Jak działa „coilgun”?

Zastanawiałem się, jak działa tak zwany „coilgun”, wiem, co to robi, ale zastanawiałem się, jak działa pod maską i jak w końcu zrobić podstawowy? Ile energii będzie potrzebne?

Cewka to szereg cewek, które są kolejno energetyzowane, gdy przechodzi przez nie pocisk przewodzący wykonany z materiału magnetycznego .

Każdy etap działa na podobnych zasadach jak elektromagnes . Pętle prądowe indukują strumień magnetyczny przez ich środek:

Gdy pocisk przewodzący zbliża się do pętli prądowych w rdzeniu powietrznym, dzieją się dwie rzeczy: indukcyjność pętli wzrasta, a pocisk magnesuje się . Namagnesowany pocisk jest następnie przyciągany do pola magnetycznego pętli, przyspieszając w jego kierunku. W miarę zbliżania się, indukcyjność wzrasta, uzupełniając pętlę sprzężenia zwrotnego dodatniego, tak że zwiększa się przyciąganie pocisku i pola magnetycznego wytwarzanego przez pętle.

Proces ten osiąga szczyt, gdy pocisk zostanie całkowicie zamknięty w cewce, gdzie dalszy przesuw zmniejsza indukcyjność pętli. W tym momencie prąd przepływający przez pętlę zostaje nagle wyłączony, aby pocisk nie został spowolniony przez ciągłe przyciąganie do pola magnetycznego cewki.

Są to podstawowe zasady fizyki, według których działa cewka, co wydaje się być tym, czym jesteś zainteresowany. Istnieje wiele praktycznych wdrożeń.

Najpierw spójrz na Wikipedię . Artykuł jest interesującym punktem wyjścia.

Z tego, co widzę, odkąd dopiero zacząłeś je studiować, najlepiej zacząć od elektromagnesu . W ten sposób możesz zapoznać się z obliczeniami potrzebnymi dla twojego projektu, ponieważ cewka jest zasadniczo specjalnym przypadkiem elektromagnesu. Pozwolę ci obliczyć, jakiego prądu i napięcia potrzebujesz. Należy pamiętać o impedancji cewki i obwodów ochronnych potrzebnych do przejścia między stanami włączenia i wyłączenia. Istnieją programy, które mogą obliczyć indukcyjność cewki na podstawie średnicy drutu, liczby zwojów i tak dalej. Wyślę link, jak tylko wykopię skąd mam swój. Jeśli chodzi o ochronę, w Internecie można znaleźć wiele samouczków dotyczących silników elektrycznych. To, czego potrzebujesz, powinno być dość podobne, ponieważ cewka jest głównym problemem w obu z nich.

Po zdobyciu najbardziej podstawowego magnesu powinieneś poświęcić czas na obliczenie, jakiego rodzaju pocisku użyjesz, jaki zasięg chcesz i tak dalej. Znowu Wikipedia przybywa na ratunek , ale w Internecie istnieje wiele innych dobrych źródeł. Gdy otrzymasz potrzebną siłę, możesz rozpocząć obliczanie parametrów elektromagnesów, których chcesz użyć.

Następnie potrzebujesz obwodu, który może szybko włączać i wyłączać kilka elektromagnesów. Możesz odświeżyć swoje umiejętności cyfrową elektroniką, ponieważ prawdopodobnie możesz użyć do tego jakiegoś licznika, ale nie mam dużego doświadczenia w tej dziedzinie, więc nie mogę dać ci dobrej rady. Interesujące byłyby również mikrokontrolery, ponieważ programujesz w języku C.

Oczywiście potrzebujesz również zasilacza. Jeśli wybierzesz kondensatory niskiego napięcia o dużej pojemności i wysokim prądzie, możesz mieć prosty zasilacz, ale ładowanie kondensatorów zajęłoby trochę czasu.

Na Youtube jest ten facet o imieniu Afrotechmods, który ma kilka samouczków na temat zasilaczy, dużych kondensatorów i katastrofalnych awarii elementów elektronicznych.

Kolejnym łatwo przeoczanym aspektem w tym scenariuszu są wewnętrzne kable połączeniowe. Powinieneś upewnić się, że wytrzymają prądy, które planujesz przez nie przepuścić. Aby być bezpiecznym, używaj mocniejszych kabli, które są konieczne.

Istnieje również kwestia bezpieczeństwa. Najlepszą radą byłoby pozyskanie do współpracy kogoś, kto ma duże doświadczenie w tej dziedzinie. Rozumiem, dlaczego nauczyciel nie chce przekazywać ci informacji o tym projekcie. Kondensatory mogą z łatwością eksplodować, a superkondensatory nawet bardziej, kable zasilające mogą się stopić i zapalić, nawet jeśli twoje obliczenia wskazują, że powinny one być w stanie wytrzymać prąd (zdarzyło mi się to kilka dni temu), możesz dostać zwarcie w miejscu, w którym mógłby się zapalić, część urządzenia, która powinna zostać odizolowana, może być pod napięciem po dotknięciu, co może prowadzić do poparzeń i tak dalej. Tak więc radzę ci zbadać, w jaki sposób każdy element może zawieść, jak zareagować, gdy zawiedzie i być na to gotowym. Dobrym pomysłem byłoby również stosowanie komponentów o wyższej wartości znamionowej niż potrzebna, tylko dla bezpieczeństwa. Niektóre nowsze komponenty mają również wewnętrzne zabezpieczenia przed przepięciem (napięcie, nagrzewanie, prąd), zwarciem i tak dalej. Jeśli możesz zdobyć takie komponenty, użyj ich.

Na koniec dodam tylko, że celowo jestem niejasny w tej odpowiedzi. Każdy z poruszonych przeze mnie punktów jest bardzo szeroki i może sam zadać kilka pytań. Miałem pomysł, aby dać ci przegląd tego, co jest potrzebne, zanim zaczniesz. Będziesz musiał przeprowadzić wiele badań!

Ponieważ jesteś nowy w posługiwaniu się cewkami, na początek poleciłbym dwa kierunki studiów. Najpierw zrozum, że pistolety cewkowe to tylko elektromagnesy, które są tylko cewkami indukcyjnymi. Różnica polega na tym, że wyłączasz cewkę tuż przed tym, jak środek pocisku dotrze do środka cewki. Aby to zrozumieć, musisz dobrze zrozumieć prawo Ampera i prawo indukcyjne Faradaya. Gdy opanujesz te dwie rzeczy, będzie to kwestia eksperymentów. Powiedziałbym ponadto, że przestrzeganie wszystkich powyższych wskazówek dotyczących środków ostrożności jest rzeczywiście mądre, ponieważ prawie byłem wielokrotnie ranny, nie przestrzegając tych rad.