En elektrofor är en form av primitivt statiskt elektriskt laddningsbatteri eller generator som ursprungligen uppfanns 1762 av en svensk fysiker, Johan Wilcke, men enhetens funktion är tillräckligt grundläggande för att den kan tillverkas av en mängd vanliga material. Den kända politiska figuren och uppfinnaren i det koloniala Amerika, Benjamin Franklin, populariserade idén genom att göra en av trä, svavel, vax och tennmetall. En konventionell elektrofor består av en isolerande platta, vanligtvis gjord av harts eller plast av någon typ, på vilken en ledande metallplatta är placerad. I mitten av metallplattan är fäst ett annat isoleringsmedium såsom en plastmugg som används som handtag för att förhindra för tidig urladdning av elektroforen. De statiska elektriska laddningarna kan dras bort från enheten genom fysisk beröring av metallplattan, antingen tillfälligt ladda glödlampor eller för att utföra andra experiment.
Grundprincipen bakom driften av en elektrofor är den triboelektriska effekten, även känd som lagrad statisk elektricitet. Isoleringsplattan laddas först med en statisk elektrisk laddning innan en elektrofor sätts ihop genom att gnida den mot andra material såsom ull som kommer att inducera en elektrisk laddning i isoleringsplattan genom processen med elektrostatisk induktion. När isoleringsplattan och den ledande plattan väl är placerade tillsammans, separerar den statiska laddningen i isolatorn positiva och negativa laddningar i metallledaren. Positiva laddningar i metallen dras ner mot isoleringsplattan och negativa laddningar stöts bort.
Den inducerade negativa laddningen i den övre ytan av metallplattan kan sedan laddas ur genom att få fysisk kontakt med metallen, vilket slutför en krets genom människokroppen ner i marken. Laddningen är ofta tillräckligt stark för att en ofarlig gnista ska hoppa från metallen till ens finger innan kontakt, eller så kan ledningarna från en liten glödlampa placeras mellan de två ytorna för att tillfälligt tända den när laddningen försvinner. Stora versioner av elektrofor kommer också att tända en rörformad fluorescerande glödlampa tillfälligt om ena änden hålls i en hand och den andra hålls nära den laddade metallplattan.
En av de unika aspekterna av en elektrofor som gör den till en populär demonstration av elektriska principer är att den isolerande plattan fungerar på samma sätt som mer sofistikerade kondensatorer eller elektriska lagringsenheter i vanliga elektroniska kretsar. Till skillnad från typiska kondensatorer håller dock den isolerande plattan en laddning som inte töms av processen med statisk urladdning i metallplattan. Efter att metallplattans polariserade urladdning av energi har inträffat, om metallplattan avlägsnas från närheten av isoleringsplattan och sedan placeras ovanpå den igen, kommer laddningsseparationen i metallen att upprepas eftersom isolatorn fortfarande håller sin laddning.
Denna process verkar demonstrera idén om fri energi som kommer från ingenstans, eftersom den statiska laddningen kontinuerligt förnyas och laddas ur oavsett hur många gånger metallplattan tas bort och sedan placeras tillbaka ovanpå den isolerande plattan. I verkligheten bevaras energi eftersom arbetet med att fysiskt flytta bort metallplattan och sedan ersätta den introducerar potentiell energi i elektroforsystemet, som sedan omvandlas till kinetisk energi när en urladdning eller gnista äger rum. Stora versioner av elektrofor är kända som Van de Graaf-generatorer, som kan producera elektrostatiska spänningar i intervallet upp till 2,000,000 1930 XNUMX volt, som den som skapades av den amerikanske fysikern Dr. Robert Van de Graaf själv i början av XNUMX-talet.