Cockcroft-Walton generator

Den aktuella versionen av sidan har ännu inte granskats av erfarna bidragsgivare och kan skilja sig väsentligt från versionen som granskades den 1 september 2020; kontroller kräver 4 redigeringar .

En Cockcroft-Walton-generator [1]  är en typ av spänningsmultiplikator , en anordning för att omvandla en relativt låg växelspänning eller pulserande spänning till en högspänningslikspänning.

Historik

Kretsschemat för spänningsfördubblingsmultiplikatorn utvecklades 1919 av den schweiziska fysikern Heinrich Greinacher . Av denna anledning kallas denna typ av kaskadkopplad spänningsfördubblare ibland som en Greinacher-multiplikator [1] .

Det är känt att den första flerstegsmultiplikatorn baserad på Greinachers idé byggdes 1932 av John Cockcroft och Ernst Walton för att använda den som en högspänningskälla i en laddad partikelaccelerator designad för att utföra ett experiment på artificiell klyvning av atomer . kärnor (praktiskt taget samtidigt samma experiment för första gången i Sovjetunionen utfördes vid UFTI ), så ibland kallas spänningsmultiplikatorn Cockcroft-Walton-generatorn [1] .

Enhet

Spänningsmultiplikatorn omvandlar AC -spänningen till en hög DC-spänning. Multiplikatorn är byggd från en stege (sektioner, steg, kaskader) av kondensatorer och dioder . Till skillnad från en transformator kräver denna metod inte en tung kärna och högspänningsisolering, eftersom spänningarna i alla steg är ungefär lika. Genom att endast använda kondensatorer och dioder kan denna typ av spänningsmultiplikator omvandla relativt låg spänning till mycket hög spänning, samtidigt som den är mycket lättare och billigare än högspänningstransformatorer. En annan fördel är möjligheten att ta bort lägre spänningar från alla steg i kretsen, precis som i en multitap-transformator.

var  är antalet steg;  är amplituden för ingångsväxelspänningen;  - konstant utgångsspänning.

Trots sina teoretiska brister och begränsningar har spänningsmultiplikatorn blivit lika klassisk inom elektroniska kretsar för att erhålla hög DC-spänning som helvågslikriktaren ( diodbryggan ) för att erhålla DC från AC. På  kretsscheman är det inte ens ritat i detalj, utan avbildas som en speciell ikon[ vad? ] .

Industrin producerar ett mycket brett utbud av modulära "spänningsmultiplikatorer" med normaliserade parametrar som används i de flesta enheter med katodstråleenheter  - med kineskop i TV-apparater, CRT-monitorer , radarindikatorer eller oscilloskop .

Specifikationer

I praktiken har multiplikatorn ett antal nackdelar. Om multiplikatorn har för många steg kommer spänningen på de sista stegen att vara lägre än teoretiskt förväntat, främst på grund av kondensatorernas impedans som inte är noll i de initiala sektionerna. Det är praktiskt taget opraktiskt att driva multiplikatorn direkt med industriell frekvensspänning , eftersom det i detta fall krävs högspänningskondensatorer med stor kapacitet, vilket avsevärt försämrar enhetens vikt och storlek. Utspänningsrippeln ökar också, vilket i vissa fall är oacceptabelt. Vanligtvis tillförs spänning till multiplikatorns ingång från utgången från en högfrekvent högspänningstransformator och stiger till det önskade värdet i multiplikatorn.

Det finns multiplikatorer för spänningar från några hundra volt till flera miljoner volt.

Applikation

Multiplikatorer används inom många teknikområden, särskilt i anordningar för elektrisk pumpning av en laser , i högspänningskällor i röntgensystem , vandringsvågslampor , jonpumpar , elektrostatiska system, luftjonisatorer , partikelacceleratorer , kopiatorer, oscilloskop , tv-apparater och många andra apparater där en konstant hög spänning med liten strömstyrka behövs.

Effekter på människokroppen

Högspänningsgeneratorer, till exempel en TV-högspänningsmultiplikator och andra högspänningslikströmsgeneratorer i hushållen är dödliga, en frekvens på 50 hertz används (i en klassisk TV-multiplikator är frekvensen cirka 15 kHz, i monitorer ännu högre ), det finns ingen hudeffekt , eller försvinnande svag, och strömmen kommer att flyta genom en persons inre organ (en ström på tiotals mA ).

Anteckningar

1. ↑ 1 2 3 Kaskadgenerator . Hämtad 17 februari 2016. Arkiverad från originalet 11 mars 2016. (obestämd)

Litteratur

Kaskadgenerator / B. M. Gokhberg. // Italien - Kvarkush. - M .  : Soviet Encyclopedia, 1973. - ( Great Soviet Encyclopedia  : [i 30 volymer]  / chefredaktör A. M. Prokhorov  ; 1969-1978, vol. 11).

Ordböcker och uppslagsverk	Stor katalanska Stor norsk Britannica (online)

Högspänningsgeneratorer
Elektrostatisk	elektrofor Van de Graaff generator Pelletron Kelvin dropp
elektromagnetiska	Ruhmkorff spole Tesla transformator
Elektronisk	Marx generator Cockcroft-Walton generator Fitch-Howell generator