K vytvoření elektrostatického pole musíme oddělit kladné a záporné náboje a dosáhnout tak převahy kladných nábojů na jednom tělese a záporných nábojů na druhém tělese. K tomu slouží elektrostatické zdroje, tzv. generátory, dříve nazývané třecí elektriky.
Jednu z prvních elektrik sestrojil v roce 1672 Otto von Guericke. Jeho elektrika měla kotouč ze síry. Zlepšení v podobě skleněného kotouče přinesl Francis Hawsbee st. Další elektriky pochází z 18. století třeba od Jesse Ramsdena nebo Winterova třecí elektrika. Každá elektrika se skládá ze dvou částí: jednou se náboj rozkládá a na druhou se náboj odvádí a hromadí. Druhou část většinou tvoří měděná koule nebo válec uložené na skleněné noze. Náboj se odvádí drátěnými hřebeny. Na následujícím obrázku je elektrika obecná, kde se náboj vytváří pomocí tření skleněného kotouče, který se klikou otáčí. Skleněný kotouč se tře o kůží pokrytý polštářek přidělaný na dřevěném prkénku. Náboj se odvádí na kouli nebo válec. Při tření skleněného kotouče se záporný náboj odvádí pomocí drátku do země a koule se nabíjí kladně. Množství náboje se posuzovalo podle délky jiskry, která podle velikosti skleněného kotouče, rychlosti otáčení a vlhkosti vzduchu dosahovala velikosti 8 – 80 cm.
Třecí elektrika.
Zdroj: Techmania Science Center. Autor: Pavel Trnka. Under Creative Commons.
Za předchůdce van de Graaffova generátoru můžeme považovat elektrofor, který v roce 1759 popsal Franz Ulrich Theodor Äpinus a později v roce 1775 také Alessandro Volta. Skládá se z kovové desky, na kterou je umístěn izolant (např. pryskyřice) přikrytý další vodivou deskou se skleněným držákem nebo hedvábnou šňůrou. Třeme–li izolant (historické prameny uvádějí tuto směs: 10 dílů gumilaku, 3 díly pryskyřice, 2 díly benátského terpentinu, 2 vosku a ½ smoly) např. liščím ohonem, získáme záporný náboj. Položíme–li shora druhou kovovou desku s držátkem tak, aby se dotýkala izolační vrstvy, nabije se záporným nábojem. Je–li v okolí suchý vzduch, pak elektrofor uchová náboj po několik měsíců. Dotkneme–li se horní desky prstem nebo jiným vodičem a zvedneme–li horní desku, pak po přiblížení jakéhokoli vodiče vznikne mezi elektroforem a tímto vodičem jiskra. Kdybychom se nejprve horní desky nedotkli, pak žádná jiskra nevznikne. Tímto způsobem můžeme získat jiskry po velmi dlouhou dobu. Elektrofor se používal při rozsvěcování plynových lamp, kde zapaloval elektrickou jiskrou.
Elektrofor.
Zdroj: Techmania Science Center. Autor: Pavel Trnka. Under Creative Commons.
Elektrofory mají velmi omezené použití, protože z nich lze náboj získávat pouze omezeně. Abychom z elektroforu mohli získávat stále stejné množství náboje, musíme použít tzv. duplikátor, jehož princip objevil roku 1788 William Nicholson. Duplikátorem se jednoduchým elektrostatickým procesem udržuje stále stejné množství náboje. I malé množství náboje mohlo být duplikátorem rozmnoženo a registrováno elektroskopem. Nevýhodou duplikátoru bylo, že na samotném duplikátoru vznikl náboj, který se pak přenášel na elektroskop.
Elektrofor a duplikátor se staly základem novějších typů influenčních elektrik, na jejíž konstrukci mají zásluhu především Vorley (1860), Holtz (1865) v Berlíně a Töpler (1865) v Ryze. yto stroje se principielně podobají dynamoelektrickým strojům. Jednotlivé elektriky můžeme vzájemně propojit a získat tak ještě větší zdroj elektrického náboje. Tyto elektriky později ustoupily elektrikám Wimhurstovým, jejichž hlavní výhodou byla menší závislost na vlhkosti vzduchu.
Whimhurstova elektrika.
Zdroj: commons.wikimedia.org. Under Creative Commons.
V roce 1931 byl indukční generátor zdokonalen Robertem van de Graaffem. Proto všechna podobná zařízení nesou jeho jméno. Van de Graaff objevil, že napětí potřebné na urychlení elektronů lze poměrně snadno dosáhnout obřími influenčními elektrikami. Van de Graaffův generátor můžeme považovat za nejstarší urychlovač částic. Urychluje částice řádově na MeV. První velký elektrostatický van de Graaffův generátor byl vybudován v USA a pracoval s napětím řádově miliony voltů. Díky urychleným částicím létaly jiskry až do vzdálenosti několika decimetrů.
U moderních van de Graaffových generátorů byla zdokonalena izolace vysokonapěťové kulové elektrody. Koule jsou umístěny v tlakové komoře hruškovitého tvaru naplněné dusíkem pod tlakem 1,6 až 2,2 MPa. Dosažené napětí je až 12 MV. Dalším moderním typem je kaskádní generátor sestrojený Johnem Cocroftem a Ernstem Waltonem, lineární vysokofrekvenční urychlovač apod.
