Napäťový násobič
Napäťový násobič je menič napätia, ktorý vstupné striedavé napätie mení na výstupné jednosmerné napätie, ale násobne zväčšené.
Napäťový násobič zostavený z kondenzátorov a diód bol zostavený prvýkrát v roku 1932 a známy ako Cockcroft–Waltonov generátor.[1] V súčasnosti sa môžeme stretnúť aj s názvami kaskádový generátor,[2] alebo v najjednoduchšom zapojení s jednou diódou a jedným kondenzátorom ako Villardov násobič.
Starším typom napäťového násobiča bol Marxov generátor, ktorý kondenzátory nabíjal cez odpory a namiesto diód, na sériové prepojenie nabitých kodenzátorov, používal iskrištia.
V súčasnosti sa môžme stretnúť s rôznymi zapojeniami, napríklad s obvodmi riadenými MOSFETmi.
Riziká
[upraviť | upraviť zdroj]Vysoké napätie a žiarenie
[upraviť | upraviť zdroj]Vysoké napätie môže byť nebezpečné, môže spôsobovať popáleniny, kŕče, bolesť a smrť a to i v prípadoch, kedy sa to neočakáva.[3] Pri vysokých napätiach môže nastať prieraz aj cez izolanty, alebo preskočiť iskra – oblúkový výboj aj na značnú vzdialenosť bez dotyku so živými časťami. Rizikom sú aj nabité kondenzátory, alebo blízke predmety, v ktorých ostáva naakumulovaný životu nebezpečný elektrický náboj aj dlho po vypnutí obvodu.
Ďalším rizikom je neviditeľné ionizujúce žiarenie, teda i každé iskrenie pri napätí väčšom ako 12,5 V.[4] Vznikajúce ultrafialové žiarenie môže vážne a trvalo poškodiť zrak, spôsobiť rakovinu kože. Pri vyšších napätiach vzniká röntgenové žiarenie, kde pri vyšších dávkach hrozí choroba z ožiarenia. Zákernosťou ionizujúceho žiarenia je, že osoba nemusí vedieť o tom, že je ožarovaná, nakoľko nižšie dávky sa nemusia prejaviť vôbec i bez ujmy na zdraví, a vyššie dávky žiarenia spôsobujúce popáleniny a leukémiu sa prejavujú s oneskorením.
-
Nebezpečné napätie -
Oblúkový výboj -
Röntgenové žiarenie
EMC kompatibilita
[upraviť | upraviť zdroj]Iskrenie kaskádovými generátormi je silným zdrojom elektromagnetického rušenia. Môžu zlyhávať zariadenia a komunikácia (napr. Wi-Fi), môžu byť na diaľku zničené pamäťové médiá a elektronické obvody, hoci ich elektromagnetická kompatibilita je v bežných podmienkach vyhovujúca.[5] Správu frekvenčného spektra a teda i predchádzanie a riešenie škodlivého rušenia na Slovensku vykonáva Úrad pre reguláciu elektronických komunikácií a poštových služieb.[6]
Bezpečná dostupnosť
[upraviť | upraviť zdroj]Kaskádový generátor aj s ukážkami iskrenia rôznych iskríšť je možné vidieť napríklad v Deutsches Museum v Mníchove, v oddelení vysokého napätia.[7]
Využite
[upraviť | upraviť zdroj]Kaskádový napäťový násobič sa používa ako jednoduchý, cenovo dostupný spôsob získania vysokého napätia. Najčastejším použitím boli CRT obrazovky a osciloskopy. Pôvodne bol vyvinutý pre potreby časticovej fyziky, ako súčasť lineárnych urýchľovačov.[1] V lekárstve je používaný ako súčasť röntgenových prístrojov, kde napája röntgenovú lampu.
Pozri aj
[upraviť | upraviť zdroj]Referencie
[upraviť | upraviť zdroj]- ↑ a b Cockcroft-Waltonov generátor, Horák Zdeněk, Krupka František, Fyzika, Příručka pro fakulty strojního inženýrství, SNTL, 1966, strán 904, str. 843
- ↑ https://beliana.sav.sk/heslo/kaskadovy-generator
- ↑ Prisťahovalec do Kanady bol zabitý počas zatýkania elektro-paralyzérom, He spent 10 hours frustrated by airport bureaucracy. Just 24 seconds later, police shot him with tasers [online]. theglobeandmail.com, 2007-10-26, [cit. 2021-12-20]. Dostupné online. (po anglicky)
- ↑ Zákon o verejnom zdraví, 103/2015Z.z. §2, ods.(2), písm. b), viď. https://www.slov-lex.sk/pravne-predpisy/SK/ZZ/2015/103/20150527
- ↑ Marxův generátor 240 000 V [online]. danyk.cz, [cit. 2021-12-20]. Dostupné online.
- ↑ Správa frekvencií [online]. teleoff.gov.sk, [cit. 2021-12-20]. Dostupné online. Archivované 2021-10-22 z originálu.
- ↑ Deutsches Museum v Mníchove, Hochspannungsanlage [online]. deutsches-museum.de, [cit. 2021-12-20]. Dostupné online. (po nemecky)