專利名稱：高壓靜電表演裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于高電壓技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及到展現(xiàn)高電壓產(chǎn)生靜電的物理現(xiàn)象的科普配教的一種高壓靜電表演裝置。
現(xiàn)有的范德拉夫靜電發(fā)生器，由高壓屏蔽球，底座及控制柜構(gòu)成。該范德拉夫靜電發(fā)生器是利用毛皮摩擦絕緣棒產(chǎn)生靜電荷的原理，通過(guò)絕緣皮帶的高速旋轉(zhuǎn)，摩擦，把底座的高壓電源產(chǎn)生的靜電電荷傳輸?shù)角蛐坞姌O外殼上。在氣溫高，濕度大的環(huán)境條件下，球形電極上積累的電荷因潮濕引起漏電而被導(dǎo)走，放電現(xiàn)象受到影響，導(dǎo)致演示效果欠佳。同時(shí)該設(shè)備體積龐大，挪動(dòng)不便，不利于巡回展示。
本實(shí)用新型的目的是提供一種體積可大可小，可拆卸的，移動(dòng)方便，安裝簡(jiǎn)便，不受環(huán)境氛圍影響的高壓靜電表演裝置。
為達(dá)上述目的，本實(shí)用新型采取的技術(shù)方案為本高壓靜電表演裝置包含固定在絕緣材料支持體2上端的高壓屏蔽球1，多級(jí)倍高壓發(fā)生器6固定在支持體2的中央部位，并且多級(jí)倍壓高壓發(fā)生器6的高壓放電尖端與高壓屏蔽球1相連，其輸入端的高電位端與放在底座3內(nèi)的高壓變壓器7的輸出端的一端相接；其輸入的另一端為地端，和高壓變壓變壓器7輸出的另一端同時(shí)接地。絕緣強(qiáng)度高達(dá)50萬(wàn)伏的絕緣臺(tái)4放置在高壓屏蔽球1附近，其距離以表演者伸手就能摸著高壓屏蔽球1的外表面為準(zhǔn)。控制箱5的輸出端與高壓變壓器7的初級(jí)相接，電源輸入接220V交流電源。當(dāng)表演者站在絕緣臺(tái)4上時(shí)，只準(zhǔn)一只手觸摸高壓屏蔽球1外殼。表演時(shí)接通電源，慢慢調(diào)整控制箱5上的調(diào)壓手柄，這時(shí)人體電位和屏高壓屏蔽球1的電位同時(shí)升高，直到達(dá)到20萬(wàn)伏動(dòng)態(tài)平衡為止。由于人體頭發(fā)表面分泌物帶有微弱的導(dǎo)電性，一部份電荷傳導(dǎo)到頭發(fā)上，由于頭發(fā)帶的是同一種電荷，根據(jù)同性相斥的原理，故此，帶有同種電荷的頭發(fā)互相排斥，致使頭發(fā)一根一根豎起來(lái)，好似“怒發(fā)沖冠”，狀如卷縮成球的刺猬。表演者站在具有50萬(wàn)伏絕緣強(qiáng)度的絕緣臺(tái)4上，與地完全隔離，不與高壓形成回路，人體只帶靜電荷而沒(méi)有電荷流動(dòng)，同時(shí)，底座3外殼，控制箱5外殼接地良好，所以是十分安全的。表演完畢后，首先將調(diào)壓手柄調(diào)回到零位，操作者再用一根高度絕緣的高壓放電桿接近高壓屏蔽球1表面，將其表面和人體所帶的靜電荷泄放掉，表演者的頭發(fā)恢復(fù)原狀。
通過(guò)實(shí)際演示，本實(shí)用新型因采用高壓輸出端直接同高壓屏蔽球1相連，大大減少高壓電暈現(xiàn)象發(fā)生，使電荷不會(huì)流失，表演效果非常顯著。在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和材料選用上均使絕緣強(qiáng)度達(dá)到50萬(wàn)伏以上，并現(xiàn)場(chǎng)設(shè)有干燥，通風(fēng)裝置，以防潮，表演者的安全絕對(duì)得到保障。同時(shí)也給人們以啟迪，帶電高空作業(yè)是可行的。該裝置結(jié)構(gòu)緊湊，體積小，重量輕，適合移動(dòng)，巡回演示，是提高青少年科普知識(shí)和直觀教學(xué)的一種演示器具。
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型予以詳細(xì)說(shuō)明。


圖1為高壓靜電表演裝置結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2為控制箱結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3為絕緣臺(tái)結(jié)構(gòu)示意圖。
圖1為高壓靜電表演裝置結(jié)構(gòu)示意圖。高壓屏蔽球1固定在絕緣材料的支持體2的上端，支持體2的下端固定在底座3的上面，在底座3的內(nèi)腔中，高壓變壓器7由絕緣物支持在中央部位，多極倍壓高壓發(fā)生器6由絕緣物支持在支持體2的中央部位，其輸入端的高電位端與高壓變壓器7的次級(jí)的一端相接；其輸入的另一端為地端，和高壓變壓器7次級(jí)的另一端同時(shí)接地，輸出端的高壓尖端與高壓屏蔽球1的外殼相連。高壓變壓器7的初級(jí)和圖2控制箱5中的輸出端相接，高壓靜電表演裝置的高壓發(fā)生電路的電氣連接完畢。然后將圖3絕緣臺(tái)4放在離高壓屏蔽球1小于一臂的距離，在表演時(shí)，表演者站在絕緣臺(tái)4上，伸出一只手觸摸高壓屏蔽球1的外表面，接通220V交流電源，調(diào)節(jié)控制箱5的調(diào)壓手柄，慢慢升高電壓，這時(shí)，表演者和高壓屏蔽球1的電位同時(shí)升高至20萬(wàn)伏并達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡。二者同時(shí)帶電，充滿了負(fù)電荷，由于人的頭發(fā)的分泌物帶有微弱的導(dǎo)電性能，其負(fù)電荷也傳導(dǎo)到頭發(fā)上，每根頭發(fā)都帶相同的電荷，根據(jù)同性相斥的原理，這時(shí)表演者的頭發(fā)一根一根的豎立起來(lái)，狀如卷縮成一團(tuán)的刺猬，把高壓產(chǎn)生靜電的物理現(xiàn)象形象地再現(xiàn)出來(lái)。因?yàn)楸硌菡呤钦驹谟?0萬(wàn)伏絕緣強(qiáng)度的絕緣臺(tái)4上，與地完全隔離開，不與高壓電路形成回路，所帶電荷，不會(huì)流失，人體內(nèi)沒(méi)有電流流動(dòng)，不會(huì)對(duì)人體造成傷害，因此，是非常安全的。表演完畢后，操作者首先把電源電壓降至零，然后執(zhí)一根高度絕緣的放電桿，將其尖端接觸高壓屏蔽球1的外表面，泄放球體和人體所帶的電荷，確保表演者安全，人的頭發(fā)也恢復(fù)原狀。
圖2為控制箱的結(jié)構(gòu)示意圖，只有一個(gè)調(diào)壓器固定在箱內(nèi)。
圖3是由有機(jī)玻璃制成的絕緣臺(tái)，其耐壓強(qiáng)度在50萬(wàn)伏以上。確保表演者的安全。
權(quán)利要求1.一種高壓靜電表演裝置，由高壓屏蔽球(1)、支持體(2)、底座(3)、絕緣臺(tái)(4)和控制箱(5)組成，其特征在于所述的高壓屏蔽球(1)固定在支持體(2)的上端，支持體(2)的下端與底座(3)連接；控制箱(5)的輸出端與底座(3)內(nèi)高壓變壓器(7)的初級(jí)相接，高壓變壓器(7)的次級(jí)與固定在支持體(2)中央部位的多級(jí)倍壓高壓發(fā)生器(6)的輸入端相接，多級(jí)倍壓高壓發(fā)生器(6)輸出端的高壓端與高壓屏蔽球(1)相連；另一端為接地端，必須接地良好；絕緣臺(tái)(4)放置在離高壓屏蔽球(1)小于一臂的距離，以表演者站在絕緣臺(tái)(4)上伸手就能摸著高壓屏蔽球(1)的外表面為準(zhǔn)；底座(3)及控制箱(5)的外殼必須接地良好，才能確保安全。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述高壓靜電表演裝置，其特征在于所述多級(jí)倍壓高壓發(fā)生器(6)由1～10級(jí)組成，最終能輸出20萬(wàn)伏直流高壓，輸出端直接與高壓屏蔽球(1)相連，以減少電暈現(xiàn)象發(fā)生。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述高壓靜電表演裝置，其特征在于所述多級(jí)倍壓高壓發(fā)生器(6)的倍壓元、器件其耐壓在20萬(wàn)伏以上。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述高壓靜電表演裝置，其特征在于所述絕緣臺(tái)(4)的上表面與地面之間絕緣強(qiáng)度在50萬(wàn)伏以上；所述支持體(2)為絕緣材料制成。
專利摘要一種高壓靜電表演裝置。它以高壓變壓器和多級(jí)倍壓高壓發(fā)生器組成的超高壓發(fā)生電路得到20萬(wàn)伏左右的直流高壓,高壓變壓器的次級(jí)與固定在支持體中央部位的多級(jí)倍壓高壓發(fā)生器的輸入端相接,多級(jí)倍壓高壓發(fā)生器輸出端的高壓端與高壓屏蔽球相連,在屏蔽球形電極上產(chǎn)生靜電電荷。當(dāng)表演者站在50萬(wàn)伏絕緣臺(tái)上,用手觸摸屏蔽球電極表面時(shí),表演者的頭發(fā)一根一根豎立起來(lái),好似表演者“怒發(fā)沖冠”,同時(shí),給人們一種啟迪,高壓帶電作業(yè)是安全的。本裝置體積小、可移動(dòng)，適合巡回演示。
文檔編號(hào)G09B23/00GK2383173SQ9924356
公開日2000年6月14日 申請(qǐng)日期1999年8月20日 優(yōu)先權(quán)日1999年8月20日
發(fā)明者程天強(qiáng) 申請(qǐng)人:程天強(qiáng)