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ウィムズハーストマシンまたはウィムズハースト影響マシンは、高電圧を生成できる静電発電機です。これは、1880年から1883年の間にイギリスの発明家ジェームズ・ウィムズハースト（1832-1903）によって開発されました。 [ 1 ]
垂直面に配置された2つの大きな逆回転ディスク、金属ブラシが付いた2本の交差するバー、そして2つの金属球によって形成される火花ギャップという、特徴的な外観をしている。
これらの機械は、静電誘導、すなわち影響によって電荷を分離する、いわゆる「影響型」静電発電機の一種であり、摩擦に頼らずに動作します。この種類の初期の機械は、ヴィルヘルム・ホルツ（1865年と1867年）、アウグスト・トプラー（1865年）、J・ロベルト・フォス（1880年）らによって開発されました。古い機械は効率が悪く、極性が予測不能に切り替わる傾向がありますが、ウィムズハーストの機械にはこれらの欠点は見られません。
ウィムズハースト放電装置では、2枚の絶縁ディスクとその金属セクターが互いに逆方向に回転し、交差する金属製の中和棒とそのブラシを通過します。電荷の不均衡が生じ、各ディスクの表面近くに配置された2組のブラシまたは金属製櫛によって増幅され、収集されます。これらのコレクターは絶縁支持体に取り付けられ、出力端子に接続されています。正帰還により蓄積電荷は指数関数的に増加し、空気の絶縁破壊電圧に達すると、ギャップを越えて電気火花が発生します。
この装置は理論的には自己始動しない。つまり、ディスク上のどのセクターにも電荷がない場合、他のセクターに電荷を誘起するものは何もない。実際には、ディスクが回転し始めると、どのセクターにもわずかな残留電荷があれば、プロセスを開始するのに十分である。この装置は乾燥した雰囲気でのみ正常に動作する。ディスクを電界に逆らって回転させるには機械的な動力が必要であり、このエネルギーが装置によって火花の電力に変換される。装置の絶縁性とサイズによって、到達可能な最大出力電圧が決まる。蓄積された火花エネルギーは、高電圧に適した初期のコンデンサであるライデン瓶を2つ追加することで増加させることができる。ライデン瓶の内側のプレートはそれぞれ出力端子に独立して接続され、外側のプレートは相互に接続される。典型的なウィムズハースト式放電器は、ディスクの直径の約3分の1の長さで、数十マイクロアンペアの火花を発生させることができる。
互いに逆方向に回転する2枚の絶縁ディスクには、偶数個の金属セクターが貼り付けられています。この装置には、中和バーの両側に2つずつ、計4つの小さなブラシと、電荷収集ブラシまたは櫛が1組備えられています。これらは通常、水平方向に取り付けられ、前面と背面のディスクのセクターに接触します。これらは通常、それぞれのライデン瓶に接続されています。対向するセクターを瞬間的に接続する中和バーは、「X」字型を形成します。これらのバーの角度は、通常、水平方向に対して30°から60°まで変更できます。ディスク上のセクターが垂直位置に達する前に中和バーに接触するように、中和バーの角度を設定することが重要です。たとえば、正面から見たときにディスクが時計回りに回転している場合、中和バーは左上から右下に向かって角度を付ける必要があります。
2枚のディスクのいずれかにわずかな電荷があれば、充電プロセスを開始できます。したがって、フロントディスク（[A] 下側のチェーン）のいくつかのセクターが正に帯電（赤）しており、フロントディスクが反時計回り（右から左）に回転するとします。帯電したセクター（移動する赤い四角）が後部中和バーのブラシの位置（[Y] 下向き矢印の先端）まで回転すると、中和バー（[Y-Y1] 上側の水平な黒線）に電荷の分極が生じ、そのすぐ反対側のセクター（[Y] 上の四角が緑になる）に負（緑）の電荷が引き寄せられ、ディスクを挟んで180度離れたセクター（[Y1] 上の四角が赤になる）に正（赤）の電荷が引き寄せられます。この後者の正の電荷がフロント中和バーの位置（[X]）に到達すると、フロントディスクのセクター（[X] 下の四角が緑になる）に負の電荷が誘起され、同時にディスクの反対側のセクター（[X1] が赤になる）に正（赤）の電荷が誘起されます。正電荷はディスクの両側の[Z]と[Z]から収集され、負電荷はディスクの反対側（図には示されていない）から収集される。
このプロセスは繰り返され、A 上の電荷が B に電荷を誘起し、それが A にさらに電荷を誘起する、といった具合に続きます。しかし、このプロセスだけでは、実際に得られるような高電圧は発生しません。なぜなら、B に誘起される電荷は、A に誘起される電荷よりも必ず小さくなるからです。電圧が指数関数的に増加するのは、装置の極に現れる電圧が装置全体に電界を生成し、それが中和棒の分極に大きく寄与するためです。当然ながら、極間の電圧が大きいほど分極度が大きくなり、装置の充電速度も速くなります。最終的に、この正のフィードバックループは、単にプロセスを開始させるだけの、上述の電荷転送プロセスよりも重要です。装置によって生成されるエネルギーは、分極した中和棒が接触を断つ際に、セクター上の電荷を分離するために行われる仕事から得られます。
達成可能な最大電位差は、主に中和棒（常にゼロ電位）と極の間のディスク上のセクター間で維持できる最大電圧によって制限されます。この距離は、中和棒が可能な限り垂直に近い場合に最大になります。（もちろん、中和棒が実際に垂直であれば、電界によって分極されず、装置は動作しなくなります。）
ウィムズハースト型静電気発生器は、19世紀に物理学の研究で用いられました。また、20世紀初頭の20年間には、第一世代のクルックスX線管に高電圧を供給するために時折使用されましたが、ホルツ型静電気発生器や誘導コイルの方がより一般的でした。現在では、静電気の原理を実演するために、科学博物館や教育現場でのみ使用されています。