Generator Cockcroft-Walton

Versiunea actuală a paginii nu a fost încă examinată de colaboratori experimentați și poate diferi semnificativ de versiunea revizuită la 1 septembrie 2020; verificările necesită 4 modificări .

Un generator Cockcroft-Walton [1] este un tip de multiplicator de tensiune , un dispozitiv pentru transformarea unei tensiuni AC relativ scăzute sau a unei tensiuni pulsatorii într-o tensiune DC de înaltă tensiune.

Istorie

Schema de circuit a multiplicatorului de dublare a tensiunii a fost dezvoltată în 1919 de către fizicianul elvețian Heinrich Greinacher . Din acest motiv, acest tip de dublator de tensiune în cascadă este uneori denumit multiplicator Greinacher [1] .

Se știe că primul multiplicator în mai multe etape bazat pe ideea lui Greinacher a fost construit în 1932 de John Cockcroft și Ernst Walton pentru a-l folosi ca sursă de tensiune de înaltă tensiune într- un accelerator de particule încărcat conceput pentru a efectua un experiment privind fisiunea artificială a atomului. nuclee (practic în același timp același experiment pentru prima dată în URSS a fost efectuat la UFTI ), așa că uneori multiplicatorul de tensiune se numește generator Cockcroft-Walton [1] .

Dispozitiv

Multiplicatorul de tensiune convertește tensiunea AC într-o tensiune DC ridicată. Multiplicatorul este construit dintr-o scară (secțiuni, trepte, cascade) de condensatoare și diode . Spre deosebire de transformator, această metodă nu necesită un miez greu și izolație de înaltă tensiune, deoarece tensiunile la toate etapele sunt aproximativ egale. Folosind doar condensatoare și diode, acest tip de multiplicator de tensiune poate converti tensiunea relativ scăzută în tensiune foarte mare, fiind în același timp mult mai ușor și mai ieftin decât transformatoarele de înaltă tensiune. Un alt avantaj este capacitatea de a elimina tensiunile inferioare din orice treaptă a circuitului, la fel ca într-un transformator cu mai multe prize.

U_{\text{out}}=2U_{\text{in}}\cdot n,

unde este numărul de etape;

n

U_{\text{in)}

este amplitudinea tensiunii AC de intrare;

U_{\text{out)}

- tensiune constantă de ieșire.

În ciuda deficiențelor și limitărilor sale teoretice, multiplicatorul de tensiune a devenit la fel de clasic în circuitele electronice pentru obținerea unei tensiuni DC ridicate, precum redresorul cu undă completă ( punte de diode ) pentru obținerea DC din AC. Pe schemele de circuit , nici măcar nu este desenat în detaliu, dar este reprezentat ca o pictogramă specială[ ce? ] .

Industria produce o gamă foarte largă de „multiplicatori de tensiune” modulare, cu parametri normalizați, utilizați în majoritatea dispozitivelor cu dispozitive cu raze catodice - cu cinescoape în televizoare, monitoare CRT , indicatori radar sau osciloscoape .

Specificații

În practică, multiplicatorul are o serie de dezavantaje. În cazul în care multiplicatorul are prea multe trepte, tensiunea pe ultimele trepte va fi mai mică decât se aștepta teoretic, în principal din cauza impedanței non-nule a condensatoarelor din secțiunile inițiale. Este practic nepractic să alimentați multiplicatorul direct cu tensiunea de frecvență industrială , deoarece în acest caz sunt necesari condensatori de înaltă tensiune de capacitate mare, ceea ce înrăutățește foarte mult greutatea și dimensiunea dispozitivului. Crește și ondulația tensiunii de ieșire, ceea ce în unele cazuri este inacceptabil. De obicei, tensiunea este furnizată la intrarea multiplicatorului de la ieșirea unui transformator de înaltă tensiune de înaltă frecvență și crește la valoarea dorită în multiplicator.

Există multiplicatori pentru tensiuni de la câteva sute de volți la câteva milioane de volți.

Aplicație

Multiplicatorii sunt utilizați în multe domenii ale tehnologiei, în special în dispozitivele pentru pomparea electrică a unui laser , în sursele de înaltă tensiune ale sistemelor cu raze X , lămpile cu undă călătorie , pompele ionice , sistemele electrostatice, ionizatoarele de aer , acceleratoarele de particule , copiatoarele, osciloscoapele , televizoarele . și multe altele.dispozitive în care este necesară o tensiune ridicată constantă cu o putere mică a curentului.

Efecte asupra corpului uman

Generatoarele de înaltă tensiune, de exemplu, un multiplicator de înaltă tensiune TV și alte generatoare de curent continuu de înaltă tensiune de uz casnic sunt mortale, se utilizează o frecvență de 50 de herți (într-un multiplicator TV clasic, frecvența este de aproximativ 15 kHz, în monitoare chiar mai mare). ), nu există nici un efect asupra pielii sau dispare de slab, iar curentul va curge prin organele interne ale unei persoane (un curent de zeci de mA ).

Note

↑ 1 2 3 Generator în cascadă . Consultat la 17 februarie 2016. Arhivat din original pe 11 martie 2016. (nedefinit)

Literatură

Generator de cascadă / B. M. Gokhberg. // Italia - Kvarkush. - M . : Enciclopedia Sovietică, 1973. - ( Marea Enciclopedie Sovietică : [în 30 de volume] / redactor-șef A. M. Prokhorov ; 1969-1978, vol. 11).

Dicționare și enciclopedii	Mare catalană Mare norvegian Britannica (online)

Generatoare de înaltă tensiune
Electrostatic	electrofor generator Van de Graaff Pelletron Kelvin picurare
electromagnetic	Bobina Ruhmkorff Transformator Tesla
Electronic	generator Marx Generator Cockcroft-Walton Generator Fitch-Howell