Cockcroft-Walton generator

Den aktuelle version af siden er endnu ikke blevet gennemgået af erfarne bidragydere og kan afvige væsentligt fra den version , der blev gennemgået den 1. september 2020; checks kræver 4 redigeringer .

En Cockcroft-Walton generator [1] er en type spændingsmultiplikator , en enhed til at konvertere en relativt lav vekselspænding eller pulserende spænding til en højspændings jævnspænding.

Historie

Kredsløbsdiagrammet for spændingsfordoblingsmultiplikatoren blev udviklet i 1919 af den schweiziske fysiker Heinrich Greinacher . Af denne grund omtales denne type kaskadedelt spændingsdobler nogle gange som en Greinacher-multiplikator [1] .

Det er kendt, at den første flertrins multiplikator baseret på Greinachers idé blev bygget i 1932 af John Cockcroft og Ernst Walton for at bruge den som en højspændingsspændingskilde i en ladet partikelaccelerator designet til at udføre et eksperiment om kunstig fission af atomare. kerner (praktisk talt samtidig blev det samme eksperiment for første gang i USSR udført ved UFTI ), så nogle gange kaldes spændingsmultiplikatoren Cockcroft-Walton-generatoren [1] .

Enhed

Spændingsmultiplikatoren konverterer AC- spændingen til en høj DC-spænding. Multiplikatoren er bygget af en stige (sektioner, trin, kaskader) af kondensatorer og dioder . I modsætning til en transformer kræver denne metode ikke en tung kerne og højspændingsisolering, da spændingerne i alle trin er omtrent lige store. Ved kun at bruge kondensatorer og dioder kan denne type spændingsmultiplikatorer konvertere relativt lav spænding til meget høj spænding, samtidig med at den er meget lettere og billigere end højspændingstransformatorer. En anden fordel er evnen til at fjerne lavere spændinger fra ethvert trin i kredsløbet, ligesom i en multi-tap transformer.

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

hvor er antallet af etaper;

n

U_{\text{in))

er amplituden af input AC-spændingen;

U_{\text{out))

- konstant udgangsspænding.

På trods af sine teoretiske mangler og begrænsninger er spændingsmultiplikatoren blevet lige så klassisk i elektroniske kredsløb til opnåelse af høj DC-spænding som fuldbølge-ensretteren ( diodebroen ) til at opnå DC fra AC. På kredsløbsdiagrammer er det ikke engang tegnet i detaljer, men er afbildet som et særligt ikon[ hvad? ] .

Industrien producerer en meget bred vifte af modulære "spændingsmultiplikatorer" med normaliserede parametre, der bruges i de fleste enheder med katodestråleenheder - med kineskoper i tv'er, CRT-skærme , radarindikatorer eller oscilloskoper .

Specifikationer

I praksis har multiplikatoren en række ulemper. Hvis multiplikatoren har for mange trin, vil spændingen på de sidste trin være lavere end teoretisk forventet, hovedsageligt på grund af kondensatorernes ikke-nul impedans i de indledende sektioner. Det er praktisk talt upraktisk at drive multiplikatoren direkte med industriel frekvensspænding , da der i dette tilfælde kræves højspændingskondensatorer med stor kapacitet, hvilket i høj grad forværrer enhedens vægt og størrelse. Udgangsspændingsrippelen stiger også, hvilket i nogle tilfælde er uacceptabelt. Normalt tilføres spænding til multiplikatorens input fra udgangen af en højfrekvent højspændingstransformator og stiger til den ønskede værdi i multiplikatoren.

Der er multiplikatorer for spændinger fra nogle få hundrede volt til flere millioner volt.

Ansøgning

Multiplikatorer bruges inden for mange teknologiområder, især i apparater til elektrisk pumpning af en laser , i højspændingskilder til røntgensystemer , vandrende bølgelamper , ionpumper , elektrostatiske systemer, luftionisatorer , partikelacceleratorer , kopimaskiner, oscilloskoper , fjernsyn og mange andre enheder, hvor der er behov for en konstant højspænding med en lille strømstyrke.

Virkninger på den menneskelige krop

Højspændingsgeneratorer, for eksempel en tv-højspændingsmultiplikator og andre husholdningshøjspændings-DC-generatorer er dødelige, en frekvens på 50 hertz bruges (i en klassisk tv-multiplikator er frekvensen ca. 15 kHz, i skærme endnu højere ), er der ingen hudeffekt , eller forsvindende svag, og strømmen vil strømme gennem en persons indre organer (en strøm på titusinder af mA ).

Noter

↑ 1 2 3 Kaskadegenerator . Hentet 17. februar 2016. Arkiveret fra originalen 11. marts 2016. (ubestemt)

Litteratur

Kaskadegenerator / B. M. Gokhberg. // Italien - Kvarkush. - M . : Soviet Encyclopedia, 1973. - ( Great Soviet Encyclopedia : [i 30 bind] / chefredaktør A. M. Prokhorov ; 1969-1978, bind 11).

Ordbøger og encyklopædier	Fantastisk catalansk Fantastisk norsk Britannica (online)

Højspændingsgeneratorer
Elektrostatisk	elektrofor Van de Graaff generator Pelletron Kelvin dryp
elektromagnetisk	Ruhmkorff spole Tesla transformer
Elektronisk	Marx generator Cockcroft-Walton generator Fitch-Howell generator