、b'帶有更多些感應電荷。如此兩(liang) 盤繼續轉動，其上鋁箔片將帶電越來越多。由圖（d ）可見，兩(liang) 盤鋁箔片上電荷在一、三象限異號，而二、四象限同號。在二、 四象限放置集電梳D1 和D2 ，利用尖端放電現象，就可不斷的從(cong) 鋁箔片上收集正、負電荷，通過金屬杆送至電極小球S1和S2上，能使兩(liang) 球間有高達幾萬(wan) 伏的電位差。

　　實際上搖動手柄時，兩(liang) 個(ge) 圓盤是同時反向轉動的，上述討論仍然適用，隻是帶電過程更快而已。那麽(me) 若圓盤轉向與(yu) 如圖所示相反，即A1盤逆時針轉而A2盤順時針轉時會(hui) 有什麽(me) 結果呢？顯然這時的二、四象限兩(liang) 盤就會(hui) 和順轉時的（d ）圖當中的一、三象限的兩(liang) 盤一樣帶上異號電荷，這時集電梳D1和D2都同時能夠收集到正電荷和負電荷，而它們(men) 收集到的淨電荷就少多啦，它們(men) 之間的電位差也就顯著減小，所以無法正常起電。

二、範德格拉夫起電機結構原理

範德格拉夫起電機是由美國科學家範德格拉夫 (1901- 1967) 於(yu) 1931年發明的。起電機以摩擦生電的原理，不斷產(chan) 生大量電荷。圖為(wei) 學校普遍使用的一種模型，內(nei) 裏有一條橡皮帶，由膠轆帶動運轉。當點電極藉摩擦或高電壓產(chan) 生靜電，運轉的橡皮帶便會(hui) 將電荷不斷地傳(chuan) 到球形金屬罩的內(nei) 表麵。因為(wei) 電荷之間互相排斥，所以電荷便移動到球形罩的外表麵，形成大量電荷積聚在球形罩上。 

範德格拉夫起電機的基本構造結構包括一個(ge) 由絲(si) 綢或其他彈性材料製成的帶子，它環繞著兩(liang) 個(ge) 金屬滾輪。其中一個(ge) 是中空的，記為(wei) (1)，兩(liang) 個(ge) 電極(2)和(7)分別位於(yu) 滾輪下方的下滑輪和球體(ti) 內(nei) ，電刷(2)連接到球體(ti) ，而電刷(7)則接地。當帶子通過前方的低電刷時，它會(hui) 捕獲負電荷，使得帶子本身帶有負電(5)。當帶子與(yu) 上部滾軸(3)接觸，會(hui) 釋放一些電子，從(cong) 而使滾軸帶負電荷，如果滾軸末端絕緣，這種情況會(hui) 發生。

這種負電荷產(chan) 生的電場使得空氣被電離。電子從(cong) 帶子轉移到上部電刷，使得帶子變為(wei) 正電，因為(wei) 它的電荷減少。與(yu) 此同時，上部滾軸由於(yu) 電磁感應在其表麵積累正電荷。當滾軸放電，以及帶子的電性反轉以恢複中性，這個(ge) 過程持續進行。帶子持續運行，導致球體(ti) (1)積累越來越多的正電荷，直到其完全充滿。隨著球體(ti) 升高，它所帶的電量也隨之增加。

在球體(ti) 內(nei) 部，帶負電的裝置(8)被用來釋放主球殼上的電荷，形成由電位差引發的火花(9)。這就是範德格拉夫起電機的基本工作原理，通過電荷的轉移和積聚，實現電荷的分離和釋放。

　　在曆史上，維姆胡斯起電機曾經是產(chan) 生高電壓的重要工具，現在則主要用於(yu) 課堂演示靜電現象及空氣中的放電現象。一對約60厘米直徑的玻璃盤以 100轉／分的速度旋轉，大約可以產(chan) 生50000伏的電壓。大型的維姆胡斯起電機可以在空氣中產(chan) 生十多厘米長的電弧，同時發出強烈的劈啪聲。