法拉第杯是一種金屬（導電）杯，旨在捕獲真空中的帶電粒子。 由此產生的電流可以被測量并用于確定撞擊杯的離子或電子的數量。 法拉第杯以邁克爾·法拉第 (Michael Faraday) 的名字命名，他在 1830 年左右首次提出離子理論。

使用法拉第杯的設備示例包括太空探測器（航海者 1 號和 2 號、帕克太陽探測器等）和質譜儀。

當一束或一束離子撞擊杯的金屬體時，該裝置獲得少量凈電荷，而當電荷轉移到金屬壁時離子被中和。 然后可以對金屬部件進行放電，以測量與撞擊離子數量成正比的小電流。 法拉第杯本質上是電路的一部分，其中離子是真空中的電荷載體，它是與電子充當電荷載體的固體金屬的界面（與大多數電路一樣）。 通過測量電路金屬部分中的電流（每秒流過電路的電子數），可以確定電路真空部分中離子攜帶的電荷數。 對于連續的離子束（每個離子束帶有一次電荷），每單位時間撞擊杯的離子總數為

N t = I e {\displaystyle {\frac {N}{t}}={\frac {I}{e}}}

其中 N 是在時間 t 內觀察到的離子數（以秒為單位），I 是測得的電流（以安培為單位），e 是基本電荷（約 1.60 × 10?19 C）。 因此，1 納安 (10-9 A) 的測量電流對應于每秒約 60 億個離子撞擊法拉第杯。

同樣，法拉第杯可以作為真空中電子的收集器（例如來自電子束）。 在這種情況下，電子只是撞擊金屬板/杯并產生電流。 法拉第杯不如電子倍增器檢測器靈敏，但由于測量電流與離子數量之間的直接關系，因此在準確性方面受到高度重視。

法拉第杯利用了一種物理原理，根據該原理，輸送到空心導體內表面的電荷由于同號電荷的相互自排斥而重新分布在其外表面周圍——這是法拉第發現的一種現象。

傳統的法拉第杯用于測量從等離子體邊界流出的離子（或電子），包括一個金屬圓柱形接收器杯 – 1（圖 1），用墊圈式金屬電子抑制器蓋封閉并與之絕緣 – 圖 2 設有表面積為 S F = π D F 2 / 4 {\displaystyle S_{F}=\pi D_{F}{2}/4} 的孔徑的圓形軸向通孔。 接收器杯和電子抑制器蓋都包裹在接地的圓柱形屏蔽罩中并與之絕緣 – 3 具有與電子抑制器蓋上的孔重合的軸向圓孔 – 2. 電子抑制器蓋通過以下方式連接 50 Ω 射頻電纜，源 B e s {\displaystyle B_{es}} 可變直流電壓 U e s {\displaystyle U_{es}} 。 接收器杯通過負載電阻 R F {\displaystyle R_{F}} 通過 50 Ω RF 電纜與產生鋸齒型脈沖 U g ( t ) {\displaystyle U_{g}(t) 的掃描發生器連接 } 。 電容 C F {\displaystyle C_{F}} 由接收器杯的電容 – 1 到接地屏蔽 – 3 以及射頻電纜的電容組成。 來自 R F {\displaystyle R_{F}} 的信號使觀察者能夠通過示波器獲取法拉第杯的 I-V 特性。 適當的操作條件：h ≥ D F {\displaystyle h\geq D_{F}}（由于可能的下垂）和 h ? λ i {\displaystyle h\ll \lambda _{i}} ，其中 λ i {\displaystyle \lambda _{i}} 是離子自由程。 來自 R F {\displaystyle R_{F}} 的信號是法拉第杯的 I-V 特性，可用示波器觀察和記憶

(1)

在圖 1 中： 1 – 杯子接收器，金屬（不銹鋼）。 2 – 電子抑制器蓋，金屬（不銹鋼）。 3 – 接地屏蔽，金屬（不銹鋼）。 4 – 絕緣體（聚四氟乙烯、陶瓷）。 C F {\displaystyle C_{F}} – 法拉第杯的容量。 R F {\displaystyle R_{F}} – 負載電阻。

因此，我們測量通過負載電阻 R F {\displaystyle R_{F}} 的電流總和 i Σ {\displaystyle i_{\Sigma }} : i i {\displaystyle i_{i}} (法拉第 電流）加上電流 i c ( U g ) = ? C F ( d U g / d t ) {\displaystyle i_{c}(U_{g})=-C_{F}(dU_{g}/dt)} 通過電容器 C F {\displaystyle C_{F}} 由掃描發生器的鋸齒型電壓 U g {\displaystyle U_{g}} 產生：電流分量 i c ( U g ) {\displaystyle i_{ c}(U_{g})} 可以在沒有離子流的情況下測量，并且可以從總電流 i Σ ( U g ) {\displaystyle i_{\Sigma }(U_{g}) 中進一步減去 } 用等離子測量得到實際的法拉第杯I-V特性i i ( U g ) {\displaystyle i_{i}(U_{g})} 進行處理。 所有與等離子體相互作用的法拉第杯元件及其組件通常由耐溫材料制成。