제작 가능하므로 다수를 직렬로 운전하면 고전압전원으로 될 수 있다. 그러나 직렬접속에는 기술적인 곤란이 수반하므로 그다지 이용되지 않는다.
3) 변압기와 정류기를 조합한 장치
전류출력도 매우 크고, 고전압을 발생할 수 있으므로 가장 널리 이용되는 방법이다.
4) 정전발전기
정전하를 기계적으로 운반하여 이를 고압전극에 축적시켜서 고전압을 얻는 방법이다.
2. 케넨트론 정류기
정류관회로의 가장 간단한 기본회로를 표시하면 한 개의 정류관을 사용한 반파정류방식과 2개의 정류관을 사용한 전파정류방식이 있다. T는 변압기, K는 정류관으로 보통 케네트론이라 하는 2극진공역전자관을 사용한다.
일반적으로 케네트론은 고전압측에 접속되므로 그 필라멘트가열용 변압기는 13-20V, 5-10A정도의 것이나, 1차와 2차의 권선간 및 2차권선의 대지에 대한 절연은 케네트론이 받는 고전압에 견딜 수 있는 것이라야 한다.
R은 정전 겸 보호용 고저항이다. C는 파형평활용 고압 콘덴서인데, 부하로서 긴 케이블을 접속하는 경우에는 정전용량이 크기 때문에 특히 C를 필요로 하지 않는다.
1) 정류관의 직렬접속
현재 케네트론의 역내전압첨두치는 230[kv]정도가 그 한도이므로, 다수의 정류관을 직렬로 접속하면 직류의 초고전압을 얻을 수 있다. 음극필라멘트가열용변압기 또는 전원이 반드시 4개 필요하며, 이들이 대지에 대하여 K란 정전용량을 갖게 된다. 이 K로 인하여 전류조지 시에 정류관에 걸리는 역전압 분포가 고르게 되지 않고, C로부터 먼가 큰 전압을 부담하게 된다.
2) 배전압 발생회로
고류전류전압의 정수배가 도는 직류고전압 발생호로가 여러 가지로 고안되어 있다. 정류관의 전압강하가 대단히 적고,가 충분히 크면 출력직류전압은 변압기 2차 전압 최대치의 2배로 된다.
양의 반주기에서을 통하여를 충전하게 되므로 출력단자에는의 두 배의 전압이 발생하게 된다. 이들 회로는 300[KV]정도 이하의 직류고전압시험 및 X-선용 전원에 많이 이용되고 있다.
3) 다역정류회로
배전압호로에서는 일반적으로 변압기의 2차파고전압 E의 n배 즉 nE의 직류고전압을 발생할 수 있는데, 이 회로에서는 문제가 되는 것은 n을 크게 하면 nE에 견디는 고전압콘덴서가 필요하게 된다는 점이다. 이 점을 해결하기 위하여 생긴 것이 콕크크로프트 및 월톤회로이다. 콘덴서가 직렬로 되어 있으므로 각 콘덴서의 부담전압이 증가하지 않고 최종단에서 nE 의 전압을 발생시킬 수 있다.
이 접속법을 사용하면 1000[KV] 정도의 직류고전압을 얻는 것은 원리적으로는 극히 용이한 일이나, 실제로는 고전압부에 발생하는 코로나 또는 부하전류를 취할 때의 콘덴서의 전압분포의 부동으로 인하여 소요의 전압에 달하지 않는 경우가 때때로 일어나므로 설계에는 주의를 요한다.
3. 금속정류기
최근 반도체의 급속한 진보에 수반하여 내전압이 높은 금속정류기가 나오게 되어, 이것을 사용한 직류고전압 발생장치가 있다. 이 방법은 케네트론정류기에서와 같은 필라멘트 가열용 전원이 필요 없기 때문에 그 구조가 간단해지며 다역식 정류회로의 구성에 특히 적당하다.
4. 기계적정류기
이 정류기는 케네트론 정류기가 발달한 초기에 있어서 특히 X-선용 직류전원으로 사용된 것이며, 한 때 케이블의 시험용으로도 사용된 일이 있다.
이 정류기로써는 최고 500[KV]정도까지 제작되고 있으나, 고전압회로를 단속하기 때문에 변압기에 이상고전압이 발생하므로, 이것을 흡수하기 위하여 리액터를 접속함과 동시에 전류제한용으로 저항기를 삽입할 필요가 있다.
5. 첨단정류기
첨단 대 평판 전극에 있어서의 방전특성이 극성효과를 나타낸 것으로 이용하여 마르크스는 직류고전압 발생장치를 고안하였다.의 두 방전간극이 직렬로 되어 있고 그 가운데 점 b가 고저항 R을 통하여 접지되어 있다.
고저항 R을 접속하여 정류기에 가해지는 고저항 R을 접속하여 정류기에 역방전을 방지하고 있다. 마르크스는 이 첨단정류기를 사용하여 약 600[ KV]의 직류고전압을 얻었다고 한다.
또 마르크스는 대전류용 전호정류기를 고안한 바 있는데, 이 원리를 이용한 직류고전압 대전류장치로서 150[KV], 15010[A]의 것이 실제로 제작된 일이 있다.
6. 정전적 고전압발생장치
정전적으로 마찰 또는 유도에 의하여 전하를 발생시켜 이것을 운반, 축적하는 정전적 고전압발생장치가 있는데, 여기에는 유도기전기, 볼르라아드 고전압 발생기, 스완 고전압 발생기 및 정전발전기 등의 종류가 있는데, 여기서는 정전발전기에 대해서만 설명하기로 한다.
대지로부터 절연된 전하 q를 가진 유도가 1의 위치에 있다고 생각한다. 이 도체가 기계적인 일에 의하여 위치 2에 이동한 경우, 각 위치에 있어서의 대지정전용량을 각각라고 하고라 하면, 위치 2에서의 전위는 위치 1에서의 전위보다 높아진다. 즉 위치 1에서 위치 2까지 이동시키는 데 소비된 기계적 에너지가 위치 2에서의 유도 전기적 에너지로 축적된다. 이것이 정전발전기의 원리이다. 정전발전기에는 반테르그라프의 고안에 의한 벨트형 발전기가 있다.
이 장치로써 높일 수 있는 전압은 구전극표면의 코로나에 의하여 제한되므로 구의 크기 및 표면밀도에 비례하는데, 이 표면밀도의 최대항은 주위공기의 파괴를 일으킬 전계의 세기 즉 30[kv/cm]이며, 이 한도를 초과하는 표면밀도로 할 수는 없다. 따라서 가급적 높은 전압과 전류출력의 향상을 도모하고 있다. 이러하여 한 개의 집전극으로써 5000[kv]의 전압, 2개의 집전극으로써 5[MV], 2[mA]의 전압을 발생하는 정전발전기가 제작되어 있다.
참고문헌
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