Marksa ģenerators un tā izmantošana

Šis raksts ir paredzēts tikai informatīviem nolūkiem. Šeit aprakstītās ierīces ir potenciāli bīstamas dzīvībai, tāpēc, lietojot šo informāciju, lūdzu, esiet uzmanīgs.

Marksa ģenerators ir ierīce augstsprieguma impulsa izlāžu ražošanai, kuras pamatā ir vairāku augstsprieguma kondensatoru paralēla uzlāde ar augstu spriegumu, kam seko šo uzlādēto kondensatoru pievienošana virknes ķēdei, kā rezultātā šī papildinājuma rezultātā dzirksteļelektriskā izlāde tiek iegūta pie sprieguma, kas ir lielāks par lādēšanas avota spriegumu, proporcionāli. kondensatoru skaits ķēdē.

Kondensatori tiek uzlādēti paralēli caur augstas pretestības (megaohm) rezistoriem, un virknes savienojums ir iespējams, izmantojot gāzes (gaisa) novadītājus vai trigatronus.

Kad kondensatori tiek uzlādēti pie augsta sprieguma, tiek iedarbināta pirmā dzirksteles sprauga, tā darbojas kā sprūda, un dažreiz, lai to aktivizētu, tiek sākta izlāde no papildu avota, vai arī paši savus elektrodus vienkārši uz īsu laiku apvieno. Kad pirmais ierobežotājs ir iedarbinājies, ķēdē radītais pārspriegums nekavējoties atlaiž visus pārējos ierobežotājus, tā ka virknes savienojums un īssavienojums caur ķēdes gaisu uzlādēti kondensatori.

Tātad, izmantojot Marksa ģeneratorus, tiek iegūtas impulsa izlādes ar spriegumu no vairākiem desmitiem kilovoltu līdz desmitiem megavoltu. Ģenerēto impulsu (izlādēšanās) biežums ir atkarīgs no augstsprieguma uzlādes avota jaudas un no enerģijas vienā impulsā.

Marksa ģeneratoriem parasti ir iegūto impulsu frekvenču diapazons - no dažiem bitiem stundā līdz desmitiem hercu. Viena impulsa enerģiju var izmērīt desmitos megadžoulu vai džoula daļās atkarībā no izmantoto kondensatoru ietilpības un no impulsā saņemtā sprieguma.

Internetā var atrast daudzus Marx ģeneratoru amatieru versiju veiksmīgas ieviešanas piemērus, īpaši tie ir populāri ASV un Eiropā.

Šo augstsprieguma impulsu iegūšanas shēmu pirmo reizi 1924. gadā ierosināja vācu inženieris Edvīns Otto Markss (1893–1980). Pirmo modeli izgudrotājs uzbūvēja 1926. gadā. Bijušās PSRS teritorijā Marksa ģeneratorus sauc arī par Arkadjeva-Marksa jeb Marksa-Arkadjejeva, kā arī Arkadjejeva-Baklina-Marksa ģeneratoriem.

Fakts ir tāds, ka jau 1914. gadā Vladimirs Konstantinovičs Arkadievs kopā ar Nikolaju Vasiļjeviču Baklinu uzcēla Krievijā pirmo zibens ģeneratoru, kurš darbojās pēc paralēli uzlādētu kondensatoru sērijveida savienojuma principa, tas ir, pat pirms Marksa, šis princips tika apgūts Krievijā. Tomēr Arkadijevs un Baklins kondensatorus savienoja mehāniski, nevis caur izlādēm, kā Marks ieteica 10 gadus vēlāk.

Mazi laboratorijas Marx ģeneratori ar izejas spriegumu līdz 200 kV ir izolēti ar gaisu. Jaudīgāki - ar vakuuma izolāciju vai ar gāzi, piemēram, SF6. Var izmantot arī eļļu, lai novērstu korona radītās noplūdes vadītāju atklātās vietās.

Ja izmanto vakuumu, gāzi vai eļļu, tad ģeneratoru parasti pilnībā ievieto traukā, kas piepildīts ar eļļu, vai vakuuma noslēgtā kamerā, vai kamerā ar gāzi. Bieži vien izolē kondensatorus un rezistorus, bet novadītāji ved gaisu.

Kā apstādinātāji, par spīti augstām izmaksām, var izmantot 100 kilovoltu gaisa izlādētājus un strāvas līdz megaamperiem, vai vakuuma izlādētājus, ignitronus, pat ūdeņraža tironus.Lai samazinātu zaudējumus, rezistoru vietā dažreiz tiek uzstādīti augstas kvalitātes droseles vai arī tiek izgatavoti šķidruma rezistori. Dažreiz kondensatori tiek izgatavoti, pamatojoties uz dejonizētu ūdeni.

Galvenais Marx ģeneratora kā augstsprieguma impulsu avota trūkums ir nepieciešamība uzstādīt lielu skaitu kondensatoru pakāpju un attiecīgi pārslēgšanas novadus, un tas lielā mērā ietekmē struktūras īpašās enerģijas īpašības, masas dimensiju parametrus un efektivitāti.

Kāpēc tas notiek? Pirmkārt, izlādes laikā zaudējumi rodas kondensatoru dielektrikā un gaisa spraugās, jo īpaši galvenās izlādes spraugas kanāla pretestība ir liela, un tā ir slodzes pretestība.

Lai samazinātu zaudējumus, ir jārada apstākļi apkārtējās gāzes paaugstinātai izturībai zem spiediena, pārslēdzot dzirksteļu spraugas, izmantojiet augstas kvalitātes kondensatorus un jāuzlabo sākuma sadalījuma uzsākšana, lai priekšpuse izrādītos stāvāka.

Runājot par augstsprieguma Marx ģeneratoru izmantošanu, nevar vien nosaukt zinātnes pētījumu jomas, kuru ir daudz. Dažādiem tehniskiem uzdevumiem ir vajadzīgas ievērojamas strāvas un augsts spriegums. Igora Vasiļjeviča Kurčatova dienās Marksa ģeneratori palīdzēja kodolpētījumos dot elementārdaļiņām lielu ātrumu un ierosināt reakcijas.

Pateicoties Marksa ģeneratoriem, tiek sūknēti kvantu ģeneratori, viņi pēta plazmas un pulsējošā starojuma izturēšanos, būvē elektroniskās kara iekārtas, elektrohidrauliski apstrādā metālus, sasmalcina augsni un kompaktus betona maisījumus.

Dažreiz Marx ģeneratoru pāri tiek apvienoti, lai iegūtu lielu potenciālu, lai uzlādētu zemas pakāpes ģeneratora salīdzinoši kapacitīvos kondensatorus un tādējādi iegūtu relatīvi zemu potenciālu, bet ilgu strāvas impulsu.

Marksa ģenerators ir nāvējoša ierīce cilvēkiem. Bez īpašas apmācības nevajadzētu mēģināt to uzbūvēt, tas ir pilns ar ievainojumiem un pat nāvi. Pirms pieskaršanās Marx ģeneratoram, pārliecinieties, vai visi kondensatori ir izlādēti. Marksa ģeneratora izplūdes ir spēcīgs ultravioletā starojuma avots, turklāt tās pavada ozona izdalīšanās gaisā, un ozons ir inde. Esiet piesardzīgs, strādājot ar augstu pārsprieguma spriegumu.

Vienā vai otrā veidā vietnē YouTube jūs vienmēr atradīsit daudz spilgtu demonstrāciju pēc “Marx generator” un “MARX generator” pieprasījuma, kur modeļi tika izmantoti, lai izveidotu polipropilēna vai keramikas augstsprieguma kondensatori.