马克思发生器

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)为一双指数函数 Marx（马克思发生器）τ1>>τ

半峰值时间T2≈0.69Rt(C1+C2)

效率冲击电压发生器输出电压幅值V2m与充电电压пV 之比称作发生器的效率η，即η=(V2m /nV)×100％

对雷电冲击波，η一般约80％；对操作冲击波，η有时仅60％。

冲击电压波形参数T1(Tcr)、T2及发生器效率η与回路结构和参数有关，均需通过实际调试进行调整和确定。

对于电力变压器等带有绕组的电力设备，通常还要求做雷电冲击截波试验。冲击电压发生器外接一截断间隙即可产生冲击截波。标准雷电截波是标准雷电冲击波经过2～5μs截断的波形。

冲击电压发生器是高电压试验室的基本试验设备之一。目前中国已建的冲击电压发生器最高额定电压为6MV，有个别国家高达10MV。

涉及到特斯拉线圈的一些计算公式

1.电弧长度：电弧长度 L(单位：英寸); 变压器功率 P (单位瓦特);

L=1.7*sqrt(P) （sqrt为开方）

2.电容阵容量：变压器输出电压(交流)E(单位伏特); 变压器输出电流

I(单位毫安); 电容器阵列最大容量C(单位微法) ; 交流频率F(单位赫兹) C=(10^6)/(6.2832*(E/I)*F) [电容的大小涉及到与变压器功率的一个匹配问题，当电容过大时在交流上升到顶点时(即sqrt (2)*V时，

电容电压过低无法击穿打火器的空气隙则打火器无法启动就无法工作，

整个系统也就无从启动 ]

3.电容阵的计算就是电容的简单串，并联，初中就学过，在此就不提了.例

如当变压器功率为1000瓦时，输出电压为10000伏(交流)，那么电容匹配为0.0318uf，手头有电容规格为：0.047uf 1000~，1600-，再取保险一点到耐压 1500v~则需要电容阵列安排如下：15个电容串联成一个基本链(BC);再10个这样的基本链并联而成(J)，共需要电容150个，若每支电容分压降为630v~(这样可以大幅度延长电容寿命)，则： 24–BC，16–J，共需384支电容.

4.其他：震荡频率：F = 1/(2*Pi*sqrt(L*C))

主线圈相关计算如下图次极线圈相关计算如下图

放电终端相关计算如下图