静电发电机是由开尔文构思，范德格拉夫实现的，又称为范德格拉夫发电机。它是由一个空心绝缘圆柱支撑的空心球状导体组成的，如图2-29所示。其中的皮带绕过两个滑轮。下面的滑轮由电动机驱动，上面的滑轮是被动轮。一根有很高正电位的杆上装有许多尖端，尖端附近的空气都被电离了。正离子受到尖端排斥，其中一些离子依附于皮带表面。相似的过程也发生在空心球状导体的金属刷上。当电荷积聚时，空心球状导体的电位升高。范德格拉夫发电机可产生几百万伏的高压。其主要应用是加速带电粒子使之获得很高的动能来进行原子碰撞实验。

为了进一步阐明静电发电机的原理，可先分析一下图2-29b所示的一个空心的、不带电荷的导体球，其中球上有一个小孔，把一个带正电荷q的小球从开口处引入腔内。达到平衡状态后，罩的内表面获得净负电荷，而其外表面会感应出正电荷q。若此时使小球接触空心导体球的内表面，小球所带的正电荷就被内表面的负电荷完全中和，然而空心导体球的外表面仍然带正电荷q。如果小球被撤回，并充以电荷q后再放入空心导体球内，其内表面又得到负电荷，导致外表面的电量有同样大小的增加。让小球接触空心导体球的内表面，小球和内表面又将都失去电荷。但此时空心导体球的外面将有两倍的正电荷。换言之，通过将带电物体放人空心导体球并使之与其内表面接触，则带电体所带电荷将被转移到空心导体球的外表面。当然，该过程与空心导体球的外表面所带的初始电荷量是不相关的。

实际的静电发电机，其工作原理有的与上述起电盘完全相同。在结构上，为了保证能连续重复感应充电过程，原起电盘中带有绝缘手柄的金属片用安装在绝缘轮轮缘上相互绝缘的一组金属片代替。金属片与橡皮板的相对位置和起电盘中相同。当某一金属片随绝缘轮的转动而靠近橡皮板时，金属片的下表面和上表面将分别感应出正电荷和负电荷。用地线移去负电荷，而当该金属片离开橡皮板时断开接地线，则金属片上只带有一定量的正电荷。这些正电荷可用导线沿同向送到电荷收集器中。当轮子转动时，轮缘上的每个金属片依次靠近橡皮板，感应充电过程不断重复，电荷连续地被传送到收集器中。