静電発電機とは？

静電発電機は、低電力電流で電荷を徐々に蓄積することで高電圧を生成するデバイスで、後で使用するために保存できます。 これらのデバイスは、機械的作用を電荷に変換し、猫をpetでたり、風船をバルーンでこすったりするときに発生する静電気と呼ばれるものを生成しますが、その量ははるかに多くなります。 最初の静電発生器は、17世紀後半にオットーフォンゲリケによって発明されたと考えられています。

このタイプのデバイスは、通常、摩擦電気または摩擦機械と静電誘導機械の2つのカテゴリに分類されます。 両方のタイプのマシンは、同じタイプの電流を異なる方法で生成します。 最初の静電発電機は摩擦機でしたが、その後の改良により静電誘導型のより高度な機械が導入されました。

摩擦型静電発電機は摩擦電気効果に依存します。摩擦電気効果は、2つの材料が互いに擦られたときに小さな電流が発生することです。 最初のマシンには、回転する硫黄の回転グローブがあり、回転する際に手をこすって静電気を蓄積しました。 後の研究では、ガラスなどの他の材料も使用できることが示されました。

影響マシンとも呼ばれる静電誘導マシンは、誘導による電荷の原理で動作します。 このプロセスにより、帯電した物体は、2番目の物体の近くに置くだけで、別の物体に反対の電荷を与えることができます。 このプロセスは、ガラスの回転ディスクのような何らかのタイプの機械的操作と組み合わされて、ストレージオブジェクトに継続的に電荷を追加します。

Van de Graff発電機は、誘導タイプの高度な静電発電機です。 最大の静電発電機の一部は、最大1,000万ボルトの電荷を生成できます。 1929年にMITの研究者によって最初に紹介されたこのタイプの静電発生器は最も有名で、多くの映画やテレビ番組で「マッドサイエンティスト」研究所の人気コンポーネントとして登場しました。 ただし、これらのデバイスには正当な科学的価値があります。

Van de Graff発電機やその他の静電発電機のような機械は、物理学研究室や博物館のような教育やデモンストレーションの設定で一般的です。 それらは一般に、静電気の特性と高電圧電流に関連する現象を実証するために使用されます。 また、X線管やその他の医療用途、物理学研究、産業、食品加工でも使用されています。