막스 제너레이터(Marx Generator)는 1924년 Erwin Otto Marx 에 의해서 개발되었다.
막스 제너레이터(Marx Generator)는 여러개의 콘덴서와 저항을 조합해서 높은 임펄스 전압을 만드는 장치이다.
아래 그림은 막스 제너레이터의 작동원리를 알려준다.
맨 왼쪽에는 막스 제너레이터의 회로가 나타나 있다. 저항은 보통 1M 옴을 사용하며 저항이 너무 크면 콘덴서들의 충전이 오래 걸릴 수 있고, 저항이 너무 작으면 직렬로 발생하는 전압에 병렬로 걸린 저항성분이므로 출력이 작아진다. n 개의 콘덴서와 2n-2 개의 저항으로 구성되어 있다.
맨 아래 콘덴서와 그 다음 콘덴서 사이에는 스파크갭이 존재하는데, 이 스파크갭은 입력전압 정도로 충전이 되었을 때, 기중에서 방전이 일어날 수 있는 정도의 거리로 하며, 스파크갭의 끝 부분이 뾰족하면 코로나 방전으로 전하가 빠져나가므로 제대로 출력이 나오지 않는다.
방전갭에서 방전이 일어날 수 있는 전압만큼 충전이 되면 갭에서는 방전이 일어나게 된다. 방전이 일어날 때에는 공기중의 절연이 파괴된 상태이므로 저항이 매우 낮아진 상태가 된다. 그렇게 되면 아래쪽 콘덴서의 (+) 단자와 위쪽 콘덴서의 (-) 단자가 낮은 저항으로 연결된 셈이 되고, 결국은 모든 콘덴서가 직렬로 연결된 형상이 되어, 충전된 전압의 n 배에 가까운 임펄스 전압이 생성된다.
주변에서 구하기 쉬운 페트병과 은박테이프를 이용해서 막스 제너레이터를 구성해 보았다.
전원공급은 예전에 만들어 둔 플라이백 트랜스 장치를 이용했고, 최초 공급전압은 DC3.3V 이며 중간전압은 10kV 정도 된다.
11개의 콘덴서가 사용되었으므로 출력전압은 입력전압의 11배 정도가 나온다고 추정할 수 있지만, 저항 사이에서도 불꽃이 발생하는것이 보이므로 이보다는 낮은 값일 것이라 생각된다.
알루미늄 깡통은 페러데이 케이지와 같아서 겉에 전류를 흘려도 내용물의 변화는 없다.
따라해서 만들어 볼 사람은 저항을 좀 더 큰 것(1/2W 등)으로 쓰는 것이 좋을 것 같다.
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