Markso generatorius ir jo naudojimas

Šis straipsnis skirtas tik informaciniams tikslams. Čia aprašyti įrenginiai gali kelti pavojų gyvybei, todėl naudodamiesi šia informacija būkite atsargūs.

„Marx“ generatorius yra įrenginys, skirtas aukštos įtampos impulsiniams išlydžiams generuoti, remiantis principu, kad lygiagrečiai įkraunami keli aukštos įtampos kondensatoriai prie aukštos įtampos, o po to šie įkrauti kondensatoriai jungiami prie serijos grandinės, dėl šio papildymo gaunamas kibirkštinis elektros išlydis esant aukštesnei nei įkrovimo šaltinio įtampa proporcingai. kondensatorių skaičius grandinėje.

Kondensatoriai įkraunami lygiagrečiai per didelio pasipriešinimo (megaohm) rezistorius, o jungtis serijoje galima naudojant dujų (oro) iškroviklius ar trigatronus.

Kai kondensatoriai įkraunami į aukštą įtampą, suveikia pirmasis kibirkšties tarpas, jis veikia kaip trigeris, o kartais jam suaktyvinti naudojama inicijuojanti iškrova iš papildomo šaltinio arba jo paties elektrodai trumpam tiesiog sudedami. Pirmajam ribotuvui suveikus, grandinėje atsirandanti viršįtampis iškart suveikia visus kitus ribotuvus, kad jungtis ir trumpasis jungimas per grandinės orą įkrauti kondensatoriai.

Taigi, naudojant „Marx“ generatorius, gaunami impulsiniai išlydžiai, kurių įtampa nuo kelių dešimčių kilovoltų iki dešimčių megavoltų. Sugeneruotų impulsų (išlydžių) dažnis priklauso nuo aukštos įtampos įkrovimo šaltinio galios ir nuo vieno impulso energijos.

„Marx“ generatoriams būdingas gaunamų impulsų dažnių diapazonas - nuo kelių bitų per valandą iki dešimčių hertų. Vieno impulso energiją galima išmatuoti dešimtimis megadžaulių arba džaulio dalimis, priklausomai nuo naudojamų kondensatorių talpos ir nuo impulso gaunamos įtampos.

Internete galite rasti daug pavyzdžių, kaip sėkmingai įdiegiamos mėgėjiškos „Marx“ generatorių versijos, ypač jos yra populiarios JAV ir Europoje.

Šią aukštos įtampos impulsų gamybos schemą pirmą kartą pasiūlė 1924 m. Vokiečių inžinierius Edvinas Otto Marxas (1893–1980). Išradėjas pirmąjį modelį pastatė 1926 m. Buvusios SSRS teritorijoje „Marx“ generatoriai taip pat vadinami „Arkadjevo-Markso“ arba „Markso-Arkadijevo“ generatoriais, taip pat „Arkadjevo-Baklino-Markso“ generatoriais.

Faktas yra tas, kad dar 1914 m. Vladimiras Konstantinovičius Arkadievas kartu su Nikolajumi Vasiljevičiaus Baklinu pastatė pirmąjį žaibo generatorių Rusijoje, kuris veikė lygiagrečiai įkrautų kondensatorių nuosekliojo prijungimo principu, tai yra, dar prieš Marxą, Rusijoje buvo įsisavinamas šis principas. Tačiau Arkadjejevas ir Baklinas kondensatorius sujungė mechaniškai, o ne per iškrovas, kaip pasiūlė Marxas, po 10 metų.

Maži laboratoriniai „Marx“ generatoriai, kurių išėjimo įtampa yra iki 200 kV, yra izoliuojami. Galingesni - su vakuumine izoliacija arba su dujomis, pavyzdžiui, SF6. Taip pat gali būti naudojama alyva nutekėjimams dėl koronos pašalinti atvirose laidininkų vietose.

Jei naudojamas vakuumas, dujos arba alyva, generatorius paprastai būna visiškai dedamas į aliejumi užpildytą talpyklą arba vakuuminėje kameroje arba kameroje su dujomis. Dažnai izoliuojami kondensatoriai ir rezistoriai, tačiau ribotuvai veda į orą.

Kaip sulaikytojai, nepaisant didelių išlaidų, gali būti naudojami 100 kilovoltų oro išleidimo įrenginiai ir srovės iki megaamperų arba vakuuminiai iškrovikliai, uždegimo įrenginiai, netgi vandenilio tironai.Norint sumažinti nuostolius, vietoje rezistorių kartais įrengiami aukštos kokybės droseliai arba daromi skysčio varžai. Kartais kondensatoriai gaminami dejonizuoto vandens pagrindu.

Pagrindinis „Marx“ generatoriaus, kaip aukštos įtampos impulsų šaltinio, trūkumas yra poreikis įrengti daugybę kondensatorių pakopų ir atitinkamai perjungimo ribotuvų, ir tai daro didelę įtaką specifinėms konstrukcijos energinėms charakteristikoms, masės matmenų parametrams ir efektyvumui.

Kodėl tai vyksta? Visų pirma, iškrovimo metu yra nuostolių kondensatorių dielektrikuose ir oro tarpuose, visų pirma, pagrindinio išleidimo tarpo kanalo varža yra didelė, ir tai yra apkrovos pasipriešinimas.

Norint sumažinti nuostolius, būtina sudaryti sąlygas padidėjusiam aplinkinių dujų, esančių esant slėgiui, stiprumui, perjungiant kibirkšties tarpus, naudoti aukštos kokybės kondensatorius ir pagerinti pradinio gedimo inicijavimą, kad priekis pasirodytų standesnis.

Kalbant apie „Marx“ aukštos įtampos generatorių naudojimą, negalima paminėti mokslo tyrimų sričių, kurių yra daug. Įvairių techninių užduočių atlikimas reikalauja didelių srovių ir aukštos įtampos. Igorio Vasilievicho Kurchatovo laikais „Marx“ generatoriai padėjo branduoliniuose tyrimuose suteikti greitį elementinėms dalelėms ir inicijuoti reakcijas.

„Marx“ generatorių dėka kvantiniai generatoriai pumpuojami, jie tiria plazmos ir impulsinės radiacijos elgseną, kuria elektroninę karo įrangą, elektrohidrauliškai apdoroja metalus, gruntuoja dirvožemį ir kompaktiškus betono mišinius.

Kartais „Marx“ generatorių pora yra sujungiama, norint gauti didelį potencialą, kad būtų galima įkrauti žemos stadijos generatoriaus santykinai talpinius kondensatorius ir tokiu būdu gauti santykinai mažą potencialą, bet ilgą srovės impulsą.

„Marx“ generatorius yra mirtinas prietaisas žmonėms. Neturint specialių treniruočių, nereikėtų bandyti jo statyti, jis yra kupinas traumų ir net mirties. Prieš liesdami „Marx“ generatorių, įsitikinkite, kad visi kondensatoriai yra iškrauti. „Marx“ generatoriaus išmetimai yra galingas ultravioletinės spinduliuotės šaltinis, be to, juos lydi ozono išsiskyrimas ore, o oonas yra nuodai. Būkite atsargūs dirbdami su aukšta viršįtampiu.

Vienaip ar kitaip, „YouTube“ visada rasite daug ryškių demonstracijų „Marx generatoriaus“ ir „MARX generatoriaus“ prašymu, kur buvo naudojami modeliai polipropileno arba keramikos aukštos įtampos kondensatoriai.