เครื่องกำเนิดมาร์กซ์และการใช้งาน

บทความนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อให้ข้อมูลเท่านั้น อุปกรณ์ที่อธิบายไว้ที่นี่อาจเป็นอันตรายถึงชีวิตได้ดังนั้นโปรดใช้ความระมัดระวังเมื่อใช้ข้อมูลนี้

เครื่องกำเนิดมาร์กซ์เป็นอุปกรณ์สำหรับการผลิตแรงดันไฟฟ้าสูงพัลซิ่งตามหลักการของการชาร์จตัวเก็บประจุแรงดันสูงหลายขนานกับตัวเก็บประจุแรงดันสูงตามด้วยการเชื่อมต่อตัวเก็บประจุที่มีประจุเหล่านี้เข้ากับวงจรอนุกรม จำนวนตัวเก็บประจุในวงจร

ตัวเก็บประจุมีประจุแบบขนานผ่านตัวต้านทานความต้านทานสูง (megaohm) และการเชื่อมต่อแบบอนุกรมสามารถทำได้โดยการใช้ตัวจับก๊าซ (อากาศ) หรือตัวเหนี่ยวไก

เมื่อตัวเก็บประจุถูกประจุด้วยแรงดันสูงประกายไฟช่องว่างแรกจะถูกกระตุ้นมันทำหน้าที่เป็นทริกเกอร์และบางครั้งการเริ่มต้นการปลดปล่อยจากแหล่งที่มาเพิ่มเติมจะถูกใช้เพื่อเปิดใช้งานหรืออิเล็กโทรดของมันเอง เมื่อ Arrester ตัวแรกมี Tripped Overvoltage ที่เกิดขึ้นในวงจรจะทำให้ Arrester อื่น ๆ เดินทางไปทันทีเพื่อให้การเชื่อมต่อแบบอนุกรมและลัดวงจรผ่านอากาศในวงจร ประจุตัวเก็บประจุ.

ดังนั้นการใช้เครื่องกำเนิดไฟฟ้าของมาร์กซ์จึงปล่อยพัลซิ่งด้วยแรงดันไฟฟ้าจากหลายสิบกิโลโวลต์ถึงหลายสิบเมกะโวลต์ ความถี่ของพัลส์ที่สร้างขึ้น (คายประจุ) จะขึ้นอยู่กับกำลังของแหล่งจ่ายไฟของแรงดันสูงและพลังงานในพัลส์เดี่ยว

โดยทั่วไปสำหรับเครื่องกำเนิดไฟฟ้าของมาร์กซ์คือช่วงความถี่ของพัลส์ที่ได้รับ - จากไม่กี่บิตต่อชั่วโมงถึงสิบเฮิร์ตซ์ พลังงานของชีพจรหนึ่งสามารถวัดได้ในสิบเมกะจูลหรือเศษส่วนของจูลขึ้นอยู่กับความจุของตัวเก็บประจุที่ใช้และแรงดันไฟฟ้าที่ได้รับในพัลส์

บนอินเทอร์เน็ตคุณสามารถพบตัวอย่างมากมายของการใช้งานที่ประสบความสำเร็จของเครื่องกำเนิดไฟฟ้ารุ่นสมัครเล่นของ Marx โดยเฉพาะอย่างยิ่งพวกเขาได้รับความนิยมในสหรัฐอเมริกาและยุโรป

แผนการผลิตพัลส์ไฟฟ้าแรงสูงนี้ถูกเสนอครั้งแรกในปี 1924 โดย Edwin Otto Marx (1893-1980) - วิศวกรชาวเยอรมัน นักประดิษฐ์สร้างแบบจำลองแรกในปี 1926 ในดินแดนของอดีตสหภาพโซเวียตเครื่องกำเนิดมาร์กซ์จะเรียกว่า Arkadyev-Marx หรือ Marx-Arkadyev และเครื่องกำเนิดไฟฟ้า Arkadyev-Baklin-Marx

ความจริงก็คือย้อนกลับไปในปี 1914 Vladimir Konstantinovich Arkadiev ร่วมกับ Nikolai Vasilyevich Baklin ได้สร้างเครื่องกำเนิดฟ้าผ่าตัวแรกในรัสเซียซึ่งทำงานบนหลักการของการเชื่อมต่อแบบอนุกรมของตัวเก็บประจุที่มีประจุแบบขนานนั่นคือแม้กระทั่งก่อนมาร์กซ์ อย่างไรก็ตาม Arkadyev และ Baklin เชื่อมต่อตัวเก็บประจุแบบกลไกและไม่ปล่อยประจุตามที่ Marx แนะนำ 10 ปีต่อมา

เครื่องกำเนิดไฟฟ้ามาร์กซ์ขนาดเล็กในห้องปฏิบัติการที่มีแรงดันเอาต์พุตสูงถึง 200 kV นั้นหุ้มฉนวนด้วยอากาศ มีประสิทธิภาพมากขึ้น - ด้วยฉนวนสุญญากาศหรือแก๊สเช่น SF6 สามารถใช้น้ำมันในการกำจัดรอยรั่วเนื่องจากโคโรน่าในพื้นที่เปิดของตัวนำ

หากใช้สูญญากาศก๊าซหรือน้ำมันเครื่องกำเนิดไฟฟ้ามักจะวางไว้ในภาชนะที่เต็มไปด้วยน้ำมันหรือในห้องปิดผนึกสุญญากาศหรือในห้องที่มีก๊าซ บ่อยครั้งที่แยกตัวเก็บประจุและตัวต้านทาน แต่ arresters นำไปสู่อากาศ

ในฐานะที่เป็น arresters สามารถปล่อยประจุและกระแสอากาศได้ถึง 100 กิโลโวลต์ถึงแอมป์ขนาดใหญ่หรือสูญญากาศที่ปล่อยประจุไฟฟ้าจุดติดไฟแม้กระทั่ง thyratrons ไฮโดรเจนแม้จะมีค่าใช้จ่ายสูงก็ตามเพื่อลดการสูญเสียบางครั้งติดตั้งโช้คคุณภาพสูงแทนตัวต้านทานหรือทำตัวต้านทานของเหลว บางครั้งตัวเก็บประจุทำจากน้ำที่ปราศจากไอออน

ข้อเสียเปรียบหลักของเครื่องกำเนิดมาร์กซ์ในฐานะที่เป็นแหล่งกำเนิดของพัลส์ไฟฟ้าแรงสูงคือความจำเป็นในการติดตั้งตัวเก็บประจุจำนวนมากและดังนั้นจึงต้องใช้อุปกรณ์ควบคุมสวิตช์และสิ่งนี้มีผลต่อลักษณะเฉพาะของโครงสร้าง

ทำไมสิ่งนี้จึงเกิดขึ้น ก่อนอื่นในระหว่างการปล่อยการสูญเสียเกิดขึ้นในตัวเก็บประจุและช่องว่างอากาศโดยเฉพาะอย่างยิ่งความต้านทานช่องของช่องว่างการปล่อยหลักมีขนาดใหญ่และนี่คือความต้านทานโหลด

เพื่อลดการสูญเสียจำเป็นต้องสร้างเงื่อนไขสำหรับความแข็งแรงที่เพิ่มขึ้นของก๊าซโดยรอบภายใต้ความกดดันโดยการสลับช่องว่างประกายใช้ตัวเก็บประจุคุณภาพสูงและปรับปรุงการเริ่มต้นของการแยกย่อยเริ่มต้นเพื่อให้ด้านหน้าหันชัน

เมื่อพูดถึงการใช้เครื่องกำเนิดไฟฟ้าแรงสูงของมาร์กซ์เราไม่สามารถบอกชื่องานวิจัยด้านวิทยาศาสตร์ซึ่งมีมากมาย ความหลากหลายของงานด้านเทคนิคต้องการกระแสที่สำคัญและแรงดันไฟฟ้าสูง ย้อนกลับไปในสมัยของ Igor Vasilievich Kurchatov เครื่องกำเนิดไฟฟ้าของมาร์กซ์ได้ช่วยในการวิจัยนิวเคลียร์เพื่อให้อนุภาคความเร็วสูงและปฏิกิริยาเริ่มต้น

ต้องขอบคุณเครื่องกำเนิดไฟฟ้าของมาร์กซ์เครื่องกำเนิดควอนตัมถูกสูบพวกเขาศึกษาพฤติกรรมของพลาสมาและการแผ่รังสีพัลซิ่งสร้างอุปกรณ์สงครามอิเล็กทรอนิกโลหะกระบวนการไฮดรอลิกโลหะ

บางครั้งคู่ของเครื่องกำเนิดไฟฟ้ามาร์กซ์รวมกันเพื่อให้ได้ศักยภาพสูงในการคิดค่าตัวเก็บประจุที่ค่อนข้าง capacitive ของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าขั้นต่ำและจึงได้รับศักยภาพที่ค่อนข้างต่ำ แต่ชีพจรปัจจุบัน

เครื่องกำเนิดมาร์กซ์เป็นอุปกรณ์ที่อันตรายสำหรับมนุษย์ หากไม่มีการฝึกอบรมพิเศษเราไม่ควรพยายามสร้างมันขึ้นมาเต็มไปด้วยอาการบาดเจ็บและเสียชีวิต ก่อนที่จะแตะตัวกำเนิดมาร์กซ์ตรวจสอบให้แน่ใจว่าตัวเก็บประจุทั้งหมดถูกปล่อยออกมา การปลดปล่อยของเครื่องกำเนิดมาร์กซ์เป็นแหล่งกำเนิดของรังสีอัลตราไวโอเลตที่มีประสิทธิภาพนอกจากนี้ยังมีการปล่อยโอโซนในอากาศและโอโซนก็เป็นพิษ ระวังเมื่อทำงานกับแรงดันไฟกระชากสูง

ไม่ทางใดก็ทางหนึ่งบน YouTube คุณจะพบกับการสาธิตที่สดใสมากมายตามคำร้องขอของ“ ตัวสร้างมาร์กซ์” และ“ ตัวสร้างมาร์กซ์” ซึ่งมีการใช้แบบจำลองเพื่อสร้าง โพรพิลีนหรือตัวเก็บประจุแรงดันสูงเซรามิก.