Умножитель напруги Кокрофта-Уолтона використовувався в перших прискорювачах елементарних частинок. які використовувалися при розробці атомної бомби. Даний умножитель, побудований в 1937 році компанією Philips. в даний час розташований в Національному музеї науки в Лондоні (Великобританія).
Умножитель напруги [1] - (каскадний генератор [1] або генератор Кокрофта - Уолтона) - пристрій для перетворення щодо низького змінної напруги або пульсуючого напруги в високовольтне постійна напруга.
Названий на честь двох фізиків, які побудували перший такий генератор в 1932 році і використовували його в якості високовольтного джерела напруги в своєму прискорювачі заряджених частинок. призначеного для проведення першого в світі експерименту зі штучного розщеплення атомних ядер (практично одночасно такий же експеримент вперше в СРСР було проведено в УФТІ).
Потім Джон Кокрофт і Ернст Уолтон використовували цей каскадний помножувач напруги в дослідженнях, за які отримали Нобелівську премію з фізики 1951 року зі формулюванням: за «трансмутації атомних ядер за допомогою штучно прискорених атомних частинок».
Менш відомо, що принципова схема помножувача даного типу була розроблена в 1919 році швейцарським фізиком Генріхом Грейнахером. З цієї причини каскадний подвоювач даного типу іноді називають помножувачем Грейнахера [1].
Пристрій
Простий умножитель Кокрофта - Уолтона з двох секцій.
Двухполуперіодний умножитель (генератор Халперна).
Умножитель напруги УН 9-27 1,3 (позначення: 9 кВ вхідна напруга, 27 кВ - вихідний, вихідний струм - 1,3 мА).
Умножитель напруги УН 9/27 в телевізорі виробництва СРСР серії 3УСЦТ.
Умножитель напруги перетворює змінну або пульсуюча напруга в висока постійна напруга. Умножитель будується з драбини конденсаторів і діодів. На відміну від трансформатора такий метод не вимагає важкого сердечника і серйозної ізоляції, так як напруги на всіх щаблях рівні. Використовуючи тільки конденсатори і діоди, генератори такого типу можуть перетворювати щодо низька напруга в дуже високе, при цьому опиняючись багато легше і дешевше в порівнянні з транс-фор-ма-то-ра-ми. Ще однією перевагою є можливість зняти напругу з будь-якого ступеня схеми, так само як в багато-відвід-ном транс-фор-ма-то-ре.
Незважаючи на свої теоретичні недоліки і обмеження, умножитель напруги став такий же класикою в електронній схемотехніці для отримання високого постійної напруги як і двох-полу-період-ний випрямляч (діодний міст) для отримання постійного струму з змінного. На принципових електричних схемах його навіть не малюють детально, а зображують у вигляді спеціального значка. Промисловість випускає дуже широкий асортимент модульних «умножителей напруги» з наперед заданими параметрами, без яких не обходяться більшість пристроїв з ЕПТ. що з'явилися до винаходу ТДКС. монітор. телевізор. індикатор радара або осцилографа.
Технічні характеристики
Існують умножители на напруги від декількох сотень вольт до декількох мегавольт.
Використання
Умножители застосовуються в багатьох областях техніки, зокрема, в лазерних системах, в джерелах високої напруги, в системах рентгенівського випромінювання, підсвічуванні рідко-кристал-ли-чес-ких дисплеїв, лампах хвилі, що біжить. іонних насосах. електро-стати-чес-ких системах, іонізатори повітря. прискорювачах частинок, копіювальних апаратах, осцилографах. телевізорах і в багатьох інших пристроях, де необхідно постійне високу напругу з невеликою силою струму.