Cockcroft-Walton 倍压器计算器

历史背景

科克罗夫特-沃尔顿倍压器由约翰·科克罗夫特和欧内斯特·沃尔顿于1932年研制，是一种将低交流电压转换为高直流电压的倍压电路。它在早期粒子加速器的研制中发挥了重要作用，并为核物理学的进步铺平了道路。该电路因其简单性和高效地产生高电压且元件使用相对较少而受到重视。

计算公式

科克罗夫特-沃尔顿倍压器的输出电压（\(V_{out}\)）可以使用以下公式近似计算：

\[ V{out} = 2 \times N \times V{peak} \]

其中：

• \(N\) = 级数
• \(V_{peak}\) = 输入交流电压峰值

示例计算

如果输入交流电压峰值为1000 V，级数为4，则输出电压为：

\[ V_{out} = 2 \times 4 \times 1000 = 8000 \, \text{V} \]

重要性和应用场景

科克罗夫特-沃尔顿倍压器在需要高直流电压的应用中至关重要，例如粒子加速器、X射线机和高压电源。它能够利用相对较低的输入电压产生高电压，使其广泛应用于科学实验和工业应用。

常见问题

1. 科克罗夫特-沃尔顿倍压器的主要优点是什么？

   • 其主要优点是能够使用相对简单且廉价的元件产生高直流电压，使其适用于需要高电压低电流的应用。

2. 级数如何影响输出电压？

   • 输出电压随级数线性增加。将级数加倍将使输出电压大约加倍。

3. 科克罗夫特-沃尔顿倍压器有哪些局限性？

   • 主要局限性在于电压降和纹波，尤其是在高负载电流下。随着级数的增加，这些影响会更加明显，这会降低输出电压的效率和稳定性。

4. 我能否将科克罗夫特-沃尔顿倍压器用于大功率应用？

   • 它最适合需要高电压但不需大功率的应用。大电流需求会导致这种电路中出现明显的电压降和效率降低。