Маркс генератор и неговото използване

Тази статия е само с информационна цел. Устройствата, описани тук, са потенциално опасни за живота, така че, моля, бъдете внимателни, когато използвате тази информация.

Маркс генератор е устройство за производство на импулсни разряди с високо напрежение, основано на принципа на паралелно зареждане на няколко кондензатора с високо напрежение към високо напрежение, последвано от свързване на тези заредени кондензатори към серийна верига, в резултат на това допълнение се получава искра с електрически разряд при напрежение, по-високо от напрежението на източника на зареждане, пропорционално броя на кондензаторите във веригата.

Кондензаторите се зареждат паралелно чрез резистори с висока устойчивост (мегаом) и серийна връзка е възможна чрез използването на газови (въздушни) отводници или тригатони.

Когато кондензаторите се зареждат до високо напрежение, се задейства първата искрова междина, тя действа като спусък и понякога се използва иницииращ разряд от допълнителен източник, за да го активира, или собствените му електроди просто се събират за кратко време. Когато първият разрядник се е задействал, възникналото в схемата пренапрежение прави всички останали отводници незабавно, така че серийно свързване и късо съединение през въздуха на веригата заредени кондензатори.

Така с помощта на генераторите на Маркс се получават импулсни разряди с напрежения от няколко десетки киловолта до десетки мегаволта. Честотата на генерираните импулси (разряди) зависи от мощността на източника на зареждане с високо напрежение и от енергията в един импулс.

Характерно за генераторите на Маркс е честотният обхват на получените импулси - от няколко бита на час до десетки херца. Енергията на един импулс може да бъде измерена в десетки мегаджоули или във фракции от джаул, в зависимост от капацитетите на използваните кондензатори и напрежението, получено в импулса.

В интернет можете да намерите много примери за успешни реализации на любителски версии на генератори на Маркс, особено те са популярни в САЩ и Европа.

Тази схема за производство на импулси с високо напрежение е предложена за първи път през 1924 г. от Едвин Отто Маркс (1893-1980) - немски инженер. Изобретателят построил първия модел през 1926г. На територията на бившия СССР марксовите генератори се наричат ​​още Аркадиев-Маркс или Маркс-Аркадиев, а също и генератори Аркадиев-Баклин-Маркс.

Факт е, че още през 1914 г. Владимир Константинович Аркадиев, заедно с Николай Василиевич Баклин, построява първия в Русия светкавичен генератор, който работи на принципа на серийно свързване на кондензатори, заредени паралелно, тоест още преди Маркс, принципът е усвоен в Русия. Аркадиев и Баклин обаче свързват кондензаторите механично, а не чрез зауствания, както предложи Маркс, 10 години по-късно.

Малки лабораторни генератори Marx с изходно напрежение до 200 kV са въздушно изолирани. По-мощни - с вакуумна изолация или с газ, например SF6. Може също така да се използва масло за отстраняване на течове, дължащи се на корона в открити зони на проводници.

Ако се използва вакуум, газ или масло, генераторът обикновено се поставя напълно в контейнер, напълнен с масло, или във вакуумно затворена камера, или в камера с газ. Често изолирайте кондензатори и резистори, но разрядниците водят до въздух.

Като отводници могат да се използват 100 киловолтови въздушни заряди и токове до мегаамперите или вакуумни разрядни устройства, иглитрони, дори водородни тиратрони, въпреки високата цена.За да се намалят загубите, понякога вместо резистори се инсталират висококачествени дросели или се правят течни резистори. Понякога кондензаторите се правят въз основа на дейонизирана вода.

Основният недостатък на генератора на Маркс, като източник на импулси с високо напрежение, е необходимостта от инсталиране на голям брой етапи от кондензатори и съответно превключване на разрядници, а това значително влияе върху специфичните енергийни характеристики на структурата, масови параметри и ефективност.

Защо това се случва? На първо място, по време на разряда възникват загуби в диелектрика на кондензаторите и във въздушните пролуки, по-специално съпротивлението на канала на основната празнинна междина е голямо и това е съпротивлението на натоварването.

За да се намалят загубите, е необходимо да се създадат условия за повишена якост на околния газ под налягане чрез превключване на искрови пропуски, да се използват висококачествени кондензатори и да се подобри започването на стартиране на разрушаване, така че предната част да се окаже по-стръмна.

Говорейки за използването на генератори на Маркс с високо напрежение, не можем да не назовем научните области в науката, от които има много. Разнообразието от технически задачи изисква значителни токове и високи напрежения. В дните на Игор Василиевич Курчатов генераторите на Маркс помогнаха в ядрените изследвания да дадат на елементарните частици висока скорост и да инициират реакции.

Благодарение на генераторите на Маркс се изпомпват квантови генератори, те изучават поведението на плазмената и импулсна радиация, изграждат оборудване за електронна война, електрохидравлично обработват метали, раздробяват почви и компактни бетонни смеси.

Понякога двойка генератори на Маркс се комбинира, за да се получи висок потенциал, за да се зарежда сравнително капацитетните кондензатори на генератор с ниска степен и по този начин да се получи относително нисък потенциал, но импулс с дълъг ток.

Генераторът на Маркс е смъртоносно устройство за хората. Без специално обучение човек не трябва да се опитва да го изгради, това е изпълнено с наранявания и дори смърт. Преди да докоснете генератора на Маркс, уверете се, че всички кондензатори са разрядени. Изхвърлянията на генератора на Маркс са мощен източник на ултравиолетова радиация, в допълнение, те са придружени от отделяне на озон във въздуха, а озонът е отрова. Внимавайте при работа с високо напрежение.

Така или иначе, в YouTube винаги ще намерите много ярки демонстрации по искане на „Маркс генератор“ и „MARX генератор“, където са използвани модели за изграждане полипропиленови или керамични кондензатори с високо напрежение.