kategória: Najlepšie články » Zaujímavé fakty
Počet zobrazení: 16654
Komentáre k článku: 1
Marxov generátor a jeho použitie
Tento článok slúži iba na informačné účely. Tu popísané zariadenia sú potenciálne život ohrozujúce, preto buďte pri používaní týchto informácií opatrní.
Generátor Marx je zariadenie na výrobu vysokonapäťových impulzných výbojov, založené na princípe paralelného nabíjania niekoľkých vysokonapäťových kondenzátorov na vysoké napätie, po ktorom nasleduje pripojenie týchto nabitých kondenzátorov k sériovému obvodu, v dôsledku tohto pridania sa v pomere vyššom ako je napätie zdroja nabíjania získa elektrický iskierový výboj počet kondenzátorov v obvode.
Kondenzátory sú nabíjané paralelne prostredníctvom vysoko odporových (megaohmových) odporov a sériové pripojenie je možné pomocou plynových (vzduchových) zadržovačov alebo trigatronov.
Keď sú kondenzátory nabité na vysoké napätie, spustí sa prvá iskrová medzera, ktorá funguje ako spúšťač, a niekedy sa na jej aktiváciu použije iniciačný výboj z ďalšieho zdroja, alebo sa jeho vlastné elektródy jednoducho spoja na krátku dobu. Po vypnutí prvého zvodiča prepätie vznikajúce v obvode okamžite vypne všetky ostatné zvodiče, takže sériové pripojenie a skrat cez vzduch okruhu nabité kondenzátory.
Použitím generátorov Marx sa teda získajú impulzné výboje s napätím od niekoľkých desiatok kilovoltov do desiatok megavoltov. Frekvencia generovaných impulzov (výbojov) závisí od výkonu nabíjacieho zdroja vysokého napätia a od energie v jednom impulze.
Pre generátory Marx je typický frekvenčný rozsah získaných impulzov - od niekoľkých bitov za hodinu do desiatok hertzov. Energia jedného impulzu sa môže merať v desiatkach megajoulov alebo vo zlomkoch joulov, v závislosti od kapacít použitých kondenzátorov a od napätia prijatého v impulze.
Na internete nájdete mnoho príkladov úspešných implementácií amatérskych verzií generátorov Marx, najmä tých, ktoré sú populárne v USA a Európe.
Túto schému na výrobu vysokonapäťových impulzov prvýkrát navrhol v roku 1924 nemecký inžinier Edwin Otto Marx (1893-1980). Vynálezca postavil prvý model v roku 1926. Na území bývalého ZSSR sa generátory Marxu nazývajú aj generátory Arkadyev-Marx alebo Marx-Arkadyev a tiež generátory Arkadyev-Baklin-Marx.
Faktom je, že už v roku 1914 Vladimir Konstantinovič Arkadiev spolu s Nikolajom Vasilyevičom Baklinom postavili prvý generátor bleskov v Rusku, ktorý pracoval na princípe sériového zapojenia kondenzátorov nabíjaných paralelne, to znamená, že ešte predtým, než sa Marx v Rusku naučil, bol tento princíp zvládnutý. Ako však naznačil Marx, Arkadyev a Baklin pripojili kondenzátory mechanicky, a nie prostredníctvom výbojov, o 10 rokov neskôr.
Malé laboratórne generátory Marx s výstupným napätím do 200 kV sú izolované vzduchom. Výkonnejší - s vákuovou izoláciou alebo s plynom, napríklad SF6. Môže sa tiež použiť olej na odstránenie únikov v dôsledku koróny v otvorených priestoroch vodičov.
Ak sa používa vákuum, plyn alebo olej, potom je generátor obvykle úplne umiestnený v nádobe naplnenej olejom alebo vo vákuovo utesnenej komore alebo v komore s plynom. Často izolujte kondenzátory a odpory, ale zvodiče vedú k vzduchu.
Ako zvodiče je možné použiť 100 kilovoltových vzduchových výbojiek a prúdov až po mega-ampéry alebo vákuové výbojky, zapaľovače, dokonca aj vodíkové tyratróny, napriek vysokým nákladom.Na zníženie strát sa namiesto odporov niekedy inštalujú vysokokvalitné tlmivky alebo sa vyrábajú kvapalinové odpory. Kondenzátory sa niekedy vyrábajú na báze deionizovanej vody.
Hlavnou nevýhodou generátora Marx, ako zdroja vysokonapäťových impulzov, je potreba inštalovať veľké množstvo stupňov kondenzátorov, a teda aj prepínačov, čo výrazne ovplyvňuje špecifické energetické charakteristiky štruktúry, hmotnostne-rozmerné parametre a účinnosť.
Prečo sa to deje? Po prvé, počas vybíjania dochádza k stratám v dielektriku kondenzátorov a predovšetkým vo vzduchových medzerách, odpor kanála hlavnej vybíjacej medzery je veľký, a to je odpor zaťaženia.
Aby sa znížili straty, je potrebné vytvoriť podmienky pre zvýšenú pevnosť okolitého plynu pod tlakom prepínaním iskrových medzier, používať vysokokvalitné kondenzátory a zlepšiť začatie počiatočného zlyhania tak, aby predná časť stúpala strmšie.
Keď už hovoríme o použití vysokonapäťových generátorov Marx, nie je možné len pomenovať oblasti výskumu vo vede, ktorých je veľa. Rôzne technické úlohy si vyžadujú značné prúdy a vysoké napätie. V časoch Igora Vasilieviča Kurchatova generátory Marxu pomáhali v jadrovom výskume poskytovať vysoké rýchlosti elementárnych častíc a iniciovať reakcie.
Vďaka generátorom Marx sú čerpané kvantové generátory, študujú správanie plazmy a pulzného žiarenia, stavajú elektronické bojové zariadenia, elektrohydraulicky spracovávajú kovy, rozdrvujú pôdy a kompaktné betónové zmesi.
Niekedy sa kombinuje pár generátorov Marx, aby sa získal vysoký potenciál, aby sa nabili relatívne kapacitné kondenzátory nízkonapäťového generátora, a tak sa získal relatívne nízky potenciál, ale impulz s dlhým prúdom.
Generátor Marx je smrtiace zariadenie pre ľudí. Bez špeciálneho výcviku by sa človek nemal snažiť stavať, je plný zranení a dokonca aj smrti. Pred dotykom generátora Marx sa uistite, že sú vybité všetky kondenzátory. Výboje generátora Marx sú silným zdrojom ultrafialového žiarenia, navyše sú sprevádzané uvoľňovaním ozónu do vzduchu a ozón je jed. Pri práci s vysokým prepätím buďte opatrní.
Tak či onak, na YouTube nájdete vždy veľa živých ukážok na žiadosť generátorov Marx a MARX, kde boli modely použité na zostavenie polypropylénové alebo keramické vysokonapäťové kondenzátory.
Pozri tiež na electro-sk.tomathouse.com
: