Un generatore Marx è un circuito elettrico che utilizza più dispositivi di memorizzazione chiamati condensatori. Questi vengono caricati in parallelo e poi scaricati in sequenza, producendo un impulso elettrico ad alta tensione. Il dispositivo è comunemente utilizzato nelle prove di componenti ad alta tensione e strumentazione aeronautica per simulare il tipo di sovratensione che potrebbe derivare da un fulmine. Il generatore è stato sviluppato dall’ingegnere tedesco Erwin Marx nel 1924.
Tecnicamente, un generatore Marx è un moltiplicatore di tensione. Questo tipo di circuito converte la corrente alternata a tensione inferiore (AC) in una tensione in corrente continua (DC) più elevata. Di solito, questo viene fatto usando condensatori e diodi. I condensatori sono usati per immagazzinare una carica elettrica. I diodi inibiscono la scarica consentendo il passaggio di una corrente elettrica in una sola direzione.
La carica e la scarica dei condensatori in un generatore Marx è controllata da una serie di resistori e spinterometro. I resistori introducono una resistenza elettrica in un circuito, rendendo difficile il flusso di corrente in quella direzione. Gli spinterometri sono costituiti da due conduttori separati da uno spazio attraverso il quale passa una scintilla elettrica. Ciò accade quando la differenza di tensione tra i conduttori raggiunge un punto critico chiamato tensione di rottura.
I resistori collegano l’alimentazione ai condensatori limitando la loro velocità di scarica. Quando vengono attivati, gli spinterometri collegano i condensatori in serie consentendo alla loro energia immagazzinata di scaricarsi come un’unica uscita. Perché ciò accada, gli spinterometri devono accendersi tutti più rapidamente di quanto un condensatore possa scaricarsi attraverso il suo resistore. Questo è raramente un problema, poiché gli spinterometri raggiungono in genere il livello di tensione di rottura richiesto in una manciata di nanosecondi.
Questi dispositivi sono un modo comune per generare impulsi elettrici ad alta tensione per il test, in particolare se la tensione dell’alimentazione di carica disponibile è insufficiente. Quando viene utilizzato nelle prove di apparecchiature ad alta tensione, un generatore Marx è in grado di produrre scariche elettriche superiori a due milioni di volt. La macchina Z, un potente generatore di raggi X presso i Sandia National Laboratories nel New Mexico, impiega un anello di 36 generatori Marx. Sono stati anche utilizzati per fornire brevi impulsi elettrici per apparecchiature elettro-ottiche, per pilotare alcuni tipi di laser e per l’accensione di esplosivi.
Un circuito simile a scala è utilizzato nel generatore Cockcroft-Walton. In questa implementazione del circuito, per la commutazione vengono utilizzati diodi anziché resistori e spinterometro. Il dispositivo funge anche da moltiplicatore di tensione ma produce una corrente continua costante piuttosto che la potenza pulsata di un generatore Marx.