在莱顿瓶是薄玻璃瓶或罐，它包含在内部和在外部另一个紧身金属膜的紧密装配的金属箔。
它是历史上第一个电气设备，用于存储电荷，只需简单地通过杆或外层片与事先通过摩擦（摩擦电效应）或静电感应充电的棒接触即可。也可以使用电压源，例如电池或电池。
图1.该图显示了一个典型的莱登瓶。内板是电容器板之一，而外板是另一板。资料来源：维基共享资源。科
历史
莱顿瓶的发明归功于1745年莱顿大学物理学教授Pieter van Musschenbroek。荷兰语
Musschenbroek得到了一位名叫Cunaeus的律师的帮助，他被邀请去了莱顿的实验室。这个睿智的人物是第一个注意到静电的人，这是通过在用静电机对棒或针充电时用手握住小瓶来积累的电荷。
在Musschenbroek教授的发明使所有人感到惊讶之后，对Leyden瓶子的下一次改进是在1747年进行了最终的命名，这要归功于医生，研究员John Bevis，最后但同样重要的是，天文学家发现了该装置蟹状星云。
Bevis观察到，如果您用薄纸覆盖了瓶子的外部，则无需用手握住它。
他还意识到，不需要用水或酒精填充（原始的Musschenbroek瓶子已装满液体），只需要用与穿过软木塞的杆接触的金属箔覆盖瓶子的内壁即可。
后来的实验表明，随着玻璃的变薄和相邻金属表面的扩大，会积累更多的电荷。
部分
莱顿瓶的各个部件如图1所示。玻璃除了可以为板提供必要的支撑外，还可以充当板之间的绝缘体或电介质。这些板通常是锡，铝或铜的薄片。
绝缘子也用于制作罐子的盖子，例如干木，塑料或玻璃。盖子被金属杆刺穿，一条金属链从该金属杆上垂下，该链条用于与内板进行电接触。
制作莱顿瓶所需的材料
-玻璃瓶，尽可能薄
-金属箔（铝，锡，铜，铅，银，金）分别覆盖瓶的内部和外部。
-钻孔绝缘材料盖。
-金属棒穿过穿孔的盖子，其内端有一条链或电缆，使该金属棒与瓶子的内层金属接触。杆的另一端通常终止于球形，以避免由于端部上积累的电荷而产生电弧。
图2.莱顿瓶的零件。资料来源：维基共享资源。
运作中
为了解释电荷的积累，有必要首先确定绝缘体和导体之间的差异。
金属具有导电性，因为电子（元素负电荷的载流子）可以在其中自由移动。这并不意味着金属总是带电的，实际上，当电子数量等于质子数量时，金属保持中性。
相反，绝缘子内部的电子缺乏金属的典型迁移率。但是，通过在不同的绝缘材料之间摩擦，可能会发生电子从其中一个的表面传递到另一个的表面的情况。
回到莱顿瓶，以简化的形式，它是由绝缘体与另一导电箔隔开的金属箔。图3显示了示意图。
图3：莱顿瓶及其获取电荷的简化示意图。资料来源：范妮·扎帕塔（Fanny Zapata）。
假设通过手握或电线将外板接地。当被摩擦带正电的杆接近时，连接到内板的杆会极化。这导致杆-内板组件中的电荷分离。
外板上的电子被相对板上的正电荷吸引，更多的电子从地面到达外板。
当此连接断开时，板将带负电，而当杆分离时，内部板将带正电。
电容器或电容器
莱顿瓶是第一个已知的电容器。电容器由被绝缘体隔开的两个金属板组成，它们在电气和电子领域是必不可少的电路元件。
最简单的电容器由面积为A的两个平板组成，平板之间的距离d远小于平板的大小。
将电荷存储在平板电容器中的容量C与平板的面积A成正比，与平板之间的间距d成反比。比例常数是介电常数ε，它们总结如下：
莱顿瓶形成的电容器可以用两个同心的圆柱板近似，其半径为a，内半径为b，外半径为b，高度为L。半径的差异恰好是玻璃d的厚度，即板之间的间距。
圆柱形平板电容器的电容C由下式给出：
从该表达式可以推断出，长度L越长，设备具有的容量越大。
莱顿瓶容量
在厚度或间距d小于半径的情况下，可通过以下平板的表达式来近似估算容量：
在前面的表达式中，p是圆柱板的周长，L是高度。
不论形状如何，电容器可累积的最大电荷Q与充电电压V成正比，电容器的电容C为比例常数。
Q = C·V
瓶自制莱顿
借助在家中随时可用的材料和一些手工技能，您可以模仿Musschenbroek教授并制造一个Leyden瓶。为此，您需要：
-1个玻璃或塑料罐，例如蛋黄酱。
-1个带孔的塑料绝缘盖，刚性电线或电缆将穿过该盖。
-厨房铝箔的矩形条，用于覆盖，粘贴或粘附在罐子的内部和外部。重要的是，铝涂层不能到达罐子的边缘，它可以略高于一半。
-一根不带绝缘层的柔性电缆，连接到杆的内部，使其与覆盖瓶壁内部的铝箔接触。
-金属球（位于盖子顶部，以避免出现尖峰效应）。
-不带绝缘层的电缆，该电缆将连接到外部铝板上。
-尺子和剪刀。
- 透明胶带。
注意：避免将铝箔放在里面的另一种方法是在瓶或广口瓶中装入水和盐溶液，该溶液将用作内板。
处理
用铝箔条将瓶子的内部和外部覆盖，如果有必要，用铝箔胶带将其固定，注意不要超过瓶子的中间。
-小心地刺穿瓶盖，使没有绝缘盖的铜线或电缆通过，使瓶子的内部铝箔与外部接触，应将导电球放在瓶盖上方。
-使用更多没有绝缘层的电线来捆扎外套并制成一种手柄。整个组件应如图1和4所示。
图4.莱顿瓶。资料来源：F. Zapata。
实验
莱顿瓶制成后，您可以对其进行试验：
实验1
如果您有一台旧电视或带有阴极射线屏的显示器，则可以用它为瓶子充电。为此，请一只手握住瓶子的外板，同时使连接到内部部件的电缆闭合并接触屏幕。
绑在外面的电缆应靠近瓶子内部的电缆。请注意，会产生火花，表明瓶子已充满电。
实验2
如果没有合适的筛网，则可以将莱登瓶装在刚从干衣机中取出的羊毛布上，将其装满。充电源的另一种选择是采用一块预先打磨过的塑料（PVC）管，以去除油脂和清漆。用纸巾擦拭试管，直到充满电。
参考文献
- 莱顿瓶。从以下网站恢复：es.wikipedia.org
- 电气仪表。莱顿罐。从以下位置恢复：Brittanica.com
- 恩德萨教育。实验：莱顿瓶。从youtube.com中恢复。
- 莱顿罐。摘自：en.wikipedia.org。
- “ MacGyver”中的莱顿罐子的物理原理。从以下位置恢复：wired.com
- Tippens，P。物理学：概念与应用。516-523。