Apa itu Generator Marx?

Generator Marx adalah sirkuit listrik yang menggunakan beberapa perangkat penyimpanan yang disebut kapasitor. Ini diisi secara paralel dan kemudian dibuang secara berurutan, menghasilkan pulsa listrik tegangan tinggi. Perangkat ini biasanya digunakan dalam pengujian komponen tegangan tinggi dan instrumentasi pesawat terbang untuk mensimulasikan jenis lonjakan daya yang mungkin dihasilkan dari sambaran petir. Generator ini dikembangkan oleh insinyur Jerman Erwin Marx pada tahun 1924.

Secara teknis, generator Marx adalah pengganda tegangan. Jenis rangkaian ini mengubah arus bolak-balik (AC) tegangan rendah menjadi tegangan arus searah (DC) yang lebih tinggi. Biasanya, ini dilakukan dengan menggunakan kapasitor dan dioda. Kapasitor digunakan untuk menyimpan muatan listrik. Dioda menghambat pelepasan dengan membiarkan arus listrik mengalir hanya dalam satu arah.

Pengisian dan pelepasan kapasitor dalam generator Marx dikendalikan oleh serangkaian resistor dan celah percikan. Resistor memperkenalkan hambatan listrik ke dalam rangkaian, sehingga sulit untuk mengalirkan arus ke arah itu. Celah percikan terdiri dari dua konduktor yang dipisahkan oleh celah yang dilewati percikan listrik. Ini terjadi ketika perbedaan tegangan antara konduktor mencapai titik kritis yang disebut tegangan tembus.

Resistor menghubungkan catu daya ke kapasitor sambil membatasi laju pelepasannya. Ketika dipicu, celah percikan menghubungkan kapasitor secara seri yang memungkinkan energi yang tersimpan untuk dilepaskan sebagai output tunggal. Agar ini terjadi, celah percikan semuanya harus menyala lebih cepat daripada yang dapat dilepaskan oleh kapasitor mana pun melalui resistornya. Ini jarang menjadi masalah, karena celah percikan biasanya mencapai tingkat tegangan tembus yang diperlukan dalam hitungan nanodetik.

Perangkat ini adalah cara umum untuk menghasilkan impuls listrik tegangan tinggi untuk pengujian, terutama jika tegangan suplai pengisian yang tersedia tidak mencukupi. Ketika digunakan dalam pengujian peralatan tegangan tinggi, generator Marx mampu menghasilkan pelepasan listrik lebih dari dua juta volt. Mesin Z, generator sinar-X yang kuat di Sandia National Laboratories di New Mexico, menggunakan cincin 36 generator Marx. Mereka juga telah digunakan untuk memasok pulsa listrik pendek untuk peralatan elektro-optik, untuk menggerakkan jenis laser tertentu dan dalam penyalaan bahan peledak.

Sirkuit tipe tangga serupa digunakan dalam generator Cockcroft-Walton. Dalam implementasi rangkaian ini, dioda daripada resistor dan celah percikan digunakan untuk switching. Perangkat ini juga bertindak sebagai pengganda tegangan tetapi menghasilkan DC konstan daripada daya berdenyut dari generator Marx.