静电测量(静电测量仪器有哪些)

验电器和静电计是两个我们经常遇到的测量仪器，那么它们二者各自的原理和区别是什么呢？我们这一期就来探讨一下。

一、验电器

验电器是法国的让·安东尼·诺雷发明。验电器构造如上图所示。图中上部是一金属球，它和金属杆相连接，金属杆穿过绝缘的橡皮塞， 其下端是两片极薄的金属箔，外层是绝缘的玻璃瓶。

根据同种电荷相互排斥的原理，待检验物体接近金属球：可能产生静电感应。如带正电的物体接近不带电的验电器的金属球，则由于静电感应，验电器金属球处感应出负电荷，而金属箔则由于带正电而张开一定角度；若验电器原来带正电，由于静电感应，同种电荷相斥，金属球的正电荷电荷量减少，金属箔电荷量增多，张角增大；若验电器原来带负电，则异种电荷相吸，金属球电荷量增大，金属箔电荷量可能只减少，可能先减小，然后带正电增加，因此其张角可能只减小，可能先减小后增大。

如果待检验物体与金属球接触，如果物体带电，就有一部分电荷传到两片金属箔上，金属箔由于带了同种电荷，彼此排斥而张开，所带的电荷越多，张开的角度越大；如果物体不带电，则金属箔不动。和上述判定方法一样，可以识别正负。

二、静电计

如果将验电器的玻璃罩改为使用金属盒以便屏蔽静电，金属棒和器皿引出导线以便测量两点间电势差、增加刻度以便将结果量化，那么验电器可以改造为更精确的静电计。

测电势差的原理：金属球、金属杆、指针相当于电容器的一个电极，金属外壳也相当于一个电极，它们之间是绝缘的。这就相当于一个电容，注意，这个电容的大小非常非常小。

将一个已充电电量为Q的平行板电容器与静电计相连，此时指针和金属杆带正电，外壳的内表面将出现负的感应电荷，从而在金属杆与外壳间形成电场，指针表面的电荷受到电场力的作用，或者说受到来自杆上同种电荷的排斥力及金属盒内壁的异种电荷的吸引力，使得指针偏转，带电量越多，场强越强，则指针的偏角也越大。由此可见，指针张角大小能定性地反映静电计两极间的电势差的大小。

三、几个小知识

一是指针的转动角度与电势差不是正比关系，所以静电计的刻度不是均匀的。

二是静电计的金属罩不接地不影响其作为验电器使用。

三是静电计与电压表的原理不一样，故绝对不能互换使用。

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