Marxov generátor 2/2

Impulzný zdroj – Marxov generátor, jednoduchá cesta k získaniu veľmi vysokého napätia o veľkom špičkovom prúde. Pokračovanie po prvom Marxovom generátore, tento raz v menšom merítku no o to väčšom prúde a vyššej energii.

      Opäť po dvoch rokoch som sa pustil do stavby Marxovho generátora, ale tentokrát som to hnal na veľké špičkové prúdy pri nižšom výstupnom napätí. Kondenzátory sú použité 6,5nF Un=15kVdc/Ut=30kVdc, teda nominálne napätie 15kV DC a testovacie napätie 30kV DC. Sú spájané po 3 kusy paralelne na každý stupeň, teda 19,5nF/stupeň a celkovo 8 stupňov s výslednou kapacitou do série 2,437nF. Rezistory som použil rovnaké, ako na predošlom Marxovom generátore ruské 2W MLT-2, ale s nižšou hodnotou odporu 270k po 2x v sérií s výslednou hodnotou 540k. Vstupné napätie je do 20kV DC, teoretický výstupné napätie do 160kV, reálne môže byť skôr nižšie... asi len tak 140kV. Pre iskrištia som použil nerezové pologuľovité matice M5, do ktorých som pospájkoval Cu vodiče. Vzdialenosť prvého iskrištia je 5mm a zvyšné majú niečo tesne nad 6mm. Na usmernenie VN transformátora používam „homemade“ VN diódu, teda 90ks BA159 zafúknutých do zmršťovacej bužírky a natočenej na odpadovej rúre s vývodmi hore a dole. Potom už len fotky zo samotnej výroby a celej konštrukcie, ktoré povedia viac.

      Na napájanie používam tento môj výkonný VN zdroj. S Marxovým generátorom som šiel vonku a zatvoril sa do plechovej šopy, jednak preto, aby som nerušil elektroniku v dome, ale hlavne pre tmu. Nech môžem točiť a fotiť aj cez deň za svetla. Stačí zatvoriť za sebou dvere, nechať trochu medzeru pre svetlo, nech vidím na regulačný autotransformátor RAT10 a hlavne nasadiť tlmiče na uši v tom malom priestore :). Výboje sú fakt dosť hlučné. Energia je asi do 31,2J, reálne povedzme nech tých 30J tam bude.

      Pozri tiež nadväzujúci článok s týmto Marxovým generátorom na Lichtenbergove obrazce na vodnej hladine a na tabuliach skla a tiež prvú verziu tohoto Marxovho generátora. 

Aj napriek jednoduchosti impulzného Marxovho generátora nie je vôbec určený pre začiatočníkov ! Je to veľmi nebezpečné zariadenie, ktoré vytvára napätie v stovkách kV o veľmi veľkom impulzom prúde a veľmi silné elektromagnetické impulzy, ktoré môžu poškodiť alebo zničiť elektronické prístroje či pamäťové média na veľkú vzdialenosť. Pri každom impulze je rušená elektronika v okolí (alebo skôr celom dome), vypínajú sa monitory, vypadáva wifi a celý router, televízny signál úplne vypadáva každým impulzom, v reproduktoroch pukajú pulzy, samovoľne sa vypol PC, prelaďuje sa rádio atď. A to nemusí ani nastať preskok výboja ! Úplne stačí impulz do priestoru a impulzná strímrová koróna aj cez 10cm okolo vodiča a na vrchole veže do priestoru !

Schéma

Fotky konštrukcie

Update (3.5.2020):
      Ešte menší dodatok. Počas experimentov sa mi stalo, že som už zničil 3ks kondenzátorov. Nakoniec sa ukazuje, že je tu problém nevhodnosti týchto kondenzátorov pre Marxov generátor. Tieto kondenzátory nie sú impulzné a sú určené pre kaskádne násobiče. Vysoké prúdové špičky o veľkej strmosti podľa všetkého poškodzuje dielektrikum až nakoniec nastáva napäťový prieraz v časti kondenzátora v niektorých vrstvách. Jedna z možnosti by bola použiť tlmiace rezistory, ale to už sa nechystám riešiť. Zrejme tieto a zvyšné kondenzátory použijem na kaskadný násobič a pre Marxov generátor si zoženiem ešte iné kondenzátory.

      Tiež som robil ešte merania napätí jednotlivých stupňov, na aké napätie sa nabíjajú jednotlivé stupne. Všetky stupne sa nabijú v podstate na rovnaké napätie v rámci tolerancie meracieho prístroja PU510 a meracej VN sondy RU52. Čiže pre jednoduchosť sa počíta vstupné napätie z VN zdroja krát počet stupňov Marxa. Tiež som zistil, že iskrištia sa mi zapaľovali už pri nižšom napätí niečo tesne nad 17kV a nie, ako som si najprv myslel bez merania na 20kV. Čo sa mi len potvrdzuje môj teoretický odhad pre výstupné napätie na 140kV podľa vzdialenosti preskoku určenej podľa tejto druhej spodnej tabuľky. Jop toto sedí OK.

Fotky výbojov, vzdialenosť 23cm

Výboje do jablka nesmú chýbať :)

Video