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Concept
Générateur de Marx
Résumé
thumb|Un générateur de Marx
Le générateur de Marx est un circuit électrique destiné à produire une impulsion de haute tension. Il a été décrit pour la première fois par l'ingénieur allemand Erwin Marx en 1923. Largement utilisé pour simuler les effets de la foudre lors des tests d'équipements de haute tension et d'aviation, on en trouve également dans la Z machine des laboratoires Sandia, où 36 générateurs de Marx sont utilisés dans le processus de production des rayons X.
thumb|upright=2.0|Générateur de Marx à un étage
Avant de présenter le générateur de Marx à proprement parler, il convient de présenter le générateur de choc - son nom le plus courant - à un étage duquel il est dérivé.
Le montage, présenté ci-contre, fonctionne de la manière suivante :
Le condensateur C se charge par l'intermédiaire de la source en tension alternative, en pratique un transformateur, associée à la diode D qui empêche la décharge du condensateur quand la tension alternative est négative. La résistance R limite la vitesse de charge; sa constante de temps est égale à R x C.
Lorsque la tension disruptive, V, de l'éclateur E est atteinte, un arc électrique apparaît entre ses deux électrodes. C se décharge brusquement et charge le condensateur C à travers la résistance de front R. R étant plus grande que R, son effet est limité au début de la décharge. Plus le condensateur C est chargé, plus le courant traversant R est important.
L'énergie contenue dans la capacité C avant l'amorçage de l'éclateur vaut:
Lors de la décharge, le système peut être modélisé à l'aide d'une équation différentielle d'ordre deux. En la résolvant, et en considérant que R x C est négligeable devant R x C, on trouve que la tension v(t) vaut :
Où
Et
La tension maximale obtenue vaut :
Dans la littérature, le rapport est noté .
On peut également montrer que le temps de montée de la tension est proportionnel à , tandis que le temps de mi-valeur est proportionnel à .
Un montage alternatif où l'ordre des résistances R et R est inversé existe. Ses caractéristiques sont similaires.
Source officielle
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