什么是范德格拉夫起电机?

[拼音]：Fandegelafu qidianji

[外文]：Van de Graaff generator

将机械能直接转换为电能的直流高电压发生器。又称带式静电发生器。1931年由荷兰学者范德格拉夫发明。其工作原理如图所示。

图中下部电晕电极（电压约数十千伏的直流高压电源）的尖端通过电晕放电所产生的正电荷喷射到移动着的绝缘皮带上，通过皮带向上传送。一部分正电荷经集电极和电阻进入球形高压电极；另一部分则聚集到对地绝缘而和集电极相联的上部皮带轮上。此带电的皮带轮可使上部电晕电极尖端发生电晕放电。所产生的负电荷喷射到绝缘皮带上，由皮带向下传送到下部电晕电极附近而被中和掉。高压电极一方面收集到正电荷，同时又放掉负电荷，故其上电位将越来越高，直至足以推斥皮带上传送来的正电荷不能进入高压电极时为止。此外，它的电位还受电极电晕电压的限制，半径越大，电晕电压越高，故电极所能达到的电位还与其半径有关，例如半径1米的球最多能维持电压1.5MV。将整个装置放在密闭的金属外壳内，并充以压缩空气或者负电性气体（例如SF6等），可以提高输出电压。发生器输出电压一般为数MV。80年代最高电压为25MV（美国，建成于1981年）。

发生器的主要特点是易于获得和调节输出的直流高压，输出电压脉动很小，配上相应的稳压装置后稳定度可达10-5。但其输出电流较小。一般为数百 μA。它通常应用于核物理实验，其负载常为离子管或X光管。为提高输出电流，N.J.费利奇于50年代又研究了转子式静电发生器，电流可达数mA。它不仅可用于物理方面，且可用于静电喷漆和除尘以及部分高电压试验，但电压不超过750kV。此外，还有可变电容型静电发生器，输出电压为兆伏级，而电流可高达安培级。也有人在研究将这类发生器用于空间发动机。