Меню

Схемы с генератором маркса



Генератор Маркса и его использование

Эта статья предназначена только для ознакомительных целей. Описанные здесь устройства потенциально опасны для жизни, поэтому будьте, пожалуйста, осторожны при пользовании данной информацией.

Генератором Маркса называется устройство для получения высоковольтных импульсных разрядов, основанное на принципе параллельной зарядки нескольких высоковольтных конденсаторов до высокого напряжения, с последующим соединением этих заряженных конденсаторов в последовательную цепь, в результате такого сложения получается искровой электрический разряд при напряжении большем, чем напряжение заряжающего источника, пропорционально количеству конденсаторов в цепи.

Зарядка конденсаторов параллельно осуществляется через высокоомные (мегаомные) резисторы, а последовательное соединение становится возможным благодаря использованию газовых (воздушных) разрядников или тригатронов.

Когда конденсаторы заряжены до высокого напряжения, срабатывает первый разрядник, он выступает в роли триггера, и для его активации иногда используют инициирующий разряд от дополнительного источника, либо просто кратковременно сближают его собственные электроды. Когда первый разрядник сработал, возникшее в цепи перенапряжение заставляет тут же сработать и все остальные разрядники, так получается последовательное соединение и замыкание через воздух цепи заряженных конденсаторов.

Так, при помощи генераторов Маркса получают импульсные разряды с напряжением от нескольких десятков киловольт до десятков мегавольт. Частота генерируемых импульсов (разрядов) зависит от мощности зарядного источника высокого напряжения и от энергии в единичном импульсе.

Типичный для генераторов Маркса диапазон частот получаемых импульсов — от нескольких разрядов в час до десятков герц. Энергия одного импульса может измеряться как десятками мегаджоулей, так и долями джоуля, в зависимости от емкостей применяемых конденсаторов и от получаемого в импульсе напряжения.

В интернете можно найти много примеров успешных реализаций любительских версий генераторов Маркса, особенно они популярны в США и Европе.

Данная схема для получения импульсов высокого напряжения была впервые предложена в 1924 году Эдвином Отто Марксом (1893-1980) — немецким инженером. Изобретатель построил первую модель в 1926 году. На территории бывшего СССР генераторы Маркса называют еще генераторами Аркадьева — Маркса, либо Маркса — Аркадьева, а еще Аркадьева-Баклина-Маркса.

Дело в том, что еще в 1914 году Владимир Константинович Аркадьев совместно с Николаем Васильевичем Баклиным построили первый на территории России генератор молний, работавший на принципе последовательного соединения заряженных параллельно конденсаторов, то есть еще до Маркса принцип был освоен в России. Однако Аркадьев и Баклин соединяли конденсаторы механически, а не через разряды, как это предложил делать Маркс, спустя 10 лет.

Небольшие лабораторные генераторы Маркса с выходным напряжением до 200 кВ исполняются с воздушной изоляцией. Более мощные — с вакуумной изоляцией или с газовой, например элегаз. Может применяться и масло для устранения утечек вследствие коронирования на открытых участках проводников.

Если применяют вакуум, газ или масло, то генератор, как правило, полностью помещают в емкость, заполненную маслом или в вакуумированную герметичную камеру, либо в камеру с газом. Часто изолируют конденсаторы и резисторы, но разрядники выводят на воздух.

В качестве разрядников могут быть использованы воздушные разрядники на 100 киловольт и на ток до мегаампера, либо вакуумные разрядники, игнитроны, даже водородные тиратроны, несмотря на дороговизну и т. д. Для снижения потерь вместо резисторов иногда ставят дроссели высокой добротности, либо делают жидкостные резисторы. Иногда изготавливают конденсаторы на основе деионизированной воды.

Главным недостатком генератора Маркса, как источника импульсов высокого напряжения, является необходимость установки большого количества ступеней конденсаторов и, соответственно, коммутирующих разрядников, а это сильно ухудшает удельные энергетические характеристики конструкции, массо-габаритные параметры и КПД.

Почему так происходит? В первую очередь при разряде имеют место потери в диэлектрике конденсаторов и в воздушных промежутках, в частности, сопротивление канала главного разрядного промежутка велико, а это — сопротивление нагрузки.

Чтобы снизить потери необходимо создать коммутирующим искровым разрядникам условия повышенной прочности окружающего их газа под давлением, применять конденсаторы высокой добротности, улучшать инициирование стартового пробоя, чтобы фронт получился более крутым.

Говоря о применении высоковольтных генераторов Маркса нельзя не назвать исследовательские направления в науке, коих множество. Разнообразные технические задачи требуют значительных токов и высоких напряжений. Еще во времена Игоря Васильевича Курчатова генераторы Маркса помогали в ядерных исследованиях для придания высоких скоростей элементарным частицам и инициирования реакций.

Благодаря генераторам Маркса накачивают квантовые генераторы, исследуют поведение плазмы и импульсные излучения, строят средства радиоэлектронной борьбы, электрогидравлическим способом обрабатывают металлы, дробят грунты и уплотняют бетонные смеси.

Иногда объединяют пару генераторов Маркса для получения высокого потенциала с целью зарядить относительно емкие конденсаторы малоступенчатого генератора, и получить таким образом сравнительно невысокий потенциал, но длительный токовый импульс.

Генератор Маркса является смертельно опасным для человека устройством. Без специальной подготовки не следует пытаться его построить, это чревато травмами и даже смертью. Прежде чем прикоснуться к генератору Маркса, убедитесь, что все конденсаторы разряжены. Разряды генератора Маркса являются мощным источником ультрафиолетового излучения, кроме того сопровождаются выделением озона в воздухе, а озон — яд. Будьте осторожны при работе с высоким импульсным напряжением.

Так или иначе, на YouTube вы всегда найдете множество ярких демонстраций по запросам «генератор Маркса» и «MARX generator», где для построения моделей использованы полипропиленовые или керамические высоковольтные конденсаторы.

Источник

Генератор Маркса своими руками

Попробовав множества схем электрошоковых устройств, захотелось чего — то более мощного. Под словом «мощный» подразумеваются мощные и длинные разряды. От умножителя напряжения такое не получишь по простой причине — диоды. Сегодня трудно найти высоковольтные диоды, а самые распространенные КЦ106 ограничены напряжением 5 кВ. Главная цель — получить разряды до 10 — 15 см и было решено собрать генератор Маркса, как более простой и надежный в работе. В генераторе диоды не используются. Для этого были куплены 5 конденсаторов с напряжением 30 кВ, емкость 470 пФ. Хочу также заметить, что емкость и напряжение конденсаторов не критично.

Важно ! В генераторе Маркса нужно использовать только одинаковые конденсаторы, иначе работа генератора будет нарушена.

Работа генератора очень проста. На вход подается высокое напряжение 3.5 — 4 киловольт. Как только конденсаторы заряжены, через первый разрядник протекает искра, которая становится причиной для срабатывания цепи последующих разрядников. Резисторы гасят всплески от разрядников и могут греться, поэтому желательно не включать генератор на долгое время или же использовать резисторы с мощностью 1 Ватт. Все резисторы имеют одинаковый номинал – 1 мегаом.

Читайте также:  Как намагнитить генератор возбуждения

Для питания генератора можно использовать преобразователь напряжения, но время на преобразователь не было, но зато на чердаке лежал самодельный трансформатор, который когда — то был намотан для катушки Тесла его и использовал. Можно также использовать трансформаторы от микроволновых печей, которые предназначены для питания анодной цепи магнетрона.

Использованный мною трансформатор на 100 ватт. Сетевая обмотка не тронута. Вторичная обмотка содержит 6000 витков провода с диаметром 0.1 мм (от 0.1 до 0.4 мм). Вторичная обмотка намотана с изоляциями. Изоляциями служат заранее нарезанные по ширине каркаса обмотки конденсаторные пленки. Такие конденсаторы можно найти в панелях неоновых ламп времен Советского Союза.

В итоге генератор заработал. Очень важно настройка разрядников. Расстояния должны быть одинаковыми, именно от правильной регулировки разрядников и зависит дальнейшая работа генератора.

Источник

payaem.ru

Паяем — Все о электронике

Генератор Маркса

Генератор Маркса — это простое по работе устройство, которое позволяет получать высокое (вплодь до мегавольта и даже больше) постоянное напряжение по принципу импульсного тока. Принцип работы генератора заключается в следующем: n (где n берётся по вашему усмотрению, обычные значения котируются от 5 до 20) ступеней из конденсаторов, которые подсоединены в параллельном порядке. Эти ступени соединяются между собой абсолютно идентичными высоковольтными конденсаторами и между этими ступенями имеются разрядные промежутки, которые рассчитанны для напряжения ступени.

Штука конечно очень интересная, но в то же время очень опасная, поэтому будте осторожны и очень бдительны.

Схема генератора

Деталей нужно очень мало:

  • Конденсаторы — 10*470 пФ 30 кВ
  • Резисторы — 19*1 МОм

Когда напряжение в конденсаторах нарастает до напряжения пробоя одного лишь промежутка, то все промежутки сразу в одно время пробиваются, и в связи с этим на микросекунды получается последовательное соединение всех ступеней и соответствующее на выходе напряжение.

В роли разрядников используются разрядники воздушного типа (с глушителем звука например) с напряжением до 100 кВ, ток до 1000 кА, разрядники вкуумные, игнитроны, водородные тиратроны импульсные. В роли коммутирующих элементов тиристоры почти не испоьзуются в связи с маленькими значениями обратного напряжения и возникают трудности с синхронизацией для их срабатывания в случае если соединение последовательное.

Генератор Маркса импульсного высокого напряжения (ГИН) применяется в различных исследованиях науки, также с помощью него решаются разные задачи в технологиях.

Разработки генератора Маркса используются в сфере ядерных, термоядерных исследований, чтобы ускорить различные элементарные частицы, для разработки ионных пучков, а также чтобы изготовить релятивистские электронные пучки, чтобы инициировать термоядерные реакции.

В промышленном масштабе генераторы Маркса наряду с иными хорошими источниками импульсного напряжения и тока используются в электрогидравлической обработке различных материалов, бурении, дроблении, уплотнении грунта и бетонной смеси. Самое главное в генераторе, чтобы были правильно выставленны разрядники.

Источник

ГЕНЕРАТОР МАРКСА

Генератор Маркса — это генератор импульсного высокого напряжения, принцип действия которого основан на зарядке электрическим током параллельно соединенных конденсаторов, которые после зарядки соединяются последовательно. Генератор Маркса позволяет получить на выходе большое напряжение, величина которого пропорционально суммарному напряжению соединенных конденсаторов.

После зарядки всех конденсаторов, запуск генератора Маркса производится после срабатывания первого разрядника, после этого перенапряжение на разряднике заставляет практически одновременно срабатывать все разрядники, в результате чего на выходе получаем суммарное напряжение от всех конденсаторов. Генератор Маркса позволяет получить импульсное напряжение до десятков миллионов вольт, его используют в основном для научных экспериментов, например для ядерных и термоядерных и испытаний, для разгона заряженных частиц в электронных ускорителях.

У генератора Маркса есть множество недостатков и потерь, во первых лишняя трата энергии на малых разрядниках, тепловые потери на резисторах, а также большие габаритные размеры, которые не дают возможность использование генератора в более широких кругах. В некоторых случаях генератор Маркса используют как генератор импульсного тока, также широко применяют в аэродинамических исследованиях, в авиационной технике используют специальные устройства на основе генераторе маркса который позволяет получит искусственную молнию и проводить испытания для планируемых моделей самолетов. Простейший генератор маркса состоит из резисторов и конденсаторов, фотографии конструкции показана ниже.

Генератор Маркса также применяют в электрогидравлической обработке металлов, для исследований свойств плазмы, также для исследования импульсных электромагнитных лучей. В последнее время генераторы Маркса стали использовать в установках которые позволяют передавать электрический ток без проводов, проводником тока служит земля и воздух, такие конструкции часто повторяются радиолюбителями, но при работе с генератором Маркса нужно соблюдать предельную осторожность, поскольку на выходе генератора смертельное для человека напряжение.

Для работы с ней нужно использовать толстые силиконовые перчатки, и во время работы генератора нужно находится от него на безопасном расстоянии — не забывайте, что ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ РАЗРЯД ВЫБИРАЕТ КРАТЧАЙШИЙ ПУТЬ К ЗЕМЛЕ! Старайтесь не играть роль этого пути — последствия могут быть трагическими. Автор — Артур Касьян.

Источник

Мой генератор Маркса

Информация предоставлена исключительно в образовательных целях!
Администратор сайта не несет ответственности за возможные последствия использования предоставленной информации.


ГЕНЕРАТОР МАРКСА СМЕРТЕЛЬНО ОПАСЕН.
Необходимо убедиться, что все конденсаторы разряжены, прежде чем прикасаться к устройству!

РАЗРЯДЫ ГЕНЕРАТОРА МАРКСА ЯВЛЯЮТСЯ ИСТОЧНИКОМ УЛЬТРАФИОЛЕТОВОГО ИЗЛУЧЕНИЯ.
Используйте защитные очки!

РАЗРЯДЫ ГЕНЕРАТОРА МАРКСА ЯВЛЯЮТСЯ ИСТОЧНИКОМ ОЗОНА.
Озон является опасным веществом!

ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ
Генератор Марксаимпульсный генератор высокого напряжения, принцип действия которого основан на заряде соединённых параллельно через резисторы конденсаторов, соединяющихся после заряда последовательно при помощи коммутирующих устройств — выходное напряжение при этом увеличивается пропорционально количеству соединённых конденсаторов.

Такая схема была запатентована Эрвином Марксом (Erwin Marx) в 1923 году.

Эрвин Отто Маркс

В 1914 году В. К. Аркадьев совместно с Н. В. Баклиным построили «генератор молний» — первый импульсный генератор в России, работавший на принципе последовательного соединения конденсаторов для получения умноженного напряжения, но использовавший контактно-механический, а не бесконтактный, способ соединения конденсаторов ступеней.

После заряда конденсаторов запуск генератора обычно производится после срабатывания первого разрядника (обычно обозначаемого как trigger (триггер)). После срабатывания триггера перенапряжение на остальных разрядниках заставляет срабатывать все разрядники практически одновременно, что и обеспечивает сложение напряжений последовательно соединенных конденсаторов.

Читайте также:  Размер ремня генератора тойота авенсис

Генераторы Маркса позволяют получать импульсные напряжения от единиц киловольт до десятка мегавольт. Частота импульсов, вырабатываемых генератором Маркса, зависит от мощности генератора в импульсе — от единиц импульсов в час до нескольких десятков герц. Энергия в импульсе генераторов Маркса широко варьируется (от дециджоулей до десятков мегаджоулей).

КОНСТРУКТИВНОЕ ИСПОЛНЕНИЕ
Для своих исследований я собрал экспериментальный генератор Маркса.

МОЯ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ УСТАНОВКА
(щелкните по рисунку для просмотра в увеличенном размере)

1 — резисторы в цепи ксеноновой лампы-вспышки
2 — конденсаторы в цепи ксеноновой лампы-вспышки
3 — ксеноновая лампа-вспышка из цифрового фотоаппарата
4 — импульсный трансформатор из советской внешней фотовспышки
5 — резисторы ступеней генератора Маркса
6 — конденсаторы ступеней генератора Маркса
7 — триггер
8 — разрядники ступеней генератора Маркса
9 — главный разрядник генератора Маркса

СХЕМА
(щелкните по рисунку для просмотра в увеличенном размере)

ИЗОЛЯЦИЯ
В моей экспериментальной установке изоляция воздушная.

РАЗРЯДНИКИ
В качестве разрядников второй и следующих ступеней генератора Маркса применяют обычно воздушные (в том числе с глушителями звука) разрядники на напряжение до 100 кВ и ток до 1000 кА.

Для срабатывания генератора Маркса необходимо инициировать пробой первого (триггерного) воздушного промежутка («trigger gap«).
Для этого могут быть использованы различные способы:
«jumping wire» — подвижный проводник — механическое сближение контактов триггерного разрядника с помощью изолированного стержня или внесение изолированной отвертки между контактами разрядника
«three electrode trigger gap» — трехэлектродный воздушный промежуток (тригатрон)
«hydrogen thyratron» — водородный тиратрон

Водородный тиратрон — газоразрядный (заполненный водородом) прибор для управления токами большой величины при высоких напряжениях.
Тиратрон имеет 3 электрода — анод, катод и сетку:

Тригатрон (от англ. trigger — пусковое устройство, пусковой сигнал и (элек)трон) — разновидность управляемого искрового разрядника с холодным катодом для управления большими токами (20-100 кА и вплоть до мегаамперов) при высоких напряжениях (обычно 10-100 кВ).
Тригатрон имеет 3 электрода — 2 массивных (главных) для пропуска тока и маленький управляющий электрод:

Когда тригатрон отключён, напряжение между главными электродами должно быть меньше напряжения пробоя, соответствующего расстоянию между электродами и применённому диэлектрику (воздуху, аргоно-кислородной смеси, азоту, водороду или элегазу). Чтобы включить тригатрон, на управляющий электрод подаётся высоковольтный импульс. Он ионизирует газ между управляющим и одним из главных электродов, возникает искровой разряд, который укорачивает не ионизированный промежуток между главными электродами. Искра создаёт ультрафиолетовое излучение и порождает множество свободных электронов в промежутке. Это быстро приводит к электрическому пробою и между главными электродами возникает электрическая дуга с малым сопротивлением. Дуга продолжается до тех пор, пока напряжение между главными электродами не станет меньше некоторого значения. Стеклянные тригатроны часто покрывают защитной волнистой металлической сеткой во избежание разлёта кусочков стекла при разрыве колбы.

Я в своей установке использовал подобие тригатрона — управляемый разрядник с тремя электродами, но не помещенный в корпус.

Разрядники остальных ступеней — такие же, только без триггерного электрода.
Таким образом, в первой ступени первоначально происходит пробой воздушного промежутка «стержень — сегмент сферы», а в остальных разрядниках — «сегмент сферы — сегмент сферы».
Напряженность электрического пробоя воздуха составляет

Основной разрядник — два залуженных на конце медных провода.
Устойчивый пробой наблюдается при расстоянии

7 мм между ними:

СХЕМА ЗАЖИГАНИЯ

Основными элементами схемы зажигания моего генератора Маркса являются времязадающая цепочка RtCt, ксеноновая лампа EL1, трансформатор T1 с обмотками L1 и L2.

Времязадающая цепочка Rt-Ct
Резистивная часть цепочки Rt составлена из 15 последовательно включенных резисторов сопротивлением 10 МОм номинальной мощностью 0,125 Вт.
Общее сопротивление Rt = 150 МОм.

Емкостная часть цепочки Ct составлена из девяти конденсаторов CBB81 Ct1Ct9 3300 пФ x 1000 В:

Общая емкость Ct = 3,3 нФ.

Постоянная времени задающей цепочки RtCt составляет $\tau = 0,5 $ с.

Импульсный трансформатор T1

Импульсный трансформатор («trigger transformer» или «trigger coil«) часто применяется в типовых схемах питания ксеноновых ламп-вспышек («external triggering«):

В такой схеме конденсаторы Cg и C (намного большей емкости — десятки и сотни мкФ) заряжаются до напряжения

300 В. Конденсатор Cg разряжается на первичную обмотку трансформатора 1-2 (с малым числом витков) при замыкании ключа S (в качестве ключа может быть использован тиристор). Номинальная входная энергия при этом для разных типов трансформаторов составляет от 0,9 до 16 мДж. Импульс тока в первичной обмотке вызывает возникновение высоковольтного импульса (2-10 киловольт) во вторичной обмотке 3-2 (с гораздо большим числом витков, чем в первичной). Этот импульс прикладывается к управляющему электроду ксеноновой лампы (металлической (никелевой) пластине или сетке, частично охватыващей колбу лампы) и вызывает ионизацию газа в ней — в лампе возникает тонкий ионизированный стример («streamer«). Ионизация вызывает резкое снижение сопротивления газа в лампе («triggering«), что инициирует разряд основного конденсатора C (энергия разряда — до 130 Дж), подключенного к электродам лампы, через лампу и требуемую резкую вспышку белого света.

В качестве примера такого трансформатора можно привести TC-50:

Параметры трансформатора TC-50:
первичная обмотка — 14 витков, 3,5 мкГн, 130 мОм;
вторичная обмотка — 1000 витков, 2,1 мГн, 180 Ом;
входное напряжение — 300 В;
выходное напряжение — 10 кВ;
емкость конденсатора — 0,22 мкФ;
энергия — 10 мДж.

В своем генератор Маркса я использовал импульсный (авто)трансформатор, взятый мной из советской сетевой фотовспышки «Фотон»:

1 — верхний вывод первичной обмотки L1
2 — объединенные нижние выводы обмоток L1 и L2
3 — верхний вывод вторичной обмотки L2


сетевая фотовспышка «Фотон»

На схеме вспышки трансформатор обозначен как Тр:

Не следует путать импульсный трансформатор для зажигания лампы с трансформатором инвертора, предназначенного для преобразования низкого напряжения питания (например, 6 вольт) в высокое напряжение заряда конденсатора C (например, 340 вольт):

Читайте также:  Назначение генераторов низких частот

Ксеноновая лампа EL1
Ксеноновая лампа представляет собой трубку (из кварцевого или боросиликатного стекла), заполненную ксеноном, и имеет три электрода — анод, катод и триггер:

Анод и катод обычно изготавливаются из вольфрама.

Лампа в моем генераторе Маркса взята из вспышки цифрового фотоаппарата Genius G-Shot D211:

Зажигание
После подачи питания от выпрямителя, подключенного к высоковольтному генератору, конденсатор Ct начинает заряжаться через резистор Rt.
Параллельно происходит заряд основных конденсаторов C1C4 через резисторы R1R7 (см. полную схему установки выше).
Когда напряжение на конденсаторе достигает напряжения срабатывания лампы EL1, происходит пробой, лампа вспыхивает

и замыкает цепь, соединяя заряженный конденсатор Ct с первичной обмоткой L1 трансформатора T1. Возникающий в обмотке L1 импульс тока наводит импульс высокого напряжения во вторичной обмотке L2. Этот высоковольтный импульс пробивает воздушный промежуток между электродами 3 и 2 воздушного разрядника (см. фотографию выше) (см. разряд 1 на фото ниже). Разряд с управляющего электрода 3 инициирует разряд между основными электродами 1 и 2 конденсаторов первой ступени C1 (см. разряд 2 на фото ниже).


1 — пробой вспомогательного промежутка
2 — пробой основного промежутка

Резистор R1 предотвращает возникновение дугового разряда на первом разряднике после его пробоя.

КОНДЕНСАТОРЫ

Я в своей установке использовал конденсаторы CBB81 (аналог К78-2) — высоковольтные конденсаторы не-индуктивного типа на основе полипропилен-металлизированной плёнки (с большими токами разряда) с огнезащитным эпоксидным покрытием корпуса:

1 — полипропилен-металлизированная плёнка
2 — слой напыленного металла
3 — выводы
4 — красная эпоксидная смола
5 — алюминиевая фольга


Я решил увеличить энергию разряда, добавив конденсаторы 22 нФ x 2000 В:

В итоге, конденсаторы одной ступени включены таким образом:

C1 . C3 — 3300 пФ x 1000 В (общая емкость цепочки 1,1 нФ)
C4, C5 — 8200 пФ x 2000 В (общая емкость цепочки 4,1 нФ)
C6, C7 — 22 нФ x 2000 В (общая емкость цепочки 11 нФ)
Общая емкость конденсаторов одной ступени составила C = 16,2 нФ.
При напряжении заряда U = 3 кВ в одной ступени запасается энергия $ W_e = <^2>\over 2> = 0,07 $ Дж. Таким образом, энергия одного разряда составляет около 0,4 Дж. Для сравнения, в проекте Loneoceans Laboratories энергия разряда в первом варианте генератора составила 0,05 Дж, а во втором — 0,56 Дж.

РЕЗИСТОРЫ
Резисторы R2R7 (см. полную схему установки выше) составлены из трех соединенных последовательно резисторов МЛТ по 560 кОм, а резистор R1 — из трех резисторов ОМЛТ по 910 кОм (у всех резисторов номинальная мощность 2 Вт):

Резисторы ОМЛТ имеют такие же электрические параметры, как и МЛТ, но обладают повышенной механической прочностью и надежностью — срок сохраняемости у резисторов ОМЛТ — 25 лет, а у МЛТ — 15 лет.

ЭКСПЕРИМЕНТЫ С МОИМ ГЕНЕРАТОРОМ МАРКСА

Разряд генератора Маркса:

1 — вспышка ксеноновой лампы
2 — разряд на управляющем электроде
3 — разряд разрядника ступени
4 — разряд основного разрядника разряд генератора Маркса

Разряды моего генератора Маркса при выключенном освещении:

(щелкните мышкой по рисунку для просмотра в увеличенном размере)

При напряжении питания 3,6 кВ интервал между разрядами составил 1,2 с.
При повышении напряжения на выходе высоковольтного источника частота разрядов возрастает — при напряжении 4,2 кВ интервал между разрядами 0,7 — 0,8 с.


Видео моих экспериментов с генератором Маркса
09.11.2015 — https://youtu.be/9waUcT-yDOo
25.03.2013 — https://youtu.be/LLqqs178_sk
24.01.2013 — https://youtu.be/a2DiT5gKEZE


ОПАСНОСТЬ ГЕНЕРАТОРА МАРКСА

Высокое напряжение
Генератор Маркса является источником высокого напряжения — содержит конденсаторы, которые в процессе работы заряжаются до опасного напряжения. Необходимо всегда разряжать конденсаторы перед какими-либо манипуляциями с устройством.
Следует учитывать, что высокое напряжение может вызвать электрический пробой воздуха (напряжение 1 кВ пробивает воздушный промежуток длиной 1,1 мм).

Ультрафиолет
Электрические разряды генератора Маркса являются источником ультрафиолетового излучения в диапазонах UVA (ближний ультрафиолет, УФ-A лучи, 315 — 400 нм) и UVB (средний ультрафиолет, УФ-B лучи, 315 — 280 нм).
При экспериментах следует использовать защитные очки.

Озон
При разряде генератора Маркса в воздухе происходит образование аллотропной формы кислорода — озона $ O_3 $:
$ O_2 + O = O_3 $

Опасность озона (Классификация ЕС согласно Директиве об опасных веществах (DSD)):

окислитель очень токсичен коррозионен

Озон токсичен (относится к 1 классу опасности — «чрезвычайно опасные вещества«) из-за его высокой окисляющей способности и образования во многих реакциях с его участием свободных радикалов кислорода. Основное технологическое применение озона связано именно с его исключительными окислительными свойствами (по своим окислительным возможностям озон опережает хлор и перекись водорода).

Он может причинить вред людям, домашним питомцам и растениям.
50% белых мышей гибнет после 4 часов воздействия озона концентрацией 0,53 — 1 мг/м³.

Порог человеческого обоняния соответствует концентрации озона в воздухе около 0,01 мг/м³.
ПДК озона в воздухе рабочей зоны (ГОСТ 12.1.007-76, ГН 2.2.5.1313-03) 0,1 мг/м³.

ПДК вредных веществ в воздухе рабочей зоны – это такая концентрация, которая при ежедневном воздействии (но не более 40 часов в неделю) в течение всего рабочего стажа не может вызвать заболеваний или отклонений в состоянии здоровья человека, обнаруживаемых современными методами исследований, в период работы или в отдалённые сроки жизни настоящего и последующих поколений.

При вдыхании высоких концентраций озона (9 мг/м 3 и выше) может появиться:

  • кашель
  • раздражение глаз
  • головная боль
  • головокружение
  • загрудинные боли
Примечание:
1 мг/м 3 озона = 0,46 ppm; 1 ppm = 2,15 мг/м 3 ; 1 мг/л = 10 3 мг/м 3

Озон в высоких концентрациях нестабилен и постепенно превращается в кислород:
$ 2 O_3 \rightarrow 3 O_2 $

При работе моего генератора Маркса запах озона начинает ощущаться уже после нескольких десятков разрядов!

Радиопомехи
Генератор Маркса является источником мощных радиочастотных помех (RFI). Он может повлиять на работу кардиостимуляторов!

Источник