说 明 书
技术领域
本实用新型涉及教学设备领域，尤其涉及一种静电感应发电机。
背景技术
当前高中物理教学中普遍使用韦氏感应起电机来演示静电感应现象。但是韦氏感应起电机在演示静电感应现象时必须要面对以下三个问题：1.韦氏感应起电机的结构中电刷一直在与轮盘摩擦，那么小球产生电火花的电荷到底是来源于摩擦起电还是来源于感应起电无法直观展示；2.现阶段对韦氏感应起电机产生电火花的解释是：先摩擦产生很少量的电荷然后两个轮盘上的金属片相互感应产生大量电荷。既然如此我们就应该在实验过程中分两个步骤来演示，先在有电刷摩擦时转动轮盘，小球不产生电火花，然后再去掉电刷转动轮盘，小球产生电火花，这样才能证明电荷是由感应产生而来，但是韦氏感应起电机显然无法做到。3.现阶段对韦氏感应起电机两个轮盘上的金属片之间相互感应起电的过程描述非常复杂不好理解，比如：哪个金属片带正电？哪个金属片带负电？谁感应谁？电荷是沿着何种路径移动的？等。
如何克服现有教学过程中，用韦氏感应起电机演示静电感应现象所要面对的以上问题，是本领域技术人员亟待解决的技术问题
本实用新型所介绍的静电发电机采用“静电感应，旋转电场”的原理进行发电，相比于韦氏感应起电机结构更简单，演示效果更加直观。过程如下：1在正极板和负极板都不带电的情况下转动转子，小灯泡不亮（解释为没有起始电场，无法产生静电感应现象）；2.在正极板带电或负极板带电或正负极板都带电的情况下转动转子，小灯泡发光（解释为静电感应产生电荷形成电流）；3.在正极板带电或负极板带电或正负极板都带电的情况下不转动转子，小灯泡不亮（解释为静电平衡）；4.思考：如果正极板和负极板带等势的同种电荷，转动转子小灯泡会发光吗？为什么；在整个发电过程中，由于没有任何摩擦（摩擦起电），接触（接触起电）以及磁场参与（电磁感应）所以能使小灯泡发光的电能只能来源于静电感应现象，而且在发电的过程中哪个极板带正电，哪个极板带负电，谁感应谁，电荷是怎么产生如何移动的，全部都一一对应，清清楚楚。
为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本实用新型实施例提供的第一种交流发电机的主要结构的立体图；
图2为本实用新型实施例提供的第一种交流发电机的部分结构的爆炸图；
图3为本实用新型实施例提供的第一种交流发电机连接有用电器的剖视结构示意图；
图标：1－正极板组件；2－负极板组件；3－第一感应极板组件；4－第二感应极板组件；5－中心轴；6－用电器；7－轴承；
11－正极板（与周围环境绝缘，储存有正电荷）；
21－负极板（与周围环境绝缘，储存有负电荷）；
31－第一感应极板；
41－第二感应极板。
具体实施方式
下面通过具体的实施例子并结合附图对本实用新型做进一步的详细描述。
参见图1－图8，本实施例提供的交流发电机，主要由转动结构、第一感应极板组件3以及第二感应极板组件4组成，其中，转动结构能够绕中心轴5转动，且具体包括有沿中心轴5依次设置的正极板组件1和负极板组件2；第一感应极板组件3和第二感应极板组件4沿中心轴5的周向依次固定设置，并能够分别与用电器6的两个接线端连接。
上述正极板组件1包括至少两层容纳有正电荷且平行正对设置的正极板11，上述负极板组件2包括至少两层容纳有负电荷且平行正对设置的负极板21；第一感应极板组件3包括至少两层平行正对设置的第一感应极板31，第二感应极板组件4包括至少两层平行正对设置的第二感应极板41。
当正极板11在外力的作用下绕中心轴5转动时，能够依次循环与第一感应极板31和第二感应极板41相互穿插，形成电容，当正极板11与第一感应极板31相互穿插时(如图1－图5所示)，在正极板11的电场作用下，第二感应极板41上的负电荷会经由用电器6流向第一感应极板31，产生电流方向为由第一感应极板31到第二感应极板41的电流；当正极板11与第二感应极板41相互穿插时(图中未示出此种状态)，在正极板11的电场作用下，第一感应极板31上的负电荷会经由用电器6流向第二感应极板41，产生电流方向为由第二感应极板41到第一感应极板31的电流。同理，当负极板21在外力的作用下绕中心轴5转动时，也能够依次循环与第一感应极板31和第二感应极板41相互穿插，形成电容，当负极板21与第一感应极板31相互穿插时(图中未示出此种状态)，在负极板21的电场作用下，第一感应极板31上的负电荷会经由用电器6流向第二感应极板41，产生电流方向为由第二感应极板41到第一感应极板31的电流；当负极板21与第二感应极板41相互穿插时(如图1－图5所示)，在负极板21的电场作用下，第二感应极板41上的负电荷会经由用电器6流向第一感应极板31，产生电流方向为由第一感应极板31到第二感应极板41的电流。
也就是说，当转动结构在外力作用下不断旋转时，第一感应极板组件3与第二感应极板组件4之间能够产生交流电，即存在某一时间段，电流由第一感应极板组件3流向第二感应极板组件4；还存在另一时间段，电流由第二感应极板组件4流向第一感应极板组件3。
需要说明的是，随着第一感应极板31、第二感应极板41、正极板11和负极板21层数的增多（在所有极板之间不发生相互摩擦和击穿放电的情况下，尽可能将极板做的更薄，极板间间隙做的更小，极板层数做的更多），总正对面积会增大，这样就能提高发电效率。
因此，本实施例提供的交流发电机，发电效率高。
此外，因第一感应极板组件3和第二感应极板组件4是相对固定的，故第一感应极板组件3和第二感应极板组件4能一直处于与用电器6相连的状态，从而，可以完全杜绝因间断接触甚至瞬间点接触，而产生的有害性电弧放电。
本领域技术人员应该清楚，正极板11与第一感应极板31相互穿插时，二者相互绝缘(如互不接触)；正极板11与第二感应极板41相互穿插时，二者之间也相互绝缘(如互不接触)。负极板21与第一感应极板31相互穿插时，二者之间相互绝缘(如互不接触)；负极板21与第二感应极板41相互穿插时，二者之间相互绝缘(如互不接触)。
其中，转动结构可利用风力或水力等驱动。
其中，正极板组件1和负极板组件2可对称设置，也可不对称设置，第一感应极板组件3和第二感应极板组件4可对称设置，也可不对称设置；本实施例优选将正极板组件1和负极板组件2相对中心轴5对称设置，并将第一感应极板组件3和第二感应极板组件4相对中心轴5对称设置，从而，在正极板组件1和负极板组件2绕中心轴5转动的过程中，能进一步增大流经用电器6的电流值。
可选的，可在正极板11、负极板21、第一感应极板31、第二感应极板41中均设置导电芯体，并在导电芯体的表面附设绝缘层。
可选的，可利用永电体作为正极板11和负极板21中的导电芯体。
当正极板11和负极板21中的导电芯体为非永电体时，正极板11和负极板21中的电荷可利用电源补充，以便维持电场的稳定。
可将第一感应极板31、第二感应极板41、正极板11和负极板21中的任一个或多个的板面设置为具有多个凸起部的板面，从而，可进一步增加总正对面积，提高发电效率。
在转动结构的具体结构中还包括轴承7，轴承7的内圈套接在中心轴5上，正极板组件1和负极板组件2均与轴承7的外圈固定连接，从而，在轴承7的作用下，正极板组件1与负极板组件2可绕中心轴5转动。
具体地，任意相邻的两层正极板11相互导通，即同一正极板组件1中的所有正极板11之间均相互导通；任意相邻的两层负极板21相互导通，即同一负极板组件2中的所有负极板21之间均相互导通；任意相邻的两层第一感应极板31相互导通，即同一第一感应极板组件3中的所有第一感应极板31之间均相互导通；任意相邻的两层第二感应极板41之间均能够导电，即同一第二感应极板组件4中的所有第二感应极板41之间均相互导通。
本实施例还提供了一种用电系统，包括上述交流发电机。
因此，本实施例提供的用电系统，具有上述交流发电机的所有优点，发电效率高。
综上所述，本实用新型公开了一种交流发电机，其克服了传统的电磁感应电机的诸多技术缺陷。本实施例提供的交流发电机，发电效率较高；此外，可以完全杜绝因间断接触甚至瞬间点接触，而产生的有害性电弧放电。
说 明 书 附 图
图1
图2
图3