Penjana Marx dan kegunaannya

Artikel ini hanya untuk tujuan maklumat sahaja. Peranti yang diterangkan di sini berpotensi mengancam nyawa, maka sila berhati-hati apabila menggunakan maklumat ini.

Penjana Marx adalah alat untuk menghasilkan pelepasan berdenyut voltan tinggi, berdasarkan prinsip selari yang mengenakan beberapa kapasitor voltan tinggi ke voltan tinggi, diikuti dengan menyambungkan kapasitor yang dikenakan ke litar siri, sebagai hasil daripada penambahan ini, pelepasan elektrik yang diperolehi diperolehi pada voltan yang lebih tinggi daripada voltan sumber pengecasan, secara proporsional bilangan kapasitor dalam litar.

Kapasitor dicaj secara selari melalui perintang rintangan tinggi (megaohm), dan sambungan siri dimungkinkan oleh penggunaan penangkap gas (udara) atau trigatron.

Apabila kapasitor dikenakan kepada voltan tinggi, pelepasan pertama dicetuskan, ia bertindak sebagai pencetus, dan kadang-kadang pelepasan memulakan dari sumber tambahan digunakan untuk mengaktifkannya, atau elektrod sendiri hanya dibawa bersama untuk masa yang singkat. Apabila penangkap pertama telah tersandung, overvoltage yang telah timbul dalam litar membuat semua perjalanan penangkap lain segera, supaya sambungan siri dan litar pintas melalui udara litar kapasitor yang dikenakan.

Oleh itu, menggunakan penjana Marx, pelepasan berdenyut dengan voltan dari beberapa puluh kilovolt kepada puluhan megavolts diperolehi. Kekerapan denyutan yang dihasilkan (pelepasan) bergantung kepada kuasa sumber pengecasan voltan tinggi dan tenaga dalam satu nadi.

Biasa bagi penjana Marx ialah julat frekuensi denyut yang didapati - dari beberapa bit sejam hingga puluhan hertz. Tenaga satu nadi boleh diukur dalam puluhan megajoules, atau dalam pecahan joule, bergantung kepada kapasiti kapasitor yang digunakan dan pada voltan yang diterima dalam denyut nadi.

Di Internet, anda dapat menemui banyak contoh kejayaan peneraju versi amatur dari generator Marx, terutamanya mereka yang popular di Amerika Syarikat dan Eropah.

Skim ini menghasilkan denyutan voltan tinggi yang pertama kali dicadangkan pada tahun 1924 oleh Edwin Otto Marx (1893-1980) - seorang jurutera Jerman. Pencipta membina model pertama pada tahun 1926. Di wilayah bekas USSR, penjana Marx juga dipanggil Arkadyev-Marx, atau Marx-Arkadyev, dan juga penjana Arkadyev-Baklin-Marx.

Kenyataannya adalah bahawa pada 1914, Vladimir Konstantinovich Arkadiev, bersama Nikolai Vasilyevich Baklin, membina penjana petir pertama di Rusia, yang bekerja pada prinsip sambungan siri kapasitor yang dikenakan secara selari, sebelum Marx, prinsip itu dikuasai di Rusia. Walau bagaimanapun, Arkadyev dan Baklin menghubungkan kapasitor secara mekanikal, dan bukan melalui pelepasan, seperti yang dicadangkan oleh Marx, 10 tahun kemudian.

Makmal kecil makmal Marx dengan voltan keluaran sehingga 200 kV adalah bertebat udara. Lebih kuat - dengan penebat vakum atau dengan gas, misalnya SF6. Juga boleh digunakan minyak untuk menghapuskan kebocoran akibat korona di kawasan konduktor terbuka.

Sekiranya vakum, gas atau minyak digunakan, penjana biasanya diletakkan dalam bekas yang diisi dengan minyak atau dalam ruang dimeteraikan vakum, atau dalam ruang dengan gas. Selalunya mengasingkan kapasitor dan perintang, tetapi penangkis membawa ke udara.

Sebagai arresters, 100 kilovolt udara dischargers dan arus sehingga mega-ampere, atau vacuum dischargers, ignitrons, walaupun hydrogen thyratrons, walaupun kos yang tinggi, boleh digunakan.Untuk mengurangkan kerugian, pencangkuk berkualiti tinggi kadang-kadang dipasang bukannya perintang, atau resistor cecair dibuat. Kadang-kadang kapasitor dibuat berdasarkan air deionized.

Kekurangan utama penjana Marx, sebagai sumber denyutan voltan tinggi, adalah keperluan untuk memasang sejumlah besar kapasitor dan, dengan itu, menukar penangkap, dan ini sangat mempengaruhi ciri-ciri tenaga spesifik struktur, parameter dimensi dan kecekapan massa.

Kenapa ini berlaku? Pertama sekali, semasa pelepasan, terdapat kerugian dielektrik kapasitor dan dalam jurang udara, khususnya, rintangan saluran jurang pelepasan utama adalah besar, dan ini adalah rintangan beban.

Untuk mengurangkan kerugian, adalah perlu untuk mewujudkan keadaan untuk meningkatkan kekuatan gas di sekeliling tekanan dengan menukar jurang percikan, menggunakan kapasitor berkualiti tinggi, dan memperbaiki permulaan pecahan permulaan, supaya bahagian depan ternyata lebih curam.

Bercakap tentang penggunaan penjana Marx voltan tinggi, tidak boleh tetapi nama bidang penyelidikan dalam sains, yang mana terdapat banyak. Pelbagai tugas teknikal memerlukan arus yang signifikan dan voltan tinggi. Kembali pada zaman Igor Vasilievich Kurchatov, penjana Marx membantu dalam penyelidikan nuklear untuk memberikan zarah-zarah yang berkecepatan tinggi dan memulakan reaksi.

Terima kasih kepada penjana Marx, penjana kuantum dipam, mereka mengkaji tingkah laku plasma dan sinaran berdenyut, membina peralatan peperangan elektronik, logam proses elektro-hidraulik, tanah menghancurkan dan campuran konkrit yang padat.

Kadang-kadang sepasang penjana Marx digabungkan untuk mendapatkan potensi yang tinggi untuk mengenakan kapasitor kapasitif yang lebih rendah dari penjana peringkat rendah, dan dengan itu memperoleh potensi yang agak rendah, tetapi denyut arus yang panjang.

Penjana Marx adalah alat maut untuk manusia. Tanpa latihan khas, seseorang tidak boleh cuba membinanya, ia penuh dengan kecederaan dan juga kematian. Sebelum menyentuh penjana Marx, pastikan semua kapasitor dibebaskan. Pelepasan penjana Marx adalah sumber sinaran ultraviolet yang kuat, di samping itu, ia disertai dengan pembebasan ozon di udara, dan ozon adalah racun. Berhati-hati semasa bekerja dengan voltan gelombang tinggi.

Satu cara atau yang lain, di YouTube, anda akan sentiasa mencari banyak demonstrasi yang jelas atas permintaan "penjana Marx" dan "penjana MARX", di mana model digunakan untuk membina kapasitor voltan polipropilena atau seramik.