Huace靜電(dian)計(ji)測電(dian)壓原理(li)是什(shen)麽？

  物(wu)理教材中(zhong)提到靜電(dian)計(ji)是在(zai)驗(yan)電(dian)器的基礎上(shang)制成(cheng)的，用來(lai)測量(liang)電(dian)勢差(cha)。把(ba)它的金屬(shu)球(qiu)跟壹個(ge)導體(ti)連(lian)接(jie)，把(ba)它的金屬(shu)外殼跟另壹(yi)個導體(ti)連(lian)接(jie)（或(huo)同(tong)時接(jie)地(di)），從指針(zhen)的偏(pian)轉角度就(jiu)可(ke)以(yi)測出兩(liang)個(ge)導體(ti)間的電(dian)勢差(cha)。對(dui)於(yu)其中(zhong)的原理(li)書(shu)中(zhong)沒有(you)過多的解釋(shi)，現結合(he)驗(yan)電(dian)器的原理(li)作(zuo)以(yi)下(xia)探(tan)討(tao)。驗(yan)電(dian)器的是根(gen)據(ju)同(tong)種電(dian)荷相(xiang)互排(pai)斥(chi)的原理(li)制(zhi)成(cheng)的，讓驗(yan)電(dian)器的金屬(shu)小(xiao)球帶上(shang)點(dian)，通過金屬(shu)桿與金屬小球(qiu)相(xiang)連(lian)的兩個(ge)金(jin)屬箔片(pian)也會(hui)帶上(shang)同(tong)種電(dian)荷。同(tong)種電(dian)荷互(hu)相(xiang)排斥(chi)，金(jin)屬(shu)箔片(pian)就會(hui)張(zhang)開壹(yi)定的角度。帶電(dian)小球(qiu)帶的電(dian)量(liang)越(yue)多(duo)，金(jin)屬(shu)箔片(pian)帶的電(dian)量(liang)也(ye)越(yue)多(duo)，排(pai)斥(chi)力(li)就(jiu)越(yue)大(da)，張(zhang)角也(ye)就越(yue)大(da)。靜(jing)電(dian)計(ji)根據(ju)驗(yan)電(dian)器的原理(li)，加(jia)以改(gai)造，可根據(ju)張(zhang)角的大(da)小(xiao)來(lai)判斷電(dian)壓的大(da)小(xiao)。

驗(yan)電(dian)器與靜電(dian)計(ji)在(zai)結(jie)構上(shang)基本相(xiang)同(tong)，與驗(yan)電(dian)器相(xiang)比，靜(jing)電(dian)計(ji)上(shang)的兩個(ge)金(jin)屬箔其中(zhong)壹個(ge)固定，另壹(yi)個(ge)可(ke)以自由(you)張(zhang)開（作(zuo)為(wei)測電(dian)壓大(da)小(xiao)的指針(zhen)），在(zai)加(jia)上(shang)刻(ke)度盤(pan)，就(jiu)成(cheng)了靜電(dian)計(ji)。與驗(yan)電(dian)器張(zhang)角大(da)小(xiao)的原理(li)壹(yi)致，靜(jing)電(dian)計(ji)張(zhang)角的大(da)小(xiao)反(fan)映的是“金(jin)屬箔"帶電(dian)的多少(shao)，即(ji)張(zhang)角的大(da)小(xiao)由(you)“金(jin)屬箔"帶電(dian)的多少(shao)決定(ding)。但(dan)靜電(dian)計(ji)又如何反映出電(dian)壓的大(da)小(xiao)，可(ke)結(jie)合驗(yan)電(dian)器從(cong)靜(jing)電(dian)感應的角度作(zuo)出(chu)解釋(shi)：驗(yan)電(dian)器的金屬(shu)箔帶電(dian)，可能(neng)是驗(yan)電(dian)器本(ben)身的金屬(shu)小(xiao)球帶電(dian)，然(ran)後(hou)傳(chuan)給(gei)金(jin)屬箔，使(shi)其有(you)壹(yi)定的張(zhang)角。若(ruo)驗(yan)電(dian)器本(ben)身帶的電(dian)越(yue)多(duo)，則(ze)張(zhang)角越(yue)大(da)。另(ling)外如發生靜電(dian)感應，也可使(shi)金(jin)屬(shu)箔張(zhang)角發(fa)生變化。如讓壹帶正(zheng)電(dian)小球(qiu)靠(kao)近(jin)驗(yan)電(dian)器的金屬(shu)小(xiao)球，由於(yu)靜電(dian)感應，驗(yan)電(dian)器的金屬(shu)小(xiao)球就會(hui)帶上(shang)負電(dian)荷，而(er)金屬(shu)箔帶上(shang)正電(dian)荷，驗(yan)電(dian)器也(ye)會(hui)張(zhang)開壹(yi)角度。若(ruo)帶電(dian)小球(qiu)離(li)驗(yan)電(dian)器的金屬(shu)小(xiao)球越(yue)近(jin)，則(ze)靜電(dian)感應越(yue)強，驗(yan)電(dian)器的金屬(shu)小(xiao)球帶的負電(dian)荷與金屬箔帶的正電(dian)荷都(dou)會(hui)增(zeng)加，金屬(shu)箔的張(zhang)角也(ye)就越(yue)大(da)。電(dian)容器(qi)的兩個(ge)極板也(ye)存在(zai)著(zhe)靜電(dian)感應，如果兩極板的距離(li)增大(da)，兩(liang)極板的靜電(dian)感應勢必(bi)減弱(ruo)，這(zhe)樣(yang)電(dian)容器(qi)B板(ban)右(you)側所帶的正電(dian)量(liang)+Q會(hui)減少(shao)+△Q，減少(shao)的部分電(dian)量(liang)+△Q傳(chuan)給(gei)大(da)地(di)，A板左(zuo)側所帶的負電(dian)荷-Q也(ye)會(hui)減少(shao)相(xiang)應的-△Q，減少(shao)的部分電(dian)量(liang)-△Q只能傳(chuan)給(gei)靜(jing)電(dian)計(ji)的金屬(shu)箔，由(you)於金(jin)屬箔所(suo)帶的電(dian)量(liang)增(zeng)加(jia)-△Q，總電(dian)量(liang)變為-(q+△Q)這(zhe)樣(yang)金(jin)屬箔的張(zhang)角變大(da)，對(dui)應著電(dian)容器(qi)兩(liang)極板間距(ju)離(li)增大(da)，電(dian)容C減小(xiao)，電(dian)壓U變大(da)。同(tong)理，若(ruo)減小(xiao)兩(liang)極板的距離(li)，極板間的靜電(dian)感應將增強，電(dian)容器(qi)B板(ban)右(you)側的正電(dian)量(liang)會(hui)增(zeng)加+△Q，增(zeng)加的部分電(dian)量(liang)+△Q是從(cong)大(da)地(di)傳給(gei)的，而(er)A板左(zuo)側的負電(dian)荷也(ye)會(hui)增(zeng)加相(xiang)應的-△Q，增加(jia)的電(dian)量(liang)-△Q，只能是靜(jing)電(dian)計(ji)的金屬(shu)箔傳(chuan)給(gei)的，這樣(yang)金(jin)屬箔所(suo)帶的電(dian)量(liang)減少(shao)-△Q，總(zong)電(dian)量(liang)變為-(q-△Q)張(zhang)角將變小，對(dui)應著電(dian)容器(qi)兩(liang)極板間距(ju)離(li)減小(xiao)，電(dian)容C變大(da)，電(dian)壓U減小(xiao)。對(dui)電(dian)容器(qi)所(suo)帶電(dian)量(liang)的討(tao)論(lun)：通(tong)過上(shang)面(mian)的分析(xi)可以(yi)看(kan)出(chu)，電(dian)容器(qi)間的距離(li)發生變化時，由於B板接(jie)地(di)，結合靜電(dian)感應的變化，電(dian)容器(qi)B板(ban)上(shang)的凈電(dian)量(liang)+Q會(hui)發(fa)生變化，A板上(shang)的凈電(dian)量(liang)-Q也(ye)會(hui)發生變化，會相(xiang)應地(di)增加或減少(shao)△Q。對(dui)於(yu)B板(ban)△Q是在(zai)B板(ban)的右(you)側面(mian)上(shang)與大(da)地(di)之間發(fa)生轉移，對(dui)於(yu)A板(ban)△Q是在(zai)A板(ban)左(zuo)側與靜電(dian)計(ji)的“金屬(shu)箔"上(shang)發生轉移。但(dan)△Q值(zhi)應該非(fei)常(chang)小(xiao)（因為(wei)靜(jing)電(dian)計(ji)的"金屬(shu)箔"本(ben)身所(suo)能(neng)帶的電(dian)量(liang)是很小(xiao)的），也就(jiu)是電(dian)容器(qi)上(shang)的電(dian)量(liang)有(you)微(wei)弱的變化，不(bu)是很顯(xian)著(zhu)。但這點(dian)微弱(ruo)的電(dian)量(liang)變化對(dui)“金(jin)屬(shu)箔"的張(zhang)角的影響(xiang)確(que)是不(bu)可(ke)以忽略(lve)的。