利用電視機廢舊元件設計制作“高壓靜電發生器”

摘 要：在中學物理教學中，有許多靜電演示實驗需要高壓靜電靜電。在生活中我們發現了電視機會產生高壓靜電的現象（高壓包打火），提出利用電視機廢舊元件設計制作“高壓靜電發生器”的設想，經過了一年多的實驗研究，我們利用廢舊的的黑白電視機元件設計制作了“高壓靜電發生器”?？梢杂糜谖覀兩衔锢碚n的靜電實驗演示和我們的學生課外靜電實驗研究?！案邏红o電發生器”制作簡單，成本較省，操作容易。

關鍵詞：電視機元件； 高壓發生器；設計制作

一、前言

在中學物理教學中，有許多靜電演示實驗需要高壓靜電荷，平常我們的靜電荷是從玻璃棒和絲綢、橡膠和毛皮摩擦獲得，還有從感應起電機上獲得。但上面這些獲得高壓靜電的方法，受天氣的影響很大，穩定性較差。能不能制作一種能連續發生電荷，不受天氣變化的高壓靜電發生器呢？在一次偶然的機會中，我們發現電視的行輸出變壓器出現高壓放電（打火）現象。我們就開始應用廢舊的黑白電視機元件動手設計制作，經過了一段時間的設計制作和實驗應用，成功制作一個可以作為高壓靜電發生器，用于我們老師的靜電實驗和學生的高壓靜電課外實驗探究。下面我們介紹高壓靜電發生器設計制作過程及應用。

二、制作原理及電路原理圖

我們利用14英寸或17英寸黑白電視機行輸出變壓器（高壓包）的初級線圈與晶體三極管3DD15C、電阻R組成電感三點式振蕩器；次級線圈與內部高壓硅堆組成升壓和整流電路。電路原理圖如圖一所示。電源使用6--14伏可調的低壓電源，改變輸入電壓，同時可改變輸出高壓靜電的電壓，達到各種靜電實驗所需的各種高壓靜電。高壓靜電發生器不僅能用來獲得大量靜電荷，還可以作為數萬伏的高壓直流電源。另外，外接兩高壓硅堆和高壓電容C2000PF/20KV）組成電荷儲藏器（電路圖中的電荷儲藏部分），在需要短時間內放出大量電荷的實驗就加上它來供電。

三、器材和元件

1. 晶體三極管3DD15C、2.17英寸黑白電視機行輸出變壓器（高壓包）、3.電阻R（150歐姆）、4.高壓硅堆2支、5.電容器（C2000PF/20KV）、6.塑料盒、7.接線柱、8.導線、9.撥動開關、10.電源（可用電池或低壓直流電）

四、制作過程

上面1—9的這些元件都可從舊的黑白電視機上拆下來的電子垃圾中取得，選好電路元件，按圖一電路圖接好電路元件。由于元件少又小，全部元件可以裝在一個比較小的塑料盒里面。三極管和電阻焊接在一片萬能電路板上，元件焊接一定要光滑而無毛刺，把拔動開關用502膠水固定在塑料盒的旁邊，從盒內引出正負電荷的兩個接線柱如圖二所示，并配備靜電探針。一個結構緊湊小巧、電路簡單、使用方便的高壓靜電發生器就制作好了。

五、使用方法及注意事項

“高壓靜電發生器”配合其它儀器可以做很多靜電實驗實驗，如：正、負電荷的相互作用實驗；導體表面的電荷分布靜電場的電力線；均勻電力線分布實驗；平行板電容器實驗；靜電乒乓；尖端放電、靜電除塵、電風輪等十幾靜電實驗。同時可以代替感應起電機的作用于（性能優于感應起電機），由于能連續供應電荷，正負電荷數量多，且穩定性較好，電源開關一打開馬上有高壓靜電的產生，且不受天氣的限制，非常方便。特別適用于需要靜電荷較多，靜電高壓穩定的實驗，如：靜電除塵實驗演示；電風輪實驗……（如圖三所示）。

由于成本低，制作簡單，原材料容易尋找，可以引導學生開展實驗設計制作，用于學生的課外靜電實驗探索實驗（如圖三所示）。

使用時的注意事項：

1.在實驗中，如果分別聯接不同實驗儀器時，輸出線一端可連接在有足夠絕緣把的金屬桿上，再手持絕緣把依次用金屬桿連接實驗儀器的一端。

2.在接上負載前，輸出正常（可用火花法試驗），接上負載后，發現無輸出（停振）現象是負載電流過大，可串接限流電阻。（阻值為2ΜΩ至10ΜΩ之間）。

3.為了安全，連續工作時間不要超過15分鐘。

4.嚴禁用手直接接觸高壓輸出線，以免擊傷。千萬不要把電極對準人的眼睛玩，以免傷害眼睛。

5.因該儀器有幾萬伏的直流高壓，故貯存時一定要放在干燥措施，，以免工作時因內部潮濕而打火，損壞儀器。

6.該儀器在工作正常時，可聽見細小的“吱吱”高壓包工作聲，這是正常的聲音。

作者簡介：應干和，男，浙江省縉云縣；在縉云縣教育局教研室任教研員，中學高級教師，主要研究方向方向高中物理教學和物理疑難實驗。

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