São dispositivos que fornecem eletricidade estática, por meio da separação de cargas positivas e negativas existentes nos condutores.  Os tipos principais são os seguintes:

a) máquinas de atrito
b) máquinas de indução
c) máquina de Van de Graaf.

O princípio de funcionamento é o seguinte: um cilindro A de material isolante, por exemplo de vidro ou ebonite, gira.  Ao girar, atrita-se com urna pele ou flanela B e se eletriza.  Se o atrito for entre vidro e pele, o vidro se eletriza positivamente.  O cilindro A, continuando a girar, a sua parte eletrizada passa em frente do corpo E, que possui uma ponta D.  Quando a carga positiva está em frente do corpo E, a ponta D se eletriza, por indução, negativamente, e a parte oposta C, positivamente.  A carga negativa induzida depois escapa pela ponta D e neutraliza a carga positiva indutora.  E o corpo E fica eletrizado positivamente.  Continuando a girar o cilindro A, a carga positiva de E vai aumentando e esse corpo fica com potencial elevado em relação a terra T.  A carga de E pode depois ser utilizada.

Todas as máquinas eletrostáticas de atrito funcionam de acordo com esse princípio exposto.  A diferença entre os diversos tipos existentes está na construção, isto é, na forma geométrica e na disposição de suas peças.  No tópico Uma Máquina Eletrostática Simples demos a descrição de uma máquina eletrostática de atrito de construção muito simples.

O exemplo típico dessas máquinas é o eletróforo, inventado por Volta em 1775.  Consta de duas peças: um disco isolante, A, feito de enxofre ou cera, e um disco metálico B, com um cabo isolante.  Inicialmente atritamos o disco A com flanela.  Ele fica com excesso de elétrons e, portanto, se eletriza negativamente (parte a da figura).  Depois colocamos o disco metálico sobre o disco isolante.  Como as superfícies são rugosas, embora a olho nú pareçam muito lisas, só vai haver contato entre elas em poucos pontos, e pouca carga escapa do isolante para o metal.  Mas, por indução, no metal aparecem cargas positiva e negativa (parte b da figura).  Pondo-se o disco metálico em comunicação com a Terra, os seus elétrons escapam.  Cortando-se a ligação com a Terra e afastando-se o disco metálico, ele fica eletrizado positivamente.  Aproximando-se uma mão, uma faísca soltará.  Podemos assim carregar e descarregar sucessivamente o metal sem que haja uma diminuição apreciável da carga do enxofre.

Nota: Quando se produz a faísca entre o eletróforo e nossa mão, produz-se luz, som e calor, e, portanto, há gasto de energia.  Essa energia provém da carga elétrica acumulada no disco metálico, e que resultou da indução eletrostática.  A indução foi provocada pela carga do enxofre.  E a carga do enxofre por sua vez resultou do atrito com a flanela.  A energia mecânica gasta com o atrito é então a causa do aparecimento da luz, do som e do calor que acompanham a faísca.  Com o exemplo do eletróforo concluímos duas coisas importantes:

1^a que a carga elétrica acumulada em um condutor significa energia, pois pode fazer aparecer a energia sob a forma de luz, som e calor.              

2^a Que a carga elétrica não aparece do nada, mas é necessário um gasto de energia para a libertação das cargas existentes nos condutores.  Uma máquina eletrostática é então um dispositivo que gasta um certo tipo de energia para fazer aparecer carga elétrica estática em um condutor.  Exprimimos esse fato dizendo que a máquina eletrostática transforma um tipo qualquer de energia em energia eletrostática.  (E um dispositivo que gasta um tipo qualquer de energia para fornecer carga elétrica em movimento, não estática, é chamado gerador.  Em Eletrodinâmica estudamos os geradores).              

Sugestão:  Sugerimos ao leitor construir urn eletróforo.  A placa de enxofre pode ser obtida fundindo-se enxofre em pó numa bandeja.

Nota:  Colocando-se duas esferas ou duas pontas próximas e aumentando-se lentamente a diferença de potencial entre elas, quando a diferença atingir um certo valor salta bruscamente uma faísca entre as esferas ou as pontas (parte a da figura).  Mas, colocando-se uma ponta em frente a um plano e aumentando-se lentamente a diferença de potencial entre eles, não há faísca (parte b da figura).  Quando a diferença de potencial atingir um certo valor, o ar compreendido entre a ponta e o plano se ioniza e se estabelece uma corrente elétrica de pequena intensidade através do ar, entre a ponta e o plano.  O ar que envolve a ponta se torna ligeiramente colorido.

A essa passagem lenta de eletricidade por um gás chamamos eflúvio.  Esse fenômeno é empregado no gerador Van de Graaf, que passamos a descrever.

Entre os polos de um dínamo  de alta tensão (por exemplo uns 10.000 volts) é ligada uma ponta  (ao polo positivo) e uma placa  (ao polo negativo).  Entre  e  há então uma descarga em forma de eflúvio.  Uma correia  que gira sobre as polias  e , ao passar entre  e  se eletriza positivamente.  Girando no sentido indicado pelas flechas, essa correia leva suas cargas para o interior de um cilindro.  A carga da polia age então como um indutor colocado dentro de um induzido.  Vemos que é análogo ao que se passa com o cilindro de Faraday.  O induzido é o cilindro , que possui na parte interna uma ponta , próxima da correia.  A carga negativa induzida no cilindro se acumula nessa ponta, e, quando a correia passa em frente à ponta com a sua carga positiva, há uma descarga por eflúvio que neutraliza a carga da correia e a da ponta.  A parte esquerda da correia deve ser então neutra.  A carga positiva induzida passa então para a face externa do cilindro .  Com o movimento contínuo da correia se consegue acumular no cilindro uma grande carga e uma diferença de potencial elevadíssima em relação à terra.  O gerador possui um outro sistema análogo a esse, mas que acumula no cilindro carga negativa (parte direita da figura).  Para isso, a ponta  é ligada ao polo negativo do dínamo , e não ao positivo.  Desse modo se acumula no cilindro  uma grande carga negativa e ele fica com grande diferença de potencial negativa em relação à terra.               Chamando   ao potencial positivo do cilindro   e    ao potencial negativo do cilindro , a diferença de potencial que se pode aproveitar entre  e  é:

             

O gerador Van de Graaf é o mais potente gerador eletrostático que se conseguiu até nossos dias.