Planung und Aufbau eines 10-stufigen Miniatur-Marxgenerators

Aufgrund der Nähe zur Orientierungsrechnung gilt R D = R D1 = 4830 Ω und
RE = RE1 = 57817 Ω.
Der finale Ausnutzungsgrad beträgt bei der genauen Berechnung (3.11) [2]:
η = Û
U∑0 =
RE
RE + RD
CS
CS + CB =
57817 Ω
57817 Ω + 4830 Ω
1 nF
= 83,9 %
1 nF + 100 pF
(3.11)
In den nachfolgenden Unterkapiteln 3.4. und 3.5. wird erläutert, wie sich die einzelnen
Widerstände und Kapazitäten zusammensetzen.
Es müssen zehn Entladewiderstände von RE' ≈ 5781,7 Ω, Dämpfungswiderstände von
RD' ≈ 483 Ω und Stoßkapazitäten von CS' = 10 nF sowie eine Belastungskapazität von
C B ' = 100 pF installiert werden. Der Ladewiderstand R L wird in erster Linie von seinem
eigenen Leistungsvermögen und der Bedingung R L ' >> R E ' beeinflusst. Aus (2.1) und
einer Ladespannung von 10 kV ergibt sich eine ideale Ausgansspannung von U ∑0 = 100
kV. Eingesetzt in (3.11) liegt die zu erwartende Stoßspannung bei Û = 83,9 kV.
Bei mehrstufigen Stoßspannungsgeneratoren kann es zu Schwingungen und
Kreisinduktivitäten kommen. Um ein Schwingen im Anstiegsbereich der Stirnzeit zu
verhindern, muss mindestens eine kritische Kreisdämpfung vorliegen. Dies ergibt für einen
einfachen RLC-Reihenschwingkreises die Dämpfungsbedingung(3.12)[2]:
RD ≥ 2 ·
LKreis
CKreis
(3.12)
Die Kreisinduktivität kann grob aus der Stromkreislänge des schwingenden Kreises mit
1 µH/m abgeschätzt werden[2]. RD steht für den errechneten Dämpfungswiderstand.
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