马克思产生器(Marx Generator)是通过低压直流电源产生高压脉冲,通过电容并联充电再串联放电的高压设备,该结构由Erwin Otto Marx于1924年提出,它能仿照雷电及操作过电压等进程。所以常常用于绝缘冲击耐压及介质冲击击穿、放电等高能物理实验中。例如,模仿雷电对电力线齿轮和航空设备的影响。
作业原理:如图1所示。图中C为级电容,它们由充电电阻R 并联起来,通过整流回路T-D-r充电到V。此刻,因维护电阻r 一般比R约大10倍,它不只维护了整流设备,而且还能确保各级电容充电比较均匀。
在第1级中g0为焚烧球隙,由焚烧脉冲起动;其他各级中g为中心球隙,它们调整在g0起动后逐一动作。这些球隙在回路中起操控开关的效果,当它们都动作后,一切级电容C就通过各级的波头电阻Rf串联起来,并向负荷电容C0充电。
此刻,串联后的总电容为C/n,总电压为nV。n为产生器回路的级数。因为C0较小,很快就充满电,随后它将与级电容C一同通过各级的波尾电阻Rt放电。
这样,在负荷电容C0上就构成一很高电压的时间短脉冲波形的冲击电压。在此时间短的期间内,因充电电阻R远大于Rf和Rt,因此它们起着各级之间阻隔电阻的效果。冲击电压产生器使用多级电容器并联充电、串联放电来产生所需的电压,其波形可由改动Rf和Rt的阻值做调整,幅值由充电电压V 来调理,极性可通过倒换硅堆D南北极来改动。
图中C1为主电容,又称冲击电容,它相当于各级串联后的总电容,即;C2为负荷电容,即C2=C0,它包含调波电容、试品电容、丈量设备(分压器)电容及联线等寄生电容;
G代表操控放电的球隙;Rf和Rt分别为波头电阻和波尾电阻,它们相当于各级rf和rt的总和,即Rf=nrf,Rt=nrt;U1为充电电压,它相当于各级串联后的总电压,即U1=nV;U2为输出电压,即所需的冲击电压。此等值电路相当于单级冲击电压产生器的电路。根据电路剖析,输出电压U2(t)为一双指数

功率 冲击电压产生器输出电压幅值V2m与充电电压пV 之比称作产生器的功率,即
对雷电冲击波,一般约80%;对操作冲击波,有时仅60%。
冲击电压波形参数T1(Tcr)、T2及产生器功率与回路结构和参数有关,均需通过实践调试做调整和确认。
关于电力变压器等带有绕组的电力设备,一般还要求做雷电冲击截波实验。冲击电压产生器外接一切断空隙即可产生冲击截波。规范雷电截波是规范雷电冲击波通过2~5s切断的波形。
冲击电压产生器是高电压实验室的根本实验设备之一。现在我国已建的冲击电压产生器最高额外电压为6MV,有单个国家高达10MV。
上面这些是理论上的要求,所用的都是高压电容,电阻,二极管。可是还有对器材要求更低的代替计划。。。。。
这儿串联的意图都是添加耐压值。特别要注意的是一般的电阻,它们能接受的电压都不太高,只要300~500V(能够精确的看出在R上只用了4个电阻串联其实很不行稳妥。。。可是作为演示够用了,),直接加上kV等级电压会击穿绝缘产生打火,然后就没有需求的阻值可言了。。。。。
除了产生器本体,还需求一个供给初始高压的前级。电路图里供给的变压器是一个办法,可是其他的高压源也可优先考虑。最终我用的是一个负离子产生器中的直流模块,标称3kV,而且输出直接是直流,能够省去后边的整流二极管D。
● 最终还需求应手的东西,电烙铁焊锡松香钢丝钳镊子之类,常做电子方面的筒子们一般都有,就不多说了。



