Elektrofori on primitiivisen staattisen sähkövarauspariston tai -generaattorin muoto, jonka ruotsalainen fyysikko Johan Wilcke keksi alun perin vuonna 1762, mutta laitteen toiminta on kuitenkin riittävän yksinkertainen, jotta se voidaan valmistaa useista tavallisista materiaaleista. Tunnettu poliittinen hahmo ja keksijä siirtomaa -Amerikassa, Benjamin Franklin, suositteli ajatusta tekemällä sen puusta, rikistä, vahasta ja tina -metallista. Perinteinen elektrofori koostuu eristävästä levystä, joka on yleensä valmistettu jonkinlaisesta hartsista tai muovista ja jonka päälle on sijoitettu metallia johtava levy. Metallilevyn keskelle on kiinnitetty toinen eristysväliaine, kuten muovikuppi, jota käytetään kahvana estämään elektroforin ennenaikainen purkautuminen. Staattiset sähkövaraukset voidaan vetää irti laitteesta koskettamalla metallilevyä joko lataamalla hehkulamppuja hetkellisesti tai suorittamaan muita kokeita.
Elektroforin toiminnan perusperiaate on triboelektrinen vaikutus, joka tunnetaan myös nimellä varastoitu staattinen sähkö. Eristyslevyyn ladataan ensin staattinen sähkövaraus ennen kuin elektrofori kootaan hankaamalla sitä muita materiaaleja, kuten villaa, vastaan, joka aiheuttaa sähkövarauksen eristyslevyyn sähköstaattisen induktioprosessin aikana. Kun eristyslevy ja johtava levy on asetettu yhteen, eristimen staattinen varaus erottaa metallijohtimen positiiviset ja negatiiviset varaukset. Metallin positiiviset varaukset vedetään alas kohti eristyslevyä ja negatiiviset varaukset poistetaan.
Metallilevyn yläpinnan indusoitu negatiivinen varaus voidaan sitten purkaa tekemällä fyysinen kosketus metallin kanssa loppuun saattamalla piiri ihmiskehon läpi maahan. Varaus on usein riittävän vahva, jotta vaaraton kipinä hyppää metallista sormelle ennen kosketusta, tai pienen hehkulampun johdot voidaan sijoittaa kahden pinnan väliin väliaikaisesti sytyttämään varaus haihtuessaan. Suuret elektroforiversiot sytyttävät hetkeksi myös putkimaisen loistelampun, jos toinen pää pidetään kädessä ja toinen lähellä ladattua metallilevyä.
Yksi elektroforin ainutlaatuisista piirteistä, joka tekee siitä suositun sähköisten periaatteiden esittelyn, on se, että eristyslevy toimii samalla tavalla kuin tavallisten elektronisten piirien kehittyneemmät kondensaattorit tai sähköiset tallennusyksiköt. Toisin kuin tyypilliset kondensaattorit, eristyslevyssä on kuitenkin varaus, jota metallilevyn staattinen purkaus ei tyhjennä. Kun metallilevyn polarisoitu energiapurkaus on tapahtunut, jos metallilevy poistetaan eristyslevyn läheisyydestä ja asetetaan sen päälle uudelleen, varauksen erotus metallissa toistuu, kun eristin pitää varauksensa edelleen.
Tämä prosessi näyttää osoittavan ajatusta vapaasta energiasta, joka tulee tyhjästä, koska staattinen varaus uudistuu ja purkautuu jatkuvasti riippumatta siitä, kuinka monta kertaa metallilevy poistetaan ja asetetaan sitten takaisin eristyslevyn päälle. Todellisuudessa energiaa säästetään, koska metallilevyn fyysinen siirtäminen pois ja sen vaihtaminen tuo potentiaalienergiaa elektroforijärjestelmään, joka sitten muuttuu kineettiseksi energiaksi purkautumisen tai kipinän tapahtuessa. Suuret versiot elektroforista tunnetaan Van de Graaf -generaattoreina, jotka kykenevät tuottamaan jopa 2,000,000 1930 XNUMX voltin sähköstaattisia jännitteitä, kuten yhdysvaltalaisen fyysikon tohtori Robert Van de Graafin XNUMX -luvun alussa luoma jännite.