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”。可以用于我們上物理課的靜電實驗演示和我們的學生課外靜電實驗研究。“高壓靜電發生器”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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