马克思发生器原理及制作教程

马克思发生器原理及制作教程
马克思发生器（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装置，该结构由Erwin Otto Marx于1924年提出，它能模仿雷电及操作过电压等过程。

所以经常用于绝缘冲击耐压及介质冲击击穿、放电等高能物理试验中。

例如，模拟雷电对电力线齿轮和航空设备的影响。

马克思发生器原理工作原理：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。

此时，因保护电阻r 一般比R约大10倍，它不仅保护了整流设备，而且还能保证各级电容充电比较均匀。

在第1级中g0为点火球隙，由点火脉冲起动；其他各级中g为中间球隙，它们调整在g0起动后逐个动作。

这些球隙在回路中起控制开关的作用，当它们都动作后，所有级电容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。

此时，串联后的总电容为C/n，总电压为nV。

n为发生器回路的级数。

由于C0较小，很快就充满电，随后它将与级电容C一起通过各级的波尾电阻Rt放电。

这样，在负荷电容C0上就形成一很高电压的短暂脉冲波形的冲击电压。

在此短暂的期间内，因充电电阻R远大于Rf和Rt，因而它们起着各级之间隔离电阻的作用。

冲击电压发生器利用多级电容器并联充电、串联放电来产生所需的电压，其波形可由改变Rf和Rt的阻值进行调整，幅值由充电电压V 来调节，极性可通过倒换硅堆D两极来改变。

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，它包括调波电容、试品电容、测量设备（分压器）电容及联线等寄生电容;
G代表控制放电的球隙;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发生器的电路。

根据电路分析，输出电压U2（t）为一双指数
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