ГЕНЕРАТОР МАРКСА БЕЗ РЕЗИСТОРОВ

Содержание

Поиск данных по Вашему запросу:

Изобретение относится к генерированию микроволновых импульсов.

Блок конденсаторов генератора 11 Маркса сам по себе используется независимо от микроволнового генератора и антенны, непосредственно как резонатор и антенный диполь Герца Его осцилляционный отклик может быть оптимизирован посредством запускающих искровых промежутков 14 для переключения конденсаторов 12 и посредством пластин 18 , соединенных по краям для увеличения паразитных емкостей. Технический результат – уменьшение размеров устройства.

Поиск данных по Вашему запросу:

Схемы, справочники, даташиты:Обсуждения, статьи, мануалы:

Дождитесь окончания поиска во всех базах.
По завершению появится ссылка для доступа к найденным материалам

ПОСМОТРИТЕ ВИДЕО ПО ТЕМЕ: Генератор Маркса

Генератор маркса без резисторов

Таким образом выходное напряжение увеличивается пропорционально количеству соединённых конденсаторов.

После зарядки конденсаторов запуск генератора обычно производится после срабатывания первого разрядника на рисунке обозначенного как trigger триггер.

После срабатывания триггера перенапряжение на разрядниках заставляет срабатывать все зарядники практически одновременно, чем и производится последовательное соединение заряженных конденсаторов.

Генераторы Маркса позволяют получать импульсные напряжения от десятков киловольт до десятка мегавольт. Энергия в импульсе генераторов Маркса широко варьируется от дециджоулей до десятков мегаджоулей.

Лабораторные малые генераторы Маркса до напряжений в — киловольт могут исполняться с воздушной изоляцией, более мощные генераторы Маркса с более высокими рабочими импульсными напряжениями могут выполняться с вакуумной , газовой газ с высокой электрической прочностью под давлением, например элегаз , масляной изоляцией, препятствующей как непосредственным паразитным пробоям воздуха, так и стеканию зарядов с установки вследствие коронных разрядов.

В некоторых конструкциях генераторов Маркса применяют герметизацию конденсаторов и резисторов, но газовые разрядники располагают на воздухе. В качестве разрядников применяют воздушные разрядники например, с глушителями звука на напряжение до кВ и ток до кА, вакуумные разрядники, игнитроны , импульсные водородные тиратроны.

Тиристоры в качестве коммутирующих элементов практически не применяются в связи с малыми значениями обратного напряжения и трудностями синхронизации их срабатывания в случае последовательного соединения.

Для снижения потерь в качестве защитных и разделительных зарядных элементов генератора вместо резисторов в некоторых случаях применяют высокодобротные дроссели.

В некоторых конструкциях генераторов в качестве резисторов применяют жидкостные сопротивления резисторы. На рисунке коаксиальная конструкция изображён генератор Маркса, использующий жидкостные конденсаторы на деионизированной воде.

Такая конструкция улучшает технологичность конденсатора, уменьшает длину соединительных проводников, а также позволяет значительно уменьшить общее время срабатывания разрядников благодаря их облучению УФ-излучением разрядников, сработавших чуть раньше.

В режиме разряда генератора Маркса потери складываются из потерь в конденсаторах и искровых промежутках и сопротивления нагрузки, например, канала разряда в главном разрядном промежутке.

Генератор импульсов высокого напряжения генератор импульсного напряжения, ГИН Маркса используется в разнообразных исследованиях в науке, а также для решения разнообразных задач в технике.

В некоторых установках генераторы Маркса работают и в качестве генераторов импульсного тока ГИТ.

В некоторых установках объединяют два генератора Маркса в единую установку, в которой многоступенчатый ГИН с конденсаторами небольшой общей ёмкостью обеспечивает высокий потенциал напряжения, необходимый для развития разряда основного малоступенчатого ГИТ с конденсаторами большой общей ёмкости, со сравнительно невысоким потенциалом, но большой силой тока в продолжительном импульсе.

Например, генераторы Маркса применяются начальное историческое применение в ядерных и термоядерных исследованиях для ускорения различных элементарных частиц , создания ионных пучков, создания релятивистских электронных пучков для инициирования термоядерных реакций.

Генераторы Маркса применяются в качестве мощных источников накачки квантовых генераторов, для исследований состояний плазмы , для исследований импульсных электромагнитных излучений.

В военной технике генераторы Маркса в комплексе с, например, виркаторами в качестве генераторов излучения применяются для создания портативных средств радиоэлектронной борьбы [ источник не указан дней ] , в качестве электромагнитного оружия [1] , действие которого основано на поражении целей радиочастотным электромагнитным излучением РЧЭМИ.

В промышленности генераторы Маркса наряду с другими источниками импульсных напряжений и токов применяются в электрогидравлической обработке материалов, дроблении, бурении, уплотнении грунтов и бетонных смесей. Генератор импульсов высокого напряжения изобретён немецким инженером Эрвином Марксом в году , построен в году.

Такое название возникло в связи с тем, что в году В. Аркадьев совместно с Н. Ежегодно Ассоциация электротехники, электроники и информационных технологий Германии присуждает премии им. Материал из Википедии — свободной энциклопедии. Гальпер, В. Дмитриенко, Б. Лучков, Э.

Воспоминания о дореволюционном периоде в кинематографии. Категории : Электроэнергетика Электрогенераторы Импульсная техника.

Скрытые категории: Википедия:Нет источников с марта Википедия:Статьи без источников тип: не указан Википедия:Статьи с утверждениями без источников более 14 дней Страницы, использующие волшебные ссылки ISBN.

Пространства имён Статья Обсуждение. Просмотры Читать Править Править код История. В других проектах Викисклад. Эта страница в последний раз была отредактирована 18 сентября в Текст доступен по лицензии Creative Commons Attribution-ShareA ; в отдельных случаях могут действовать дополнительные условия.

Подробнее см. Условия использования. Политика конфиденциальности Описание Википедии Отказ от ответственности Свяжитесь с нами Разработчики Заявление о куки Мобильная версия.

урок, как сделать генератор высокого напряжения

Катушек в генераторе всего 6, подключены таким же образом, как и резисторы. Каждая из катушек содержит 20 витков провода с диаметром 0,6 мм, Диаметр оправы, на которую намотаны катушки — 18мм. В принципе чем больше диаметр, тем лучше, но и этого вполне хватит.

Хотя напряжение не так уж и важно, можно использовать любые неполярные конденсаторы с напряжением от 6,3 кв до 30 кв. Разрядники сделаны из гаек с колпачком, хотя можно просто в качестве разрядников использовать голые изогнутые провода.

Расстояние контактов всех разрядников одинаковое, при отклонении конструкция будет работать не стабильно.

И было решено в очередной раз попытаться собрать генератор Маркса по классической схеме с резисторами, благо была обнаружена технология.

Схема генератора Маркса

Преобразовав уравнения 1. Современное крупнотоннажное химическое производство, использующее традиционный подход — термическую активацию химических процессов, сталкивается с проблемой энергосбережения.

Дальнейшее развитие промышленной базы влечет за собой наращивание объема отдельных производств, неоправданные затраты ресурсов для создания оборудования, истощение полезных ископаемых, металлов и топлива.

Естественным выходом из сложившейся ситуации, очевидно, должен быть переход на новые технологические решения в металлургии, химии, энергетике и ряде других отраслей. Качественные изменения возможны при резком повышении удельной производительности оборудования, т.

Для этого необходимо значительное увеличение температуры в зоне реакции, так как при этом химический процесс в рамках классической кинетики экспоненциально ускоряется в соответствии с законом Аррениуса.

Нагрев реактора и реагентов до высоких температур требует также увеличения расхода энергоносителей, поэтому необходимы новые пути увеличения производительности и снижения удельных энергозатрат [1]. Совмещение реакционной зоны с газоразрядной позволяет локально нагревать реагенты до высоких температур без нагрева стенок реактора, что значительно сокращает непроизводительные потери энергии.

Вы точно человек?

Дневники Файлы Справка Социальные группы Все разделы прочитаны. Схема генератора Маркса. Всем привет! Хочу собрать свой первый генератор Маркса.

Мой генератор Маркса

Здесь предоставлен ещё один вариант сборки генератора Маркса своими руками в домашних условиях. Этот генератор выдаёт на выходе высокое напряжение, величина этого напряжения пропорционально напряжению всех соединенных конденсаторов в сумме.

Когда зарядятся все конденсаторы, запускается генератор после того как сработает первый разрядник, затем перенапряжение на разряднике подталкивает к почти одновременному срабатыванию всех разрядников, в результате этого на выходе получается суммарное напряжение со всех конденсаторов.

Из генератора Маркса можно извлечь импульсное напряжение, которое может достигать десятков миллионов Вольт. Этот генерато в основном используют для экспериментов науки, например для термоядерных и ядерных испытаний, для того чтобы разогнать заряженные частицы в электронных ускорителях.

Как и у любого электрического устройста, у генератора Маркса тоже имеются недостатки, во первых он тратит лишнюю энергию на малых разрядниках, на резисторах тепловые потери и большие габаритные размеры, они не дают возможность использовать генератор в более широких кругах.

Генератор импульсного напряжения по схеме маркса

Новые книги Шпионские штучки: Новое и лучшее схем для радиолюбителей: Шпионские штучки и не только 2-е издание Arduino для изобретателей. Обучение электронике на 10 занимательных проектах Конструируем роботов.

Руководство для начинающих Компьютер в лаборатории радиолюбителя Радиоконструктор 3 и 4 Шпионские штучки и защита от них.

Сборник 19 книг Занимательная электроника и электротехника для начинающих и не только Arduino для начинающих: самый простой пошаговый самоучитель Радиоконструктор 1 Обновления Подавитель сотовой связи большой мощности. Генератор Маркса.

To obtain high-voltage pulses in working chambers – the generator load – the pulse generation method was used according to the Arkadyev-Marx scheme.

Генератор Маркса своими руками

Попробовав множества схем электрошоковых устройств, захотелось чего – то более мощного. От умножителя напряжения такое не получишь по простой причине – диоды. Сегодня трудно найти высоковольтные диоды, а самые распространенные КЦ ограничены напряжением 5 кВ.

Генератор Маркса

ВИДЕО ПО ТЕМЕ: Генератор Маркса кустарным способом

Хабр Geektimes Тостер Мой круг Фрилансим. Войти Регистрация.

Опасное развлечение: простой для повторения генератор высокого напряжения DIY или Сделай сам Из песочницы Tutorial Добрый день, уважаемые хабровчане. Этот пост будет немного необычным.

В нём я расскажу, как сделать простой и достаточно мощный генератор высокого напряжения вольт. За основу я взял схему Генератора Маркса.

В электроэнергетике генераторы высоковольтных импульсов используют для имитации перенапряжений, возникающих при грозовых поражениях элементов энергосистем, при испытании высоковольтной изоляции электрооборудования: трансформаторов, реакторов, выключателей, изоляторов и т. Работа большинства генераторов импульсных напряжений ГИН основана на принципе, предложенном Э.

Это устройство изобретено Эрвином Марксом, немецким инженером, в далеком году. Первый экземпляр был изготовлен в И хотя более устоявшееся название механизма — генератор Маркса, его так же называют генератором Маркса-Аркадьева. Это связано с тем, что десятью годами раньше В. Попробуем рассмотреть это устройство поподробнее.

Генератор Маркса – это генератор импульсного высокого напряжения, принцип действия которого основан на зарядке электрическим током параллельно соединенных конденсаторов, которые после зарядки соединяются последовательно.

Генератор Маркса позволяет получить на выходе большое напряжение, величина которого пропорционально суммарному напряжению соединенных конденсаторов.

После зарядки всех конденсаторов, запуск генератора Маркса производится после срабатывания первого разрядника, после этого перенапряжение на разряднике заставляет практически одновременно срабатывать все разрядники, в результате чего на выходе получаем суммарное напряжение от всех конденсаторов.

Генератор Маркса позволяет получить импульсное напряжение до десятков миллионов вольт, его используют в основном для научных экспериментов, например для ядерных и термоядерных и испытаний, для разгона заряженных частиц в электронных ускорителях.

Источник: https://all-audio.pro/c18/shemi/generator-marksa-shema.php

Опасное развлечение: простой для повторения генератор высокого напряжения

ГЕНЕРАТОР МАРКСА БЕЗ РЕЗИСТОРОВ

Добрый день, уважаемые хабровчане. Этот пост будет немного необычным.

В нём я расскажу, как сделать простой и достаточно мощный генератор высокого напряжения (280 000 вольт). За основу я взял схему Генератора Маркса.

Особенность моей схемы в том, что я пересчитал её под доступные и недорогие детали. К тому же сама схема проста для повторения (у меня на её сборку ушло 15 минут), не требует настройки и запускается с первого раза.

На мой взгляд намного проще чем трансформатор Теслы или умножитель напряжения Кокрофта-Уолтона.

Принцип работы

Сразу после включения начинают заряжаться конденсаторы. В моём случае до 35 киловольт. Как только напряжение достигнет порога пробоя одного из разрядников, конденсаторы через разрядник соединятся последовательно, что приведёт к удвоению напряжения на конденсаторах, подсоединённых к этому разряднику.

Из-за этого практически мгновенно срабатывают остальные разрядники, и напряжение на конденсаторах складывается. Я использовал 12 ступеней, то есть напряжение должно умножиться на 12 (12 х 35 = 420). 420 киловольт — это почти полуметровые разряды. Но на практике, с учетом всех потерь, получились разряды длиной 28 см.

Потери были вследствие коронных разрядов.

О деталях:

Сама схема простая, состоит из конденсаторов, резисторов и разрядников. Ещё потребуется источник питания. Так как все детали высоковольтные, возникает вопрос, где же их достать? Теперь обо всём по порядку:

1 — резисторы

Нужны резисторы на 100 кОм, 5 ватт, 50 000 вольт.

Я пробовал много заводских резисторов, но ни один не выдерживал такого напряжения — дуга пробивала поверх корпуса и ничего не работало.

Тщательное загугливание дало неожиданный ответ: мастера, которые собирали генератор Маркса на напряжение более 100 000 вольт, использовали сложные жидкостные резисторы генератор Маркса на жидкостных резисторах, или же использовали очень много ступеней. Я захотел чего-то проще и сделал резисторы из дерева.

Отломал на улице две ровных веточки сырого древа (сухое ток не проводит) и включил первую ветку вместо группы резисторов справа от конденсаторов, вторую ветку вместо группы резисторов слева от конденсаторов. Получилось две веточки с множеством выводов через равные расстояния. Выводы я делал путём наматывания оголённого провода поверх веток. Как показывает опыт, такие резисторы выдерживают напряжение в десятки мегавольт (10 000 000 вольт)

2 — конденсаторы

Тут всё проще. Я взял конденсаторы, которые были самыми дешевыми на радио рынке — К15-4, 470 пкф, 30 кВ, (они же гриншиты). Их использовали в ламповых телевизорах, поэтому сейчас их можно купить на разборке или попросить бесплатно. Напряжение в 35 киловольт они выдерживают хорошо, ни один не пробило.

3 — источник питания

Собирать отдельную схему для питания моего генератора Маркса у меня просто не поднялась рука. Потому, что на днях мне соседка отдала старенький телевизор «Электрон ТЦ-451». На аноде кинескопа в цветных телевизорах используется постоянное напряжение около 27 000 вольт.

Я отсоединил высоковольтный провод (присоску) с анода кинескопа и решил проверить, какая дуга получится от этого напряжения. Вдоволь наигравшись с дугой, пришел к выводу, что схема в телевизоре достаточно стабильная, легко выдерживает перегрузки и в случае короткого замыкания срабатывает защита и ничего не сгорает.

Схема в телевизоре имеет запас по мощности и мне удалось разогнать её с 27 до 35 киловольт. Для этого я покрутил подстроичник R2 в модуле питания телевизора так, что питание в строчной развертке поднялось с 125 до 150 вольт, что в свою очередь привело к повышению анодного напряжения до 35 киловольт.

При попытке ещё больше увеличить напряжение, пробивает транзистор КТ838А в строчной развёртке телевизора, поэтому нужно не переборщить.

Процесс сборки

С помощью медной проволоки я прикрутил конденсаторы к веткам дерева. Между конденсаторами должно быть расстояние 37 мм, иначе может произойти нежелательный пробой. Свободные концы проволоки я загнул так, чтобы между ними получилось 30 мм — это будут разрядники. Лучше один раз увидеть, чем 100 раз услышать. Смотрите видео, где я подробно показал процесс сборки и работу генератора:

Техника безопасности

Нужно соблюдать особую осторожность, так как схема работает на постоянном напряжении и разряд даже от одного конденсатора будет скорее всего смертельным. При включении схемы нужно находиться на достаточном удалении потому, что электричество пробивает через воздух 20 см и даже более.

После каждого выключения нужно обязательно разряжать все конденсаторы (даже те, что стоят в телевизоре) хорошо заземлённым проводом. Лучше из комнаты, где будут проводиться опыты, убрать всю электронику. Разряды создают мощные электромагнитные импульсы.

Телефон, клавиатура и монитор, которые показаны у меня в видео, вышли из строя и ремонту больше не подлежат! Даже в соседней комнате у меня выключился газовый котёл. Нужно беречь слух. Шум от разрядов похож на выстрелы, потом от него звенит в ушах.

Интересные наблюдения

Первое, что ощущаешь при включении — то, как электризуется воздух в комнате. Напряженность электрического поля настолько высока, что чувствуется каждым волоском тела. Хорошо заметен коронный разряд. Красивое голубоватое свечение вокруг деталей и проводов.

Постоянно слегка бьет током, иногда даже не поймёшь от чего: прикоснулся к двери — проскочила искра, захотел взять ножницы — стрельнуло от ножниц. В темноте заметил, что искры проскакивают между разными металлическими предметами, не связанными с генератором: в дипломате с инструментом проскакивали искорки между отвёртками, плоскогубцами, паяльником.

Лампочки загораются сами по себе, без проводов. Озоном пахнет по всему дому, как после грозы.

Заключение

Все детали обойдутся где-то в 50 грн (5$), это старый телевизор и конденсаторы. Сейчас я разрабатываю принципиально новую схему, с целью без особых затрат получать метровые разряды. Вы спросите: какое применение данной схемы? Отвечу, что применения есть, но обсуждать их нужно уже в другой теме.

На этом у меня всё, соблюдайте осторожность при работе с высоким напряжением.

высокое напряжение
hv
high voltage
генератор Маркса.

Источник: https://habr.com/post/212997/

Генератор Маркса

ГЕНЕРАТОР МАРКСА БЕЗ РЕЗИСТОРОВ

1 Пример конструкции
2 Применение
3 История

Литература

Генера́тор Ма́ркса (в простонародье — «Жучок») — генератор импульсного высокого напряжения, принцип действия которого основан на зарядке электрическим током соединённых параллельно (через резисторы) конденсаторов, соединяющихся после зарядки последовательно при помощи различных коммутирующих устройств (например, газовых разрядников или тригатронов). Таким образом выходное напряжение увеличивается пропорционально количеству соединённых конденсаторов.

Общая схема и стадия заряда

Стадия разряда

После зарядки конденсаторов запуск генератора обычно производится после срабатывания первого разрядника (на рисунке обозначенного как trigger (триггер). После срабатывания триггера перенапряжение на разрядниках заставляет срабатывать все зарядники практически одновременно, чем и производится последовательное соединение заряженных конденсаторов.

Генераторы Маркса позволяют получать импульсные напряжения от десятков киловольт до десятка мегавольт.

Частота импульсов, вырабатываемых генератором Маркса, зависит от мощности генератора в импульсе — от единиц импульсов в час до нескольких десятков герц.

Энергия в импульсе генераторов Маркса широко варьируется (от дециджоулей до десятков мегаджоулей).

1. Пример конструкции

Коаксиальная конструкция генератора Маркса. Является источником импульсов с ~5 нс фронтом.

Голубые полоски — диэлектрик (вода) конденсаторов, обкладки которых соединены резисторами (выполнены из скрученной высокоомной проволоки).

Разрядные промежутки (двойная линия шаров посередине) расположены так близко, как возможно, и самосинхронизируются вспышками УФ-излучения. Питающее напряжение подводится снизу, высокое снимается с цилиндра наверху.

Лабораторные малые генераторы Маркса до напряжений в 100—200 киловольт могут исполняться с воздушной изоляцией, более мощные генераторы Маркса с более высокими рабочими импульсными напряжениями могут выполняться с вакуумной, газовой (газ с высокой электрической прочностью под давлением, например элегаз), масляной изоляцией, препятствующей как непосредственным паразитным пробоям воздуха так и стеканию зарядов с установки вследствие коронных разрядов.

В случае исполнения генераторов Маркса с ваккумной, газовой или масляной изоляцией генератор обычно помещается в герметичную вакуумированную или заполненную указанными веществами ёмкость. В некоторых конструкциях генераторов Маркса применяют герметизацию конденсаторов и резисторов, но расположение газовых разрядников на воздухе.

В качестве разрядников применяют воздушные разрядники (например с глушителями звука) на напряжение до 100 кВ и ток до 1000 кА, вакуумные разрядники, игнитроны, импульсные водородные тиратроны.

Тиристоры в качестве коммутирующих элементов практически не применяются в связи с малыми значениями обратного напряжения и трудностями синхронизации их срабатывания в случае последовательного соединения.

Все виды разрядников отличаются теми или иными различными недостатками (эрозией электродов, недостаточным быстродействием, незначительным сроком службы и т. д.) либо дороги, как например водородные тиратроны.

Для снижения потерь в качестве защитных и разделительных (зарядных) элементов генератора вместо резисторов в некоторых случаях применяют высокодобротные дроссели. В некоторых конструкциях генераторов в качестве резисторов применяют жидкостные сопротивления (резисторы).

На рисунке (коаксиальной конструкции) изображён генератор Маркса, использующий жидкостные конденсаторы на деионизированной воде. Такая конструкция улучшает технологичность конденсатора, уменьшает длину соединительных проводников а также позволяет значительно уменьшить общее время срабатывания разрядников благодаря их облучению УФ-излучением разрядников, сработавших чуть раньше.

Основной недостаток генератора Маркса состоит в том, что при уровне зарядного напряжения порядка (50—100)•10³ В он должен содержать 5—8 ступеней с таким же количеством искровых коммутаторов, что связано с ухудшением удельных энергетических и массо-габаритных параметров и снижением КПД.

В режиме разряда генератора Маркса потери складываются из потерь в конденсаторах и искровых промежутках и сопротивления нагрузки, например канала разряда в главном разрядном промежутке.

Для уменьшения потерь стремятся снижать сопротивления искровых коммутаторов ГИН, например, помещением их в электрически прочный газ под давлением, применяют конденсаторы с повышенной добротностью, оптимизируют инициирование пробоя для достижения минимальных пробивных градиентов и т. п.

2. Применение

Генератор импульсов высокого напряжения (генератор импульсного напряжения, ГИН) Маркса используется в разнообразных исследованиях в науке, а также для решения разнообразных задач в технике. В некоторых установках генераторы Маркса работают и в качестве генераторов импульсного тока (ГИТ).

В некоторых установках объединяют два генератора Маркса в единую установку в которой многоступенчатый ГИН с конденсаторами небольшой общей ёмкостью обеспечивает высокий потенциал напряжения, необходимый для развития разряда основного малоступенчатого ГИТ с конденсаторами большой общей ёмкости, со сравнительно невысоким потенциалом, но большой силой тока в продолжительном импульсе.

Например, генераторы Маркса применяются (начальное историческое применение) в ядерных и термоядерных исследованиях для ускорения различных элементарных частиц, создания ионных пучков, создания релятивистских электронных пучков для инициирования термоядерных реакций.

Генераторы Маркса применяются в качестве мощных источников накачки квантовых генераторов, для исследований состояний плазмы, для исследований импульсных электромагнитных излучений.

В военной технике генераторы Маркса в комплексе с, например, виркаторами в качестве генераторов излучения применяются для создания портативных средств радиоэлектронной борьбы, в качестве электромагнитного оружия, действие которого основано на поражении целей радиочастотным электромагнитным излучением (РЧЭМИ).

Известно применение генераторов Маркса в качестве источников энергии рельсотронов и гауссовских пушек.

Миниатюризованные генераторы Маркса считаются перспективными[источник не указан 470 дней] для использования в современных моделях электрошокового оружия, как мобильного (например тетанайзера установленного на колёсном транспорте), так и ручного, носимого человеком постоянно.

В общепромышленной технике генераторы Маркса наряду с другими источниками импульсных напряжений и токов применяются в технике электрогидравлической обработки материалов, дроблении, бурении, уплотнении грунтов и бетонных смесей.

3. История

Генератор импульсов высокого напряжения изобретён Эрвином Марксом в 1924 году.

В настоящее время существует международная премия им. Эрвина Маркса.

В отечественных источниках генератор Маркса часто называют генератором Аркадьева-Маркса, или генератором Маркса-Аркадьева. В некоторых отечественных источниках генератор Маркса называется генератором Аркадьева-Баклина-Маркса.

Такое название возникло в связи с тем, что в 1914, году В. К. Аркадьев совместно с Н. В. Баклиным построили так называемый «генератор молний», который являлся первым импульсным генератором в России, работавшем на принципе последовательного соединения конденсаторов для получения умноженного напряжения.

Генератор Аркадьева-Баклина принципиально напоминал работу генератора Маркса, но в отличие от него использовал контактно-механический способ соединения конденсаторов ступеней, а не бесконтактный (переносом зарядов в газе или вакууме) как в генераторе Маркса.

Литература

Фрюнгель Ф. Импульсная техника. Генерирование и применение разрядов конденсаторов, пер. с нем., M.- Л., 1965
Техника высоких напряжений, под ред. Л. И. Сиротинского, ч. 1, M., 1951
Гончаренко Г. M., Жаков E. M., Дмоховская Л. Ф., Испытательные установки и измерительные устройства в лабораториях высокого напряжения, M., 1966;
Техника больших импульсных токов и магнитных полей, под ред. В. С. Комелькова, M., 1970
Кремнев В. Формирование нано-секундных импульсов высокого напряжения, M., 1970
Булан В. и др. Высоковольтный наносекундный генератор Маркса с импульсами квазипрямоугольной формы. //ПТЭ. — 1999.- N.6.

скачать
Данный реферат составлен на основе статьи из русской Википедии. Синхронизация выполнена 16.07.

11 04:16:04
Похожие рефераты: МГД-генератор, Генератор, RC-генератор, Генератор зла, Проспект Маркса, Карла Маркса, Площадь Маркса, Синхронный генератор, Генератор отчётов.

Категории: Электроэнергетика, Электрогенераторы, Импульсная техника.

Текст доступен по лицензии Creative Commons Attribution-ShareA.

Источник: http://wreferat.baza-referat.ru/%D0%93%D0%B5%D0%BD%D0%B5%D1%80%D0%B0%D1%82%D0%BE%D1%80_%D0%9C%D0%B0%D1%80%D0%BA%D1%81%D0%B0

Мой генератор Маркса

ГЕНЕРАТОР МАРКСА БЕЗ РЕЗИСТОРОВ

ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ
Генератор Маркса — импульсный генератор высокого напряжения, принцип действия которого основан на заряде соединённых параллельно через резисторы конденсаторов, соединяющихся после заряда последовательно при помощи коммутирующих устройств – выходное напряжение при этом увеличивается пропорционально количеству соединённых конденсаторов.

Такая схема была запатентована Эрвином Марксом (Erwin Marx) в 1923 году.

Эрвин Отто Маркс

В 1914 году в. к. аркадьев совместно с н. в. баклиным построили «генератор молний» – первый импульсный генератор в россии, работавший на принципе последовательного соединения конденсаторов для получения умноженного напряжения, но использовавший контактно-механический, а не бесконтактный, способ соединения конденсаторов ступеней

После заряда конденсаторов запуск генератора обычно производится после срабатывания первого разрядника (обычно обозначаемого как trigger (триггер)). После срабатывания триггера перенапряжение на остальных разрядниках заставляет срабатывать все разрядники практически одновременно, что и обеспечивает сложение напряжений последовательно соединенных конденсаторов.

Генераторы Маркса позволяют получать импульсные напряжения от единиц киловольт до десятка мегавольт. Частота импульсов, вырабатываемых генератором Маркса, зависит от мощности генератора в импульсе — от единиц импульсов в час до нескольких десятков герц. Энергия в импульсе генераторов Маркса широко варьируется (от дециджоулей до десятков мегаджоулей).

КОНСТРУКТИВНОЕ ИСПОЛНЕНИЕ
Для своих исследований я собрал экспериментальный генератор Маркса.

МОЯ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ УСТАНОВКА
(щелкните по рисунку для просмотра в увеличенном размере)

1 – резисторы в цепи ксеноновой лампы-вспышки2 – конденсаторы в цепи ксеноновой лампы-вспышки3 – ксеноновая лампа-вспышка из цифрового фотоаппарата4 – импульсный трансформатор из советской внешней фотовспышки5 – резисторы ступеней генератора Маркса6 – конденсаторы ступеней генератора Маркса7 – триггер8 – разрядники ступеней генератора Маркса

9 – главный разрядник генератора Маркса

СХЕМА
(щелкните по рисунку для просмотра в увеличенном размере)

ИЗОЛЯЦИЯ
В моей экспериментальной установке изоляция воздушная.

РАЗРЯДНИКИ
В качестве разрядников второй и следующих ступеней генератора Маркса применяют обычно воздушные (в том числе с глушителями звука) разрядники на напряжение до 100 кВ и ток до 1000 кА.

Для срабатывания генератора Маркса необходимо инициировать пробой первого (триггерного) воздушного промежутка (“trigger gap”).Для этого могут быть использованы различные способы:

“jumping wire” – подвижный проводник – механическое сближение контактов триггерного разрядника с помощью изолированного стержня или внесение изолированной отвертки между контактами разрядника

“three electrode trigger gap” – трехэлектродный воздушный промежуток (тригатрон)
“hydrogen thyratron” – водородный тиратрон

Водородный тиратрон – газоразрядный (заполненный водородом) прибор для управления токами большой величины при высоких напряжениях.Тиратрон имеет 3 электрода – анод, катод и сетку:

Тригатрон (от англ. trigger — пусковое устройство, пусковой сигнал и (элек)трон) — разновидность управляемого искрового разрядника с холодным катодом для управления большими токами (20-100 кА и вплоть до мегаамперов) при высоких напряжениях (обычно 10-100 кВ).Тригатрон имеет 3 электрода – 2 массивных (главных) для пропуска тока и маленький управляющий электрод:

Когда тригатрон отключён, напряжение между главными электродами должно быть меньше напряжения пробоя, соответствующего расстоянию между электродами и применённому диэлектрику (воздуху, аргоно-кислородной смеси, азоту, водороду или элегазу). Чтобы включить тригатрон, на управляющий электрод подаётся высоковольтный импульс. Он ионизирует газ между управляющим и одним из главных электродов, возникает искровой разряд, который укорачивает не ионизированный промежуток между главными электродами. Искра создаёт ультрафиолетовое излучение и порождает множество свободных электронов в промежутке. Это быстро приводит к электрическому пробою и между главными электродами возникает электрическая дуга с малым сопротивлением. Дуга продолжается до тех пор, пока напряжение между главными электродами не станет меньше некоторого значения. Стеклянные тригатроны часто покрывают защитной волнистой металлической сеткой во избежание разлёта кусочков стекла при разрыве колбы

Я в своей установке использовал подобие тригатрона – управляемый разрядник с тремя электродами, но не помещенный в корпус.
Разрядники остальных ступеней – такие же, только без триггерного электрода.

Таким образом, в первой ступени первоначально происходит пробой воздушного промежутка “стержень – сегмент сферы”, а в остальных разрядниках – “сегмент сферы – сегмент сферы”.

Напряженность электрического пробоя воздуха составляет ~ 3 кВ/мм.

Основной разрядник – два залуженных на конце медных провода.Устойчивый пробой наблюдается при расстоянии ~ 7 мм между ними:

СХЕМА ЗАЖИГАНИЯ

Основными элементами схемы зажигания моего генератора Маркса являются времязадающая цепочка Rt – Ct, ксеноновая лампа EL1, трансформатор T1 с обмотками L1 и L2.

Времязадающая цепочка Rt-Ct
Резистивная часть цепочки Rt составлена из 15 последовательно включенных резисторов сопротивлением 10 МОм номинальной мощностью 0,125 Вт.
Общее сопротивление Rt = 150 МОм.

Емкостная часть цепочки Ct составлена из девяти конденсаторов CBB81 Ct1 – Ct9 3300 пФ x 1000 В:

Общая емкость Ct = 3,3 нФ.

Постоянная времени задающей цепочки Rt – Ct составляет $\tau = 0,5 $ с.

Импульсный трансформатор T1

Импульсный трансформатор (“trigger transformer” или “trigger coil”) часто применяется в типовых схемах питания ксеноновых ламп-вспышек (“external triggering”):

В такой схеме конденсаторы Cg и C (намного большей емкости – десятки и сотни мкФ) заряжаются до напряжения ~ 300 В. Конденсатор Cg разряжается на первичную обмотку трансформатора 1-2 (с малым числом витков) при замыкании ключа S (в качестве ключа может быть использован тиристор).

Номинальная входная энергия при этом для разных типов трансформаторов составляет от 0,9 до 16 мДж. Импульс тока в первичной обмотке вызывает возникновение высоковольтного импульса (2-10 киловольт) во вторичной обмотке 3-2 (с гораздо большим числом витков, чем в первичной).

Этот импульс прикладывается к управляющему электроду ксеноновой лампы (металлической (никелевой) пластине или сетке, частично охватыващей колбу лампы) и вызывает ионизацию газа в ней – в лампе возникает тонкий ионизированный стример (“streamer”).

Ионизация вызывает резкое снижение сопротивления газа в лампе (“triggering”), что инициирует разряд основного конденсатора C (энергия разряда – до 130 Дж), подключенного к электродам лампы, через лампу и требуемую резкую вспышку белого света.

В качестве примера такого трансформатора можно привести TC-50:

Параметры трансформатора TC-50:первичная обмотка – 14 витков, 3,5 мкГн, 130 мОм;вторичная обмотка – 1000 витков, 2,1 мГн, 180 Ом;входное напряжение – 300 В;выходное напряжение – 10 кВ;емкость конденсатора – 0,22 мкФ;

энергия – 10 мДж.

В своем генератор Маркса я использовал импульсный (авто)трансформатор, взятый мной из советской сетевой фотовспышки “Фотон”:

1 – верхний вывод первичной обмотки L1
2 – объединенные нижние выводы обмоток L1 и L2
3 – верхний вывод вторичной обмотки L2

сетевая фотовспышка “Фотон”

На схеме вспышки трансформатор обозначен как Тр:

Не следует путать импульсный трансформатор для зажигания лампы с трансформатором инвертора, предназначенного для преобразования низкого напряжения питания (например, 6 вольт) в высокое напряжение заряда конденсатора C (например, 340 вольт):

Ксеноновая лампа EL1Ксеноновая лампа представляет собой трубку (из кварцевого или боросиликатного стекла), заполненную ксеноном, и имеет три электрода – анод, катод и триггер:

Анод и катод обычно изготавливаются из вольфрама.

Лампа в моем генераторе Маркса взята из вспышки цифрового фотоаппарата Genius G-Shot D211:

Зажигание
После подачи питания от выпрямителя, подключенного к высоковольтному генератору, конденсатор Ct начинает заряжаться через резистор Rt.
Параллельно происходит заряд основных конденсаторов C1 – C4 через резисторы R1 – R7 (см. полную схему установки выше).

Когда напряжение на конденсаторе достигает напряжения срабатывания лампы EL1, происходит пробой, лампа вспыхивает

и замыкает цепь, соединяя заряженный конденсатор Ct с первичной обмоткой L1 трансформатора T1.

Возникающий в обмотке L1 импульс тока наводит импульс высокого напряжения во вторичной обмотке L2. Этот высоковольтный импульс пробивает воздушный промежуток между электродами 3 и 2 воздушного разрядника (см. фотографию выше) (см. разряд 1 на фото ниже).

Разряд с управляющего электрода 3 инициирует разряд между основными электродами 1 и 2 конденсаторов первой ступени C1 (см. разряд 2 на фото ниже).

1 – пробой вспомогательного промежутка

2 – пробой основного промежутка

Резистор R1 предотвращает возникновение дугового разряда на первом разряднике после его пробоя.

КОНДЕНСАТОРЫ

Я в своей установке использовал конденсаторы CBB81 (аналог К78-2) – высоковольтные конденсаторы не-индуктивного типа на основе полипропилен-металлизированной плёнки (с большими токами разряда) с огнезащитным эпоксидным покрытием корпуса:
1 – полипропилен-металлизированная плёнка2 – слой напыленного металла3 – выводы4 – красная эпоксидная смола
5 – алюминиевая фольга

Я решил увеличить энергию разряда, добавив конденсаторы 22 нФ x 2000 В:

В итоге, конденсаторы одной ступени включены таким образом:

C1 …

C3 – 3300 пФ x 1000 В (общая емкость цепочки 1,1 нФ)
C4, C5 – 8200 пФ x 2000 В (общая емкость цепочки 4,1 нФ)
C6, C7 – 22 нФ x 2000 В (общая емкость цепочки 11 нФ)
Общая емкость конденсаторов одной ступени составила C = 16,2 нФ.

При напряжении заряда U = 3 кВ в одной ступени запасается энергия $ W_e = {{C\dot{U}2}\over 2} = 0,07 $ Дж. Таким образом, энергия одного разряда составляет около 0,4 Дж. Для сравнения, в проекте Loneoceans Laboratories энергия разряда в первом варианте генератора составила 0,05 Дж, а во втором – 0,56 Дж.

РЕЗИСТОРЫ
Резисторы R2 – R7 (см.

полную схему установки выше) составлены из трех соединенных последовательно резисторов МЛТ по 560 кОм, а резистор R1 – из трех резисторов ОМЛТ по 910 кОм (у всех резисторов номинальная мощность 2 Вт):

Резисторы ОМЛТ имеют такие же электрические параметры, как и МЛТ, но обладают повышенной механической прочностью и надежностью – срок сохраняемости у резисторов ОМЛТ – 25 лет, а у МЛТ – 15 лет.

ЭКСПЕРИМЕНТЫ С МОИМ ГЕНЕРАТОРОМ МАРКСА

Разряд генератора Маркса:

1 – вспышка ксеноновой лампы2 – разряд на управляющем электроде3 – разряд разрядника ступени

4 – разряд основного разрядника разряд генератора Маркса

Разряды моего генератора Маркса при выключенном освещении:

(щелкните мышкой по рисунку для просмотра в увеличенном размере)

При напряжении питания 3,6 кВ интервал между разрядами составил 1,2 с.
При повышении напряжения на выходе высоковольтного источника частота разрядов возрастает – при напряжении 4,2 кВ интервал между разрядами 0,7 – 0,8 с.

моих экспериментов с генератором Маркса

Источник: https://acdc.foxylab.com/marx

Пример конструкции[ | ]

Коаксиальная конструкция генератора Маркса. Является источником импульсов с ~5 нс фронтом. Голубые полоски — диэлектрик (вода) конденсаторов, обкладки которых соединены резисторами (выполнены из скрученной высокоомной проволоки).

Лабораторные малые генераторы Маркса до напряжений в 100—200 киловольт могут исполняться с воздушной изоляцией, более мощные генераторы Маркса с более высокими рабочими импульсными напряжениями могут выполняться с вакуумной, газовой (газ с высокой электрической прочностью под давлением, например элегаз), масляной изоляцией, препятствующей как непосредственным паразитным пробоям воздуха, так и стеканию зарядов с установки вследствие коронных разрядов.

В случае исполнения генераторов Маркса с вакуумной, газовой или масляной изоляцией генератор обычно помещается в герметичную вакуумированную или заполненную указанными веществами ёмкость. В некоторых конструкциях генераторов Маркса применяют герметизацию конденсаторов и резисторов, но газовые разрядники располагают на воздухе.

В качестве разрядников применяют воздушные разрядники (например, с глушителями звука) на напряжение до 100 кВ и ток до 1000 кА, вакуумные разрядники, игнитроны, импульсные водородные тиратроны.

Тиристоры в качестве коммутирующих элементов практически не применяются в связи с малыми значениями обратного напряжения и трудностями синхронизации их срабатывания в случае последовательного соединения.

Все виды разрядников отличаются теми или иными различными недостатками (эрозией электродов, недостаточным быстродействием, незначительным сроком службы и т. д.) либо дороги, как, например, водородные тиратроны.

Для снижения потерь в качестве защитных и разделительных (зарядных) элементов генератора вместо резисторов в некоторых случаях применяют высокодобротные дроссели.В некоторых конструкциях генераторов в качестве резисторов применяют жидкостные сопротивления (резисторы).

На рисунке (коаксиальная конструкция) изображён генератор Маркса, использующий жидкостные конденсаторы на деионизированной воде. Такая конструкция улучшает технологичность конденсатора, уменьшает длину соединительных проводников, а также позволяет значительно уменьшить общее время срабатывания разрядников благодаря их облучению УФ-излучением разрядников, сработавших чуть раньше.

Основной недостаток генератора Маркса состоит в том, что при уровне зарядного напряжения порядка (50—100)⋅103 В он должен содержать 5—8 ступеней с таким же количеством искровых коммутаторов, что связано с ухудшением удельных энергетических и массо-габаритных параметров и снижением КПД.

Применение[ | ]

Генераторы Маркса применяются в качестве мощных источников накачки квантовых генераторов, для исследований состояний плазмы, для исследований импульсных электромагнитных излучений.

В военной технике генераторы Маркса в комплексе с, например, виркаторами в качестве генераторов излучения применяются для создания портативных средств радиоэлектронной борьбы[источник не указан 3236 дней], в качестве электромагнитного оружия[1], действие которого основано на поражении целей радиочастотным электромагнитным излучением (РЧЭМИ).

История[ | ]

Генератор импульсов высокого напряжения изобретён немецким инженером Эрвином Марксом в 1924 году, построен в 1926 году.В отечественных источниках генератор Маркса часто называют генератором Аркадьева — Маркса[2] или генератором Маркса — Аркадьева[3].

Отдельные отечественные исследователи генератор Маркса называют генератором Аркадьева — Баклина — Маркса.Такое название возникло в связи с тем, что в 1914 году В. К. Аркадьев совместно с Н. В.

Баклиным[4] построил так называемый «генератор молний»[5], который являлся первым импульсным генератором в России, работавшим на принципе последовательного соединения конденсаторов для получения умноженного напряжения.

Генератор Аркадьева — Баклина принципиально напоминал работу генератора Маркса, но в отличие от него использовал контактно-механический способ соединения конденсаторов ступеней, а не бесконтактный, как в генераторе Маркса.

Ежегодно Ассоциация электротехники, электроники и информационных технологий Германии присуждает премии им. Эрвина Маркса лучшим выпускникам Брауншвейгского технического университета и Брауншвейгского университета прикладных наук «Ostfalia»[6].

См. также[ | ]

Катушка Румкорфа
Генератор Ван де Граафа
Генератор Кокрофта — Уолтона

Примечания[ | ]

Бабкин A.B., Велданов В. А., Грязнов Е. Ф. Средства поражения и боеприпасы: Учебник. — Москва: МГТУ, 2008. — ISBN 978-5-7038-3171-7.
Фрюнгель Ф. Импульсная техника. Генерирование и применение разрядов конденсаторов, пер. с нем., M.- Л., 1965
Техника высоких напряжений, под ред. Л. И. Сиротинского, ч. 1, M., 1951
Гончаренко Г. M., Жаков E. M., Дмоховская Л. Ф., Испытательные установки и измерительные устройства в лабораториях высокого напряжения, M., 1966;
Техника больших импульсных токов и магнитных полей, под ред. В. С. Комелькова, M., 1970
Кремнев В. Формирование нано-секундных импульсов высокого напряжения, M., 1970
Булан В. и др. Высоковольтный наносекундный генератор Маркса с импульсами квазипрямоугольной формы. //ПТЭ. — 1999.- N.6.

Источник: https://encyclopaedia.bid/%D0%B2%D0%B8%D0%BA%D0%B8%D0%BF%D0%B5%D0%B4%D0%B8%D1%8F/%D0%93%D0%B5%D0%BD%D0%B5%D1%80%D0%B0%D1%82%D0%BE%D1%80_%D0%9C%D0%B0%D1%80%D0%BA%D1%81%D0%B0