馬克思發(fā)生器作用

　　馬克思發(fā)生器（Marx Generator）是通過低壓直流電源產(chǎn)生高壓脈沖，通過電容并聯(lián)充電再串聯(lián)放電的高壓裝置，該結(jié)構(gòu)由Erwin Otto Marx于1924年提出，它能模仿雷電及操作過電壓等過程。所以經(jīng)常用于絕緣沖擊耐壓及介質(zhì)沖擊擊穿、放電等高能物理試驗(yàn)中。例如，模擬雷電對電力線齒輪和航空設(shè)備的影響。

　　馬克思發(fā)生器工作原理

　　如圖1所示。圖中C為級電容，它們由充電電阻R 并聯(lián)起來，通過整流回路T-D-r充電到V。此時(shí)，因保護(hù)電阻r 一般比R約大10倍，它不僅保護(hù)了整流設(shè)備，而且還能保證各級電容充電比較均勻。在第1級中g(shù)0為點(diǎn)火球隙，由點(diǎn)火脈沖起動(dòng)；其他各級中g(shù)為中間球隙，它們調(diào)整在g0起動(dòng)后逐個(gè)動(dòng)作。這些球隙在回路中起控制開關(guān)的作用，當(dāng)它們都動(dòng)作后，所有級電容C就通過各級的波頭電阻Rf串聯(lián)起來，并向負(fù)荷電容C0充電。此時(shí)，串聯(lián)后的總電容為C/n，總電壓為nV。n為發(fā)生器回路的級數(shù)。由于C0較小，很快就充滿電，隨后它將與級電容C一起通過各級的波尾電阻Rt放電。這樣，在負(fù)荷電容C0上就形成一很高電壓的短暫脈沖波形的沖擊電壓。在此短暫的期間內(nèi)，因充電電阻R遠(yuǎn)大于Rf和Rt，因而它們起著各級之間隔離電阻的作用。沖擊電壓發(fā)生器利用多級電容器并聯(lián)充電、串聯(lián)放電來產(chǎn)生所需的電壓，其波形可由改變Rf和Rt的阻值進(jìn)行調(diào)整，幅值由充電電壓V 來調(diào)節(jié)，極性可通過倒換硅堆D兩極來改變。

　　圖中C1為主電容，又稱沖擊電容，它相當(dāng)于各級串聯(lián)后的總電容，即;C2為負(fù)荷電容，即C2=C0，它包括調(diào)波電容、試品電容、測量設(shè)備（分壓器）電容及聯(lián)線等寄生電容;G代表控制放電的球隙;Rf和Rt分別為波頭電阻和波尾電阻，它們相當(dāng)于各級rf和rt的總和，即Rf=nrf，Rt=nrt；U1為充電電壓，它相當(dāng)于各級串聯(lián)后的總電壓，即U1=nV；U2為輸出電壓，即所需的沖擊電壓。此等值電路相當(dāng)于單級沖擊電壓發(fā)生器的電路。根據(jù)電路分析，輸出電壓U2（t）為一雙指數(shù)函數(shù)　τ1》》τ

　　半峰值時(shí)間T2≈0.69Rt（C1+C2）

　　效率 沖擊電壓發(fā)生器輸出電壓幅值V2m與充電電壓пV 之比稱作發(fā)生器的效率η，即

　　η=（V2m /nV）×100%

　　對雷電沖擊波，η一般約80%；對操作沖擊波，η有時(shí)僅60%。

　　沖擊電壓波形參數(shù)T1（Tcr）、T2及發(fā)生器效率η與回路結(jié)構(gòu)和參數(shù)有關(guān)，均需通過實(shí)際調(diào)試進(jìn)行調(diào)整和確定。

　　對于電力變壓器等帶有繞組的電力設(shè)備，通常還要求做雷電沖擊截波試驗(yàn)。沖擊電壓發(fā)生器外接一截?cái)嚅g隙即可產(chǎn)生沖擊截波。標(biāo)準(zhǔn)雷電截波是標(biāo)準(zhǔn)雷電沖擊波經(jīng)過2～5μs截?cái)嗟牟ㄐ巍?/p>

　　沖擊電壓發(fā)生器是高電壓試驗(yàn)室的基本試驗(yàn)設(shè)備之一。目前中國已建的沖擊電壓發(fā)生器最高額定電壓為6MV，有個(gè)別國家高達(dá)10MV。

　　馬克思發(fā)生器到底安全不安全

　　一般馬克思發(fā)生器是沒有問題的！一般做這種東西功率也不大，只要不是長時(shí)間拿在手上就沒事的，它是間歇放電的呢！拍。。拍的。萬一電了一下人就閃開了，我修電視也常被顯像管內(nèi)的高壓電到，它也有幾萬伏的，只是一下很快就沒有了。當(dāng)然了有人在身邊看著好一些。

　　馬克思發(fā)生器電路圖

　　款馬克思發(fā)生器總共有六級，每一級由0.002uF 20kV的電容和兩個(gè)1m歐姆的電阻構(gòu)成。左邊是一個(gè)霓虹燈變壓器（9kV 30mA），它產(chǎn)生的高壓交流電，通過10個(gè)1N4007串聯(lián)組成的整流器整為直流電，給并聯(lián)的六組電容充電，當(dāng)電容充到一定電壓的時(shí)，就會擊穿電容間的放電尖隙，這時(shí)6組電容就變成了串聯(lián)的形式，電壓驟增，開始放電，發(fā)出很大的聲響并能產(chǎn)生5厘米左右的電弧，大約每2~3秒放電一次。把電容間的放電尖隙改造成球隙，電弧長度還可以大幅度提高，達(dá)到15厘米左右。馬克思發(fā)生器電路圖：

　　簡單組裝：

　　放電效果：

　　下面這款是改進(jìn)型，主要是將上面的霓虹燈變壓器換成了自制的高壓發(fā)生器。它由555時(shí)基集成電路和高壓晶體管構(gòu)造而成，驅(qū)動(dòng)一個(gè)電視機(jī)用的高壓包，產(chǎn)生12kV~20kV的高壓。

　　換成自制的高壓發(fā)生器以后，整個(gè)體積就袖珍下來了，可以全部裝配在一塊小木板上。需要注意的是高壓晶體管容易發(fā)熱，需要配塊大點(diǎn)的散熱片，最好還裝個(gè)小小的散熱風(fēng)扇。這款高壓發(fā)生器可以拉出10厘米長的電弧，夠你樂一陣子了！