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. V súčasnosti sa môžeme stretnúť aj s názvami kaskádový generátor, 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

Vysoké napätie a žiarenie 
Vysoké napätie môže byť nebezpečné, môže spôsobovať popáleniny, kŕče, bolesť a smrť a to i v prípadoch, kedy sa to neočakáva. 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. 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.

EMC kompatibilita 
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. Správu frekvenčného spektra a teda i predchádzanie a riešenie škodlivého rušenia na Slovensku vykonáva Úrad pre reguláciu elektronických komunikácií a poštových služieb.

Bezpečná dostupnosť 
Kaskádový generátor aj s ukážkami iskrenia rôznych iskríšť je možné vidieť napríklad v Deutsches Museum v Mníchove, v oddelení vysokého napätia.

Využite 
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. V lekárstve je používaný ako súčasť röntgenových prístrojov, kde napája röntgenovú lampu.

Pozri aj 
 Elektrický oblúk
 Korónový výboj
 Termoemisia riadená poľom
 Lineárny urýchľovač

Referencie 

Elektrotechnika