Οι πληροφορίες παρέχονται μόνο για εκπαιδευτικούς σκοπούς!
Ο διαχειριστής του ιστότοπου δεν φέρει ευθύνη πιθανές συνέπειεςχρήση των παρεχόμενων πληροφοριών.
ΦΟΡΤΙΣΜΕΝΟΙ ΠΥΚΝΩΤΕΣ ΘΑΝΑΣΙΜΑΕΠΙΚΙΝΔΥΝΟΣ!
Ηλεκτρομαγνητικό πιστόλι (Gauss-gun, eng. κυλινδρικό όπλο) στην κλασική της έκδοση είναι μια συσκευή που χρησιμοποιεί την ιδιότητα των σιδηρομαγνητών να έλκονται σε μια περιοχή ισχυρότερου μαγνητικού πεδίου για να επιταχύνουν ένα σιδηρομαγνητικό «βλήμα».
Το όπλο μου gauss:
θέα από ψηλά: 
πλαϊνή όψη: 
1 - σύνδεσμος για σύνδεση απομακρυσμένης σκανδάλης
2 - διακόπτης "φόρτιση μπαταρίας / εργασία"
3 - υποδοχή για σύνδεση σε κάρτα ήχου υπολογιστή
4 - διακόπτης "φόρτιση πυκνωτή / βολή"
5 - κουμπί για εκφόρτιση έκτακτης ανάγκης του πυκνωτή
6 - ένδειξη "Φόρτιση μπαταρίας"
7 - ένδειξη "Εργασία"
8 - ένδειξη "Φόρτιση πυκνωτή"
9 - ένδειξη "Shot"
Σχέδιο του τμήματος ισχύος του όπλου Gauss:
1 - κορμός
2 - προστατευτική δίοδος
3 - πηνίο
4 - IR LED
5 - Φωτοτρανζίστορ υπερύθρων
Τα κύρια δομικά στοιχεία του ηλεκτρομαγνητικού μου όπλου:
μπαταρία
-
Χρησιμοποιώ δύο μπαταρίες ιόντων λιθίου SANYO UR18650AΜορφή 18650 από φορητό υπολογιστή 2150 mAh συνδεδεμένο σε σειρά:
...
Το όριο τάσης εκφόρτισης αυτών των μπαταριών είναι 3,0 V.
μετατροπέας τάσης για τροφοδοσία κυκλωμάτων ελέγχου -
Η τάση από τις μπαταρίες τροφοδοτείται σε έναν μετατροπέα τάσης ενίσχυσης στο τσιπ 34063, ο οποίος αυξάνει την τάση στα 14 V. Στη συνέχεια, η τάση τροφοδοτείται στον μετατροπέα για να φορτίσει τον πυκνωτή και σταθεροποιείται στα 5 V από το τσιπ 7805, στην τροφοδοσία το κύκλωμα ελέγχου.
μετατροπέας τάσης για φόρτιση πυκνωτή
-
μετατροπέας ενίσχυσης με βάση το χρονόμετρο 7555 και MOSFET-τρανζίστορ ;
- Αυτό Ν-Κανάλι MOSFET- τρανζίστορ στη θήκη ΤΟ-247με τη μέγιστη επιτρεπόμενη τάση "drain-source" VDS= 500 βολτ, μέγιστο ρεύμα παλμού αποστράγγισης Εγώ Δ= 56 αμπέρ και μια τυπική τιμή της αντίστασης της πηγής αποστράγγισης σε ανοιχτή κατάσταση RDS(ενεργό)= 0,33 ohm. 
Η αυτεπαγωγή του επαγωγέα μετατροπέα επηρεάζει τη λειτουργία του:
Η πολύ μικρή αυτεπαγωγή καθορίζει τον χαμηλό ρυθμό φόρτισης του πυκνωτή.
μια πολύ υψηλή αυτεπαγωγή μπορεί να κορεστεί τον πυρήνα.
Ως γεννήτρια παλμών ( κύκλωμα ταλαντωτή) για τον μετατροπέα ( μετατροπέας ενίσχυσης) μπορείτε να χρησιμοποιήσετε έναν μικροελεγκτή (για παράδειγμα, τον δημοφιλή Arduino), το οποίο θα σας επιτρέψει να εφαρμόσετε διαμόρφωση πλάτους παλμού (PWM, PWM) για τον έλεγχο του κύκλου λειτουργίας των παλμών.
πυκνωτής -
ηλεκτρολυτικό πυκνωτή για τάση αρκετών εκατοντάδων βολτ.
Προηγουμένως, χρησιμοποίησα έναν πυκνωτή K50-17 από ένα σοβιετικό εξωτερικό φλας με χωρητικότητα 800 uF για τάση 300 V: 
Τα μειονεκτήματα αυτού του πυκνωτή είναι, κατά τη γνώμη μου, μια χαμηλή τάση λειτουργίας, ένα αυξημένο ρεύμα διαρροής (με αποτέλεσμα μεγαλύτερη φόρτιση) και πιθανώς μια υπερεκτιμημένη χωρητικότητα.
Επομένως, άλλαξα στη χρήση εισαγόμενων σύγχρονων πυκνωτών: 
SAMWHAγια τάση 450 V με χωρητικότητα σειράς 220 uF HC. HC- αυτή είναι μια τυπική σειρά πυκνωτών SAMWHA, υπάρχουν και άλλες σειρές: ΑΥΤΟΣ- εργασία σε ευρύτερο φάσμα θερμοκρασιών, HJ- με εκτεταμένο χρόνο ζωής
PECγια τάση 400 V με χωρητικότητα 150 microfarads.
Δοκίμασα επίσης έναν τρίτο πυκνωτή για 400 V με χωρητικότητα 680 uF, αγορασμένο από ηλεκτρονικό κατάστημα dx.com -
Στο τέλος, συμφώνησα να χρησιμοποιήσω έναν πυκνωτή PEC για τάση 400 V με χωρητικότητα 150 microfarads.
Για έναν πυκνωτή, η αντίσταση της ισοδύναμης σειράς του είναι επίσης σημαντική ( ΕΣΡ).
διακόπτης -
διακόπτης ρεύματος ΑΝΩΝΥΜΗ ΕΤΑΙΡΙΑσχεδιασμένο για την εναλλαγή φορτισμένου πυκνωτή ντοστο πηνίο μεγάλο:
ως διακόπτης, μπορείτε να χρησιμοποιήσετε είτε θυρίστορ, είτε IGBT- τρανζίστορ:
θυρίστορ
-
Χρησιμοποιώ ένα power thyristor TC125-9-364 με έλεγχο καθόδου
εμφάνιση
διαστάσεις 
- θυρίστορ τύπου πείρου υψηλής ταχύτητας: "125" σημαίνει το μέγιστο επιτρεπόμενο ρεύμα λειτουργίας (125 A). Το "9" σημαίνει κλάση θυρίστορ, δηλ. επαναλαμβανόμενη παλμική τάση σε εκατοντάδες βολτ (900 V).
Η χρήση ενός θυρίστορ ως κλειδιού απαιτεί την επιλογή της χωρητικότητας της συστοιχίας πυκνωτών, καθώς ένας παρατεταμένος παλμός ρεύματος θα αναγκάσει το βλήμα που έχει πετάξει από το κέντρο του πηνίου να τραβηχτεί προς τα πίσω - " πιπιλίζουν πίσω αποτέλεσμα".
τρανζίστορ IGBT -
χρησιμοποιήστε ως κλειδί IGBT-Το τρανζίστορ επιτρέπει όχι μόνο να κλείνει, αλλά και να ανοίγει το κύκλωμα πηνίου. Αυτό επιτρέπει τη διακοπή του ρεύματος (και του μαγνητικού πεδίου του πηνίου) αφού το βλήμα περάσει από το κέντρο του πηνίου, διαφορετικά το βλήμα θα τραβηχτεί πίσω στο πηνίο και επομένως θα επιβραδύνει. Αλλά το άνοιγμα του κυκλώματος πηνίου (απότομη μείωση του ρεύματος στο πηνίο) οδηγεί στην εμφάνιση ενός παλμού υψηλής τάσης στο πηνίο σύμφωνα με το νόμο της ηλεκτρομαγνητικής επαγωγής $u_L = (L ((di_L) \over (dt) ) )$. Για την προστασία του κλειδιού -IGBT-τρανζίστορ, πρέπει να χρησιμοποιήσετε πρόσθετα στοιχεία: 
τηλεοράσεις vd- δίοδος ( Δίοδος TVS), δημιουργώντας μια διαδρομή για το ρεύμα στο πηνίο όταν ανοίγει το κλειδί και μειώνοντας ένα απότομο κύμα τάσης στο πηνίο
Rdis- αντίσταση εκφόρτισης ( αντίσταση εκφόρτισης) - παρέχει εξασθένηση του ρεύματος στο πηνίο (απορροφά την ενέργεια του μαγνητικού πεδίου του πηνίου)
Crsπυκνωτής καταστολής κουδουνίσματος), που αποτρέπει την εμφάνιση παλμών υπέρτασης στο κλειδί (μπορεί να συμπληρωθεί με αντίσταση, σχηματίζοντας RC snubber)
χρησιμοποίησα IGBT-τρανζίστορ IRG48BC40Fαπό τη δημοφιλή σειρά IRG4.
πηνίο (κουλούρα) -
το πηνίο τυλίγεται σε πλαστικό πλαίσιο με χάλκινο σύρμα. Η ωμική αντίσταση του πηνίου είναι 6,7 ohms. Το πλάτος της περιέλιξης πολλαπλών στρώσεων (χύμα) $b$ είναι 14 mm, σε ένα στρώμα υπάρχουν περίπου 30 στροφές, η μέγιστη ακτίνα είναι περίπου 12 mm, η ελάχιστη ακτίνα $D$ είναι περίπου 8 mm (η μέση ακτίνα $a $ είναι περίπου 10 mm, το ύψος είναι $ c $ - περίπου 4 mm), η διάμετρος του σύρματος - περίπου 0,25 mm.
Μια δίοδος συνδέεται παράλληλα με το πηνίο UF5408 (δίοδος καταστολής) (ρεύμα αιχμής 150 A, μέγιστη αντίστροφη τάση 1000 V), που μειώνει τον παλμό τάσης αυτοεπαγωγής όταν διακόπτεται το ρεύμα στο πηνίο.
βαρέλι
-
Κατασκευασμένο από το σώμα ενός στυλό.
βλήμα -
Οι παράμετροι του δοκιμαστικού βλήματος είναι ένα κομμάτι καρφιού με διάμετρο 4 mm (διάμετρος κάννης ~ 6 mm) και μήκος 2 cm (ο όγκος του βλήματος είναι 0,256 cm 3 και η μάζα $m$ = 2 γραμμάρια , αν υποθέσουμε ότι η πυκνότητα του χάλυβα είναι 7,8 g/cm 3). Υπολόγισα τη μάζα αντιπροσωπεύοντας το βλήμα ως συνδυασμό κώνου και κυλίνδρου. 
Το υλικό του βλήματος πρέπει να είναι σιδηρομαγνήτης.
Επίσης, το υλικό του βλήματος θα πρέπει να έχει όσο το δυνατόν περισσότερο υψηλό όριο μαγνητικού κορεσμού - τιμή επαγωγής κορεσμού $B_s$. Ενας από τις καλύτερες επιλογέςείναι ένα συνηθισμένο μαλακό μαγνητικό σίδερο (για παράδειγμα, συνηθισμένος μη σκληρυμένος χάλυβας St. 3 - St. 10) με επαγωγή κορεσμού 1,6 - 1,7 T. Τα καρφιά είναι κατασκευασμένα από σύρμα χάλυβα χαμηλής περιεκτικότητας σε άνθρακα, θερμικά μη επεξεργασμένο (ποιότητες χάλυβα St. 1 KP, St. 2 KP, St. 3 PS, St. 3 KP).
Ονομασία χάλυβα:
Τέχνη.- ανθρακούχο χάλυβα συνήθους ποιότητας.
0 - 10
- το ποσοστό άνθρακα, αυξημένο κατά 10 φορές. Καθώς η περιεκτικότητα σε άνθρακα αυξάνεται, η επαγωγή κορεσμού $B_s$ μειώνεται.
Και το πιο αποτελεσματικό είναι το κράμα " permendur", αλλά είναι πολύ εξωτικό και ακριβό. Αυτό το κράμα αποτελείται από 30-50% κοβάλτιο, 1,5-2% βανάδιο και το υπόλοιπο είναι σίδηρος. Το Permendur έχει την υψηλότερη επαγωγή κορεσμού $B_s$ από όλους τους γνωστούς σιδηρομαγνήτες έως 2,43 T.
Είναι επίσης επιθυμητό το υλικό του βλήματος να έχει τόσο πολύ χαμηλή αγωγιμότητα. Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι τα δινορεύματα που προκύπτουν σε ένα εναλλασσόμενο μαγνητικό πεδίο σε μια αγώγιμη ράβδο, οδηγούν σε απώλειες ενέργειας.
Ως εκ τούτου, ως εναλλακτική λύση στα κοχύλια - αποκόμματα νυχιών, δοκίμασα μια ράβδο φερρίτη ( ράβδος φερρίτη) λαμβάνονται από το γκάζι από τη μητρική πλακέτα: 
Παρόμοια πηνία βρίσκονται επίσης σε τροφοδοτικά υπολογιστών: 
Η εμφάνιση του πηνίου με πυρήνα φερρίτη: 
Υλικό στελέχους (πιθανόν νικέλιο-ψευδάργυρος ( Ni-Zn) (ανάλογα με εγχώριες ποιότητες φερρίτη NN/VN) σκόνη φερρίτη) είναι διηλεκτρικόςπου εξαλείφει την εμφάνιση δινορευμάτων. Αλλά το μειονέκτημα του φερρίτη είναι η χαμηλή επαγωγή κορεσμού $B_s$ ~ 0,3 T.
Το μήκος της ράβδου ήταν 2 cm: 
Η πυκνότητα των φερριτών νικελίου-ψευδαργύρου είναι $\rho$ = 4,0 ... 4,9 g/cm 3 .
Δύναμη έλξης βλήματος
Ο υπολογισμός της δύναμης που ασκεί ένα βλήμα σε ένα πυροβόλο Gauss είναι συγκρότημαέργο.
Μπορούν να δοθούν αρκετά παραδείγματα υπολογισμού ηλεκτρομαγνητικών δυνάμεων.
Η δύναμη έλξης ενός κομματιού ενός σιδηρομαγνήτη σε ένα πηνίο σωληνοειδούς με σιδηρομαγνητικό πυρήνα (για παράδειγμα, ένας οπλισμός ρελέ σε ένα πηνίο) καθορίζεται από την έκφραση $F = (((((w I))^2) \ mu_0 S) \over (2 ((\δέλτα)^ 2)))$ , όπου $w$ είναι ο αριθμός των στροφών στο πηνίο, $I$ είναι το ρεύμα στην περιέλιξη του πηνίου, $S$ είναι η τομή του πυρήνα του πηνίου, $\delta$ είναι η απόσταση από τον πυρήνα του πηνίου μέχρι το κομμάτι που έλκεται. Σε αυτή την περίπτωση, παραβλέπουμε τη μαγνητική αντίσταση των σιδηρομαγνητών σε ένα μαγνητικό κύκλωμα.
Η δύναμη που έλκει έναν σιδηρομαγνήτη στο μαγνητικό πεδίο ενός πηνίου χωρίς πυρήνα δίνεται από $F = ((w I) \πάνω από 2) ((d\Phi) \over (dx))$.
Σε αυτόν τον τύπο, $((d\Phi) \over (dx))$ είναι ο ρυθμός μεταβολής της μαγνητικής ροής του πηνίου $\Phi$ όταν ένα κομμάτι σιδηρομαγνήτη κινείται κατά μήκος του άξονα του πηνίου (αλλαγή στο $x συντεταγμένη $), αυτή η τιμή είναι αρκετά δύσκολο να υπολογιστεί. Ο παραπάνω τύπος μπορεί να ξαναγραφτεί ως $F = (((I)^2) \over 2) ((dL) \over (dx))$, όπου $((dL) \over (dx))$ είναι η τιμή αλλαγής πηνίου αυτεπαγωγής $L$.
Πώς να πυροβολήσετε ένα όπλο Gauss
Πριν από την ενεργοποίηση, ο πυκνωτής πρέπει να φορτιστεί σε τάση 400 V. Για να το κάνετε αυτό, ενεργοποιήστε το διακόπτη (2) και γυρίστε το διακόπτη (4) στη θέση "CHARGE". Για να υποδείξει την τάση, μια ένδειξη στάθμης από ένα σοβιετικό μαγνητόφωνο συνδέεται στον πυκνωτή μέσω ενός διαιρέτη τάσης. Για εκφόρτιση έκτακτης ανάγκης του πυκνωτή χωρίς σύνδεση του πηνίου, χρησιμοποιείται μια αντίσταση με αντίσταση 6,8 kOhm με ισχύ 2 W, συνδεδεμένη με διακόπτη (5) στον πυκνωτή. Πριν από την πυροδότηση, είναι απαραίτητο να γυρίσετε το διακόπτη (4) στη θέση "SHOT". Για να αποφευχθεί η επίδραση της αναπήδησης της επαφής στο σχηματισμό ενός παλμού ελέγχου, το κουμπί "Shot" συνδέεται στο κύκλωμα κατά της αναπήδησης στο ρελέ μεταγωγής και στο μικροκύκλωμα 74HC00N. Από την έξοδο αυτού του κυκλώματος, το σήμα ενεργοποιεί μια βολή, η οποία παράγει έναν μόνο παλμό ρυθμιζόμενης διάρκειας. Αυτή η ώθηση έρχεται μέσω ενός οπτικού συζεύκτη PC817στην κύρια περιέλιξη του παλμικού μετασχηματιστή, ο οποίος παρέχει γαλβανική απομόνωση του κυκλώματος ελέγχου από το κύκλωμα ισχύος. Η ώθηση που δημιουργείται στη δευτερεύουσα περιέλιξη ανοίγει το θυρίστορ και ο πυκνωτής εκκενώνεται μέσω αυτού στο πηνίο.
Το ρεύμα που διαρρέει το πηνίο κατά την εκφόρτιση δημιουργεί ένα μαγνητικό πεδίο που έλκει το σιδηρομαγνητικό βλήμα και δίνει στο βλήμα κάποια αρχική ταχύτητα. Αφού φύγει από την κάννη, το βλήμα πετά περαιτέρω με αδράνεια. Σε αυτή την περίπτωση, θα πρέπει να ληφθεί υπόψη ότι αφού το βλήμα περάσει από το κέντρο του πηνίου, το μαγνητικό πεδίο θα επιβραδύνει το βλήμα, επομένως ο παλμός ρεύματος στο πηνίο δεν πρέπει να σφίγγεται, διαφορετικά αυτό θα οδηγήσει σε μείωση στην αρχική ταχύτητα του βλήματος.
Για τον τηλεχειρισμό της λήψης, ένα κουμπί είναι συνδεδεμένο στην υποδοχή (1): 
Προσδιορισμός της ταχύτητας του βλήματος από την κάννη
Κατά την πυροδότηση, η ταχύτητα και η ενέργεια του ρύγχους εξαρτώνται σε μεγάλο βαθμό από την αρχική θέση του βλήματοςστο στέλεχος.
Για να ρυθμίσετε τη βέλτιστη θέση, είναι απαραίτητο να μετρήσετε την ταχύτητα του βλήματος που βγαίνει από την κάννη. Για αυτό χρησιμοποίησα έναν οπτικό μετρητή ταχύτητας - δύο οπτικούς αισθητήρες (IR LED VD1, VD2+ IR φωτοτρανζίστορ VT1, VT2) τοποθετούνται στον κορμό σε απόσταση $l$ = 1 cm το ένα από το άλλο. Κατά τη διάρκεια της πτήσης, το βλήμα κλείνει τα φωτοτρανζίστορ από την εκπομπή των LED και τους συγκριτές στο μικροκύκλωμα LM358Nσχηματίζουν ένα ψηφιακό σήμα: 
Όταν η ροή φωτός του αισθητήρα 2 (κοντά στο πηνίο) είναι μπλοκαρισμένη, ανάβει κόκκινο (" ΤΟ ΚΟΚΚΙΝΟ") LED, και όταν ο αισθητήρας 1 επικαλύπτει - πράσινο (" ΠΡΑΣΙΝΟΣ").
Αυτό το σήμα μετατρέπεται σε επίπεδο σε δέκατα του βολτ (διαιρέτες από αντιστάσεις R1,R3Και R2,R4) και τροφοδοτείται σε δύο κανάλια της γραμμικής (όχι μικροφώνου!) εισόδου της κάρτας ήχου του υπολογιστή χρησιμοποιώντας ένα καλώδιο με δύο βύσματα - ένα βύσμα συνδεδεμένο στην υποδοχή Gaussian και ένα βύσμα συνδεδεμένο στην υποδοχή κάρτας ήχου του υπολογιστή:
διαιρέτης τάσης:
ΑΡΙΣΤΕΡΑ- αριστερό κανάλι ΣΩΣΤΑ- δεξί κανάλι GND- "Γη"
βύσμα πιστολιού:
5 - αριστερό κανάλι. 1 - δεξί κανάλι. 3 - "έδαφος"
βύσμα συνδεδεμένο στον υπολογιστή:
1 - αριστερό κανάλι. 2 - δεξί κανάλι. 3 - "έδαφος"
Για επεξεργασία σήματος είναι βολικό στη χρήση δωρεάν πρόγραμμα Θράσος().
Δεδομένου ότι ένας πυκνωτής είναι συνδεδεμένος σε σειρά με το υπόλοιπο κύκλωμα σε κάθε κανάλι της εισόδου της κάρτας ήχου, η είσοδος της κάρτας ήχου είναι στην πραγματικότητα RC-αλυσίδα και το σήμα που καταγράφεται από τον υπολογιστή έχει μια ομαλοποιημένη μορφή: 
Χαρακτηριστικά σημεία στα γραφήματα:
1 - πτήση του μπροστινού μέρους του βλήματος πέρα από τον αισθητήρα 1
2 - πτήση του μπροστινού μέρους του βλήματος πέρα από τον αισθητήρα 2
3 - πτήση του πίσω μέρους του βλήματος πέρα από τον αισθητήρα 1
4 - πτήση του πίσω μέρους του βλήματος πέρα από τον αισθητήρα 2
Προσδιορίζω την ταχύτητα στομίου του βλήματος από τη χρονική διαφορά μεταξύ των σημείων 3 και 4, λαμβάνοντας υπόψη ότι η απόσταση μεταξύ των αισθητήρων είναι 1 cm.
Στο παραπάνω παράδειγμα, με ρυθμό δειγματοληψίας $f$ = 192000 Hz για τον αριθμό των δειγμάτων $N$ = 160, η ταχύτητα του βλήματος $v = ((l f) \over (N)) = ((1920) \over 160)$ ήταν 12 m/s .
Η ταχύτητα του βλήματος που βγαίνει από την κάννη εξαρτάται από την αρχική του θέση στην κάννη, η οποία ορίζεται από τη μετατόπιση του πίσω μέρους του βλήματος από την άκρη της κάννης $\Delta$: 
Για κάθε χωρητικότητα μπαταρίας $C$, η βέλτιστη θέση βλήματος (τιμή $\Delta$) είναι διαφορετική.
Για το βλήμα που περιγράφεται παραπάνω και χωρητικότητα μπαταρίας 370 uF, έλαβα τα ακόλουθα αποτελέσματα:
Με χωρητικότητα μπαταρίας 150 uF, τα αποτελέσματα ήταν τα εξής:
Η μέγιστη ταχύτητα βλήματος ήταν $v$ = 21,1 m/s (σε $\Delta$ = 10 mm), η οποία αντιστοιχεί σε ενέργεια ~ 0,5 J
-
Κατά τη δοκιμή ενός βλήματος - μιας ράβδου φερρίτη, αποδείχθηκε ότι απαιτεί πολύ περισσότερα βαθιά τοποθεσίαστο πορτμπαγκάζ (πολύ μεγαλύτερο $\Delta$).
Νόμοι για τα όπλα
Στη Δημοκρατία της Λευκορωσίας, προϊόντα με ενέργεια ρύγχους ( ενέργεια ρύγχους) όχι περισσότερο από 3 J
αγοράστηκε χωρίς άδεια και δεν έχει εγγραφεί.
ΣΕ Ρωσική Ομοσπονδίαπροϊόντα με ενέργεια ρύγχους λιγότερο από 3 J
δεν θεωρούνται όπλα.
Στο Ηνωμένο Βασίλειο, τα ενεργειακά προϊόντα ρύγχους δεν θεωρούνται όπλα. όχι περισσότερο από 1,3 J.
Προσδιορισμός ρεύματος εκφόρτισης πυκνωτή
Για να προσδιορίσετε το μέγιστο ρεύμα εκφόρτισης ενός πυκνωτή, μπορείτε να χρησιμοποιήσετε το γράφημα της τάσης κατά μήκος του πυκνωτή κατά την εκφόρτιση. Για να το κάνετε αυτό, μπορείτε να συνδεθείτε στον σύνδεσμο, ο οποίος τροφοδοτείται μέσω της τάσης διαχωριστή στον πυκνωτή, μειωμένη κατά $n$ = 100 φορές. Ρεύμα εκφόρτισης πυκνωτή $i = (n) \cdot (C \cdot ((du) \over (dt))) = (((m_u) \over (m_t)) C tg \alpha)$, όπου $\alpha$ - τη γωνία κλίσης της εφαπτομένης στην καμπύλη τάσης πυκνωτή σε ένα δεδομένο σημείο.
Ακολουθεί ένα παράδειγμα τέτοιας καμπύλης τάσης εκφόρτισης σε έναν πυκνωτή: 
Σε αυτό το παράδειγμα, $C$ = 800 µF, $m_u$ = 1 V/div, $m_t$ = 6,4 ms/div, $\alpha$ = -69,4°, $tg \alpha = -2 ,66 $, που αντιστοιχεί στο ρεύμα στην αρχή της εκφόρτισης $i = (100) \cdot (800) \cdot (10^(-6)) \cdot (1 \πάνω (6,4 \cdot (10^(-3) ))) \cdot (-2,66) = -33,3$ αμπέρ.
Συνεχίζεται
Γεια σας φίλοι! Σίγουρα κάποιοι από εσάς έχετε ήδη διαβάσει ή έχετε συναντήσει προσωπικά ηλεκτρομαγνητικό επιταχυντή Gauss, το οποίο είναι περισσότερο γνωστό ως Cannon Gauss.
Το παραδοσιακό όπλο Gauss κατασκευάζεται χρησιμοποιώντας δυσεύρετους ή μάλλον ακριβούς πυκνωτές μεγάλης χωρητικότητας, επίσης για την εκτέλεση σωστή φόρτισηκαι μια βολή απαιτεί κάποιες σωληνώσεις (δίοδοι, θυρίστορ, και ούτω καθεξής). Αυτό μπορεί να είναι αρκετά δύσκολο για άτομα που δεν καταλαβαίνουν τίποτα από ραδιοηλεκτρονικά, αλλά η επιθυμία να πειραματιστούν δεν τους επιτρέπει να καθίσουν ακίνητοι. Σε αυτό το άρθρο, θα προσπαθήσω να μιλήσω λεπτομερώς για την αρχή λειτουργίας του όπλου και πώς μπορείτε να συναρμολογήσετε έναν επιταχυντή Gauss απλοποιημένο στο ελάχιστο.
Το κύριο μέρος του όπλου είναι το πηνίο. Κατά κανόνα, τυλίγεται ανεξάρτητα σε κάποια διηλεκτρική μη μαγνητική ράβδο, η οποία σε διάμετρο υπερβαίνει ελαφρώς τη διάμετρο του βλήματος. Στο προτεινόμενο σχέδιο, το πηνίο μπορεί ακόμη και να τυλιχτεί "με το μάτι", επειδή η αρχή της λειτουργίας απλά δεν επιτρέπει να γίνουν υπολογισμοί. Αρκεί να πάρετε ένα σύρμα από χαλκό ή αλουμίνιο με διάμετρο 0,2-1 mm σε μόνωση λάκας ή σιλικόνης και να ανεβάσετε 150-250 στροφές στην κάννη ώστε το μήκος περιέλιξης μιας σειράς να είναι περίπου 2-3 εκ. Μπορείτε επίσης χρησιμοποιήστε μια έτοιμη ηλεκτρομαγνητική βαλβίδα.
Κατά το πέρασμα ηλεκτρικό ρεύμαένα μαγνητικό πεδίο δημιουργείται μέσω του πηνίου. Με απλά λόγια, το πηνίο μετατρέπεται σε ηλεκτρομαγνήτη που τραβάει ένα σιδερένιο βλήμα, και για να μην παραμένει στο πηνίο, απλά πρέπει να απενεργοποιήσετε το ρεύμα όταν εισέλθει στην ηλεκτρομαγνητική βαλβίδα.
Στα κλασικά όπλα αυτό επιτυγχάνεται με ακριβείς υπολογισμούς, χρήση θυρίστορ και άλλων εξαρτημάτων που θα «κόψουν» τον παλμό την κατάλληλη στιγμή. Απλώς θα σπάσουμε την αλυσίδα «όταν μπορούμε». Για έκτακτη διακοπή του ηλεκτρικού κυκλώματος στην καθημερινή ζωή, χρησιμοποιούνται ασφάλειες, μπορούν να χρησιμοποιηθούν στο έργο μας, αλλά είναι πιο σκόπιμο να τις αντικαταστήσετε με λαμπτήρες από γιρλάντα χριστουγεννιάτικων δέντρων. Είναι σχεδιασμένα να τροφοδοτούνται από χαμηλή τάση, επομένως, όταν τροφοδοτούνται από δίκτυο 220 V, καίγονται αμέσως και διακόπτουν το κύκλωμα.
Η τελική συσκευή αποτελείται μόνο από τρία μέρη: ένα πηνίο, ένα καλώδιο δικτύου και έναν λαμπτήρα συνδεδεμένο σε σειρά με το πηνίο.
Πολλοί θα συμφωνήσουν ότι η χρήση ενός όπλου σε αυτή τη μορφή είναι εξαιρετικά άβολη και αντιαισθητική, και μερικές φορές ακόμη και πολύ επικίνδυνη. Τοποθέτησα λοιπόν τη συσκευή σε ένα μικρό κομμάτι κόντρα πλακέ. Τοποθέτησα ξεχωριστούς ακροδέκτες για το πηνίο. Αυτό καθιστά δυνατή τη γρήγορη αλλαγή της ηλεκτρομαγνητικής βαλβίδας και τον πειραματισμό διαφορετικές επιλογές. Για τον λαμπτήρα τοποθέτησα δύο λεπτά κομμένα καρφιά. Τα άκρα των καλωδίων του λαμπτήρα απλά τυλίγονται γύρω τους, έτσι ο λαμπτήρας αλλάζει πολύ γρήγορα. Σημειώστε ότι η ίδια η φιάλη βρίσκεται σε μια ειδικά κατασκευασμένη τρύπα.
Το γεγονός είναι ότι όταν εκτοξεύεται, υπάρχει μια μεγάλη λάμψη και σπινθήρες, οπότε θεώρησα απαραίτητο να κατεβάσω λίγο αυτό το «ρεύμα».
Η ταχύτητα του βλήματος εδώ είναι αρκετά υψηλή, αλλά ακόμη και με δυσκολία σπάει το χαρτί, μερικές φορές σιδερένιες σφαίρες οδηγούνται στον αφρό.
Το άρθρο θα εξετάσει ένα παράδειγμα δημιουργίας το απλούστερο όπλο Gauss. Η ουσία της συσκευής έγκειται στο γεγονός ότι λειτουργεί σε ηλεκτρομαγνητικό πεδίο, δηλαδή, το φορτίο εκτοξεύεται στην πτήση χρησιμοποιώντας ηλεκτρική ενέργεια. Ένα τέτοιο όπλο συναρμολογείται πολύ απλά, με όλα απαραίτητα υλικάη συναρμολόγηση διαρκεί περίπου μία ώρα. Φυσικά, η δύναμη του όπλου δεν είναι μεγάλη, αφού η απόδοσή του είναι μόλις 1%, αλλά αυτό αρκεί για να τρυπήσει ένα χαρτόνι ή ένα κουτάκι μπύρας. Για την αποθήκευση της φόρτισης χρησιμοποιούνται εύκολα προσβάσιμοι πυκνωτές και η πηγή τάσης είναι μια κανονική πρίζα, δηλαδή 220V AC. Το κανόνι μπορεί να εκτοξεύσει ατσάλινες μπάλες ή βελάκια, τα οποία μπορούν να κατασκευαστούν από καρφιά.
Υλικά και εργαλεία συναρμολόγησης:
- Λαμπτήρας (220V, 60 Watt) με φυσίγγιο.
- καλώδια?
- πυκνωτές (μπορείτε να λάβετε από τροφοδοτικό υπολογιστή).
- δίοδοι?
- μεταλλικοί και πλαστικοί σωλήνες.
- σύρμα με βερνίκι χαλκού.
- κόλλα (ο Τιτάν είναι κατάλληλο).
- κολλητήρι με συγκόλληση.
- ηλεκτρική ταινία.
Διαδικασία κατασκευής όπλων Gauss:
Βήμα πρώτο. Πώς είναι το όπλο
Για να κατανοήσετε πώς λειτουργεί το όπλο, προτείνεται να μελετήσετε το διάγραμμα. Είναι πολύ απλό, δεν υπάρχουν μετατροπείς, όλα λειτουργούν από δίκτυο 220V. Το κύκλωμα αποτελείται από πυκνωτές που συσσωρεύουν φορτίο, μια δίοδο (που απαιτείται για την εξίσωση του εναλλασσόμενου ρεύματος), ένα πηνίο (ο ίδιος ο ηλεκτρομαγνήτης) και μια λάμπα που θα περιορίσει το ρεύμα φόρτισης των πυκνωτών.
Βήμα δυο. Κάνουμε μια σπείρα
Το πηνίο θα λειτουργεί σαν ηλεκτρομαγνήτης όταν δέχεται τάση από τους πυκνωτές. Για την κατασκευή του πηνίου, θα χρειαστεί ένα λουστραρισμένο σύρμα, το πάχος του οποίου είναι τουλάχιστον 0,7 mm. Το σύρμα τυλίγεται σε πλαστικό ή μεταλλικό σωλήνα, θα λειτουργήσει και ως κορμός. Το σύρμα πρέπει να τυλίγεται τακτοποιημένα, ομοιόμορφα, σπείρα-κουλούρα. Όταν τυλίγεται το πρώτο στρώμα, πρέπει να στερεωθεί με κόλλα. Στη συνέχεια, ένα νέο στρώμα τυλίγεται από πάνω. Για να ευθυγραμμίσετε τα πηνία, μπορείτε να χρησιμοποιήσετε ξύλινα αντικείμενα ή μπαμπού. Ως αποτέλεσμα, το πηνίο θα πρέπει να πάρει τη μορφή, όπως μπορείτε να δείτε στη φωτογραφία.
Βήμα τρίτο. Κατασκευή τράπεζας πυκνωτών
Η συστοιχία πυκνωτών είναι η πηγή ισχύος του όπλου. Όσο περισσότεροι πυκνωτές υπάρχουν, τόσο περισσότερο φορτίο μπορούν να συσσωρευτούν, πράγμα που σημαίνει ότι το όπλο θα πυροβολεί πιο δυνατά. Για τους σκοπούς αυτούς, οι πυκνωτές από ένα τροφοδοτικό υπολογιστή είναι τέλειοι, η ονομαστική τους τάση είναι 200V. Όσο για την χωρητικότητα, μπορεί να είναι 470 microfarads ή 560 microfarads. Συνολικά, ο συγγραφέας χρησιμοποιεί έξι πυκνωτές, συνδέονται χρησιμοποιώντας συγκολλητικό σίδερο και καλώδια παράλληλα.
Βήμα τέταρτο. Το τελικό στάδιο της συναρμολόγησης
Για να φορτίσετε τέτοιους πυκνωτές, χρειάζεστε συνεχές ρεύμα, για να το αποκτήσετε, θα χρειαστούν δίοδοι. Τέτοιες δίοδοι μπορούν να βρεθούν ξανά σε ένα τροφοδοτικό υπολογιστή. Για να κάνετε το σύστημα αξιόπιστο, μπορείτε να εγκαταστήσετε 4 ή περισσότερες διόδους παράλληλα. Το μείον της διόδου πρέπει να συνδεθεί με το συν του πυκνωτή ή το αντίστροφο.
Μεταξύ άλλων, ένας λαμπτήρας είναι αναμμένος στο κύκλωμα, εκτελεί το έργο μιας αντίστασης και δεν επιτρέπει στους πυκνωτές να επαναφορτιστούν σε κατάσταση βλάβης. Επίσης, ο λαμπτήρας θα χρησιμεύσει ως ένδειξη φόρτισης, μπορεί να χρησιμοποιηθεί για να προσδιοριστεί πότε φορτίζονται οι πυκνωτές και μπορείτε να πυροβολήσετε.
Όσον αφορά τη σκανδάλη, θα χρειαστείτε έναν διακόπτη για τις λήψεις και το καλύτερο από όλα, έναν διακόπτη εναλλαγής. Είναι σημαντικό ο διακόπτης ή ο διακόπτης εναλλαγής να αντέχουν υψηλά φορτία.
Κάθε λάτρης της επιστημονικής φαντασίας είναι εξοικειωμένος με τα ηλεκτρομαγνητικά όπλα. Τέτοιες τεχνολογίες απεικονίζονται ως συνδυασμός μηχανικών, ηλεκτρονικών και ηλεκτρικών εξαρτημάτων. Πώς μοιάζει όμως ένα τέτοιο όπλο πραγματική ζωήέχει έστω και την παραμικρή πιθανότητα να υπάρχει;
Τεχνολογικά χαρακτηριστικά
Το τουφέκι Gauss είναι ενδιαφέρον για τους ερευνητές για πολλά χαρακτηριστικά ταυτόχρονα. Η εφαρμογή αυτής της τεχνολογίας θα αποφύγει τη θέρμανση των όπλων. Κατά συνέπεια, οι ιδιότητες ταχείας πυρκαγιάς του θα αυξηθούν σε προηγουμένως άγνωστα όρια. Επιπλέον, η ενσάρκωση των τεχνολογικών ιδεών στην πραγματικότητα θα καταστήσει απαραίτητη την εγκατάλειψη των φυσιγγίων, γεγονός που θα απλοποιήσει σημαντικά τη λήψη.
Από προεπιλογή, το τουφέκι Gauss μπορεί να εκτοξεύει λεπτά στενά βλήματα με την υψηλότερη διεισδυτική ισχύ. Η επιτάχυνση του φυσιγγίου σε αυτή την περίπτωση είναι απολύτως ανεξάρτητη από τη διάμετρο.
Για τη λειτουργία του όπλου αρκεί η επαναφόρτιση με ηλεκτρικό ρεύμα. Όσον αφορά τα γνωστά σχήματα, δεν υπάρχουν πρακτικά κινούμενα στοιχεία στη δομή τους.
Αρχή σκοποβολής
Επί του παρόντος, το όπλο παραμένει στο στάδιο ανάπτυξης. Σύμφωνα με την ιδέα, θα πρέπει να πυροβολεί με φυσίγγια σιδήρου. Ωστόσο, σε αντίθεση με τα αντίστοιχα πυροβόλα όπλα, οι οβίδες τίθενται σε κίνηση όχι από την πίεση των αερίων σκόνης, αλλά από την επίδραση ενός μαγνητικού πεδίου.
Στην πραγματικότητα, το τουφέκι Gauss λειτουργεί σύμφωνα με μια μάλλον πρωτόγονη αρχή. Κατά μήκος της κάννης υπάρχει μια σειρά από ηλεκτρομαγνητικά πηνία. Τα φυσίγγια φορτώνονται από το γεμιστήρα μηχανικά. Ένα από τα πηνία ανεβάζει το φορτίο. Μόλις το φυσίγγιο φτάσει στη μέση της κάννης, ενεργοποιείται το επόμενο πηνίο, λόγω του οποίου επιταχύνεται.
Η διαδοχική τοποθέτηση κατά μήκος της κάννης ενός αυθαίρετου αριθμού πηνίων σας επιτρέπει θεωρητικά να διασκορπίσετε αμέσως το βλήμα σε ασύλληπτες ταχύτητες.
Πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα
Το ηλεκτρομαγνητικό τουφέκι θεωρητικά έχει πλεονεκτήματα που δεν είναι εφικτά για οποιοδήποτε άλλο γνωστό όπλο:
- η δυνατότητα επιλογής της ταχύτητας του βλήματος.
- έλλειψη μανικιών?
- εκτέλεση απολύτως αθόρυβων πυροβολισμών.
- μικρή επιστροφή?
- υψηλή αξιοπιστία;
- αντοχή στη φθορά?
- που λειτουργούν ιδιαίτερα στον αέρα χωρίς αέρα απώτερο διάστημα.
Παρά την αρκετά απλή αρχή λειτουργίας και τον απλό σχεδιασμό, το τουφέκι Gauss έχει ορισμένα μειονεκτήματα που δημιουργούν εμπόδια στη χρήση του ως όπλο.
Το κύριο πρόβλημα είναι η χαμηλή απόδοση των ηλεκτρομαγνητικών πηνίων. Ειδικές δοκιμές δείχνουν ότι μόνο το 7% περίπου του φορτίου μετατρέπεται σε κινητική ενέργεια, κάτι που δεν αρκεί για να τεθεί σε κίνηση το φυσίγγιο.
Η δεύτερη δυσκολία είναι η σημαντική κατανάλωση και η μακροχρόνια συσσώρευση ενέργειας από τους πυκνωτές. Μαζί με το όπλο, θα πρέπει να μεταφέρετε μια αρκετά βαριά και ογκώδη πηγή ενέργειας.
Με βάση τα παραπάνω, μπορεί να συναχθεί το συμπέρασμα ότι στο σύγχρονες συνθήκεςπρακτικά δεν υπάρχουν προοπτικές υλοποίησης της ιδέας καθώς ελαφρά όπλα. Μια θετική στροφή προς τη σωστή κατεύθυνση είναι δυνατή μόνο στην περίπτωση ανάπτυξης ισχυρών, αυτόνομων και ταυτόχρονα συμπαγών πηγών ηλεκτρικού ρεύματος.
Πρωτότυπα
Επί του παρόντος, δεν υπάρχει ούτε ένα επιτυχημένο παράδειγμα δημιουργίας ηλεκτρομαγνητικών όπλων υψηλής αποτελεσματικότητας. Ωστόσο, αυτό δεν παρεμβαίνει στην ανάπτυξη πρωτοτύπων. Το πιο επιτυχημένο παράδειγμα είναι η εφεύρεση του γραφείου μηχανικών Delta V Engineering.
Η συσκευή δεκαπέντε φόρτισης των προγραμματιστών επιτρέπει την αρκετά γρήγορη βολή, απελευθερώνοντας 7 φυσίγγια ανά δευτερόλεπτο. Δυστυχώς, η διεισδυτική δύναμη ενός τουφεκιού είναι αρκετή μόνο για να σπάσει γυαλί και κονσέρβες. Ηλεκτρομαγνητικά όπλαέχει βάρος περίπου 4 κιλά και εκτοξεύει σφαίρες διαμετρήματος 6,5 χλστ.
Μέχρι σήμερα, ο προγραμματιστής δεν έχει καταφέρει ακόμη να επιτύχει την επιτυχία του να ξεπεράσει το κύριο μειονέκτημα του τουφεκιού - την εξαιρετικά χαμηλή ταχύτητα εκκίνησης των βλημάτων. Εδώ, αυτός ο αριθμός είναι μόνο 43 m / s. Αν σχεδιάσουμε παραλληλισμούς, τότε η ταχύτητα στομίου ενός φυσιγγίου που εκτοξεύεται από αεροβόλο τουφέκι είναι σχεδόν 20 φορές μεγαλύτερη.
Εφεύρεση του Gauss σε παιχνίδια υπολογιστή
Στα παιχνίδια επιστημονικής φαντασίας, το ηλεκτρομαγνητικό όπλο είναι ίσως το πιο ισχυρό, γρήγορο και πραγματικά θανατηφόρο όπλο. Είναι αστείο, αλλά το μεγαλύτερο μέρος των ειδικών εφέ δεν είναι χαρακτηριστικό αυτής της εφεύρεσης.
Το πιο εντυπωσιακό παράδειγμα είναι το πιστόλι και το τουφέκι Gauss, που είναι διαθέσιμα στους χαρακτήρες της καλτ σειράς παιχνιδιών Fallout. Όπως το πραγματικό πρωτότυπο, το εικονικό όπλο λειτουργεί με βάση φορτισμένα ηλεκτρομαγνητικά σωματίδια.
Στο Σ.Τ.Α.Λ.Κ.Ε.Ρ. Το πυροβόλο όπλο Gauss έχει χαμηλό ρυθμό πυρκαγιάς, που είναι κοντά στις ιδιότητες των πραγματικών πρωτοτύπων. Ταυτόχρονα, το όπλο έχει την υψηλότερη δύναμη. Σύμφωνα με την περιγραφή, το όπλο λειτουργεί με βάση την ενέργεια ανώμαλων φαινομένων.
Τα παιχνίδια Master of Orion επιτρέπουν επίσης στον παίκτη να εξοπλίσει διαστημόπλοιαόπλα Gauss. Εδώ, το όπλο εκτοξεύει ηλεκτρομαγνητικά βλήματα, η ισχύς ζημιάς των οποίων δεν εξαρτάται από την απόσταση από τον στόχο.
Λειτουργική αρχή
Οι παράμετροι των πηνίων επιτάχυνσης, του βλήματος και των πυκνωτών πρέπει να συντονίζονται με τέτοιο τρόπο ώστε κατά τη διάρκεια της βολής, όταν το βλήμα πλησιάζει την ηλεκτρομαγνητική βαλβίδα, η επαγωγή μαγνητικού πεδίου στην ηλεκτρομαγνητική βαλβίδα είναι μέγιστη, αλλά πέφτει απότομα καθώς πλησιάζει το βλήμα. Αξίζει να σημειωθεί ότι είναι δυνατοί διαφορετικοί αλγόριθμοι για τη λειτουργία των πηνίων επιτάχυνσης.
Κινητική ενέργεια του βλήματος
Βάρος βλήματος
- η ταχύτητά του
Ενέργεια που αποθηκεύεται σε έναν πυκνωτή
Τάση πυκνωτή
- χωρητικότητα του πυκνωτή
Χρόνος εκφόρτισης πυκνωτή
Αυτός είναι ο χρόνος που χρειάζεται για να εκφορτιστεί πλήρως ο πυκνωτής. Είναι ίσο με το ένα τέταρτο της περιόδου:
- αυτεπαγωγή
- χωρητικότητα
Χρόνος λειτουργίας του επαγωγέα
Αυτός είναι ο χρόνος κατά τον οποίο το EMF του επαγωγέα ανεβαίνει στη μέγιστη τιμή του (πλήρης εκφόρτιση του πυκνωτή) και πέφτει εντελώς στο 0. Είναι ίσο με το ανώτερο μισό κύκλο του ημιτονοειδούς.
- αυτεπαγωγή
- χωρητικότητα
Εφαρμογή
Θεωρητικά, είναι δυνατή η χρήση όπλων Gauss για την εκτόξευση ελαφρών δορυφόρων σε τροχιά. Η κύρια εφαρμογή είναι οι ερασιτεχνικές εγκαταστάσεις, η επίδειξη των ιδιοτήτων των σιδηρομαγνητών. Χρησιμοποιείται επίσης αρκετά ενεργά ως παιδικό παιχνίδι ή ως αυτοδημιούργητη εγκατάσταση που αναπτύσσει την τεχνική δημιουργικότητα (απλότητα και σχετική ασφάλεια).
Πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα
Το κανόνι Gauss ως όπλο έχει πλεονεκτήματα που δεν έχουν άλλα μικρά όπλα. Αυτή είναι η απουσία οβίδων και η απεριόριστη επιλογή της αρχικής ταχύτητας και ενέργειας των πυρομαχικών, η δυνατότητα αθόρυβης βολής (εάν η ταχύτητα ενός επαρκώς βελτιωμένου βλήματος δεν υπερβαίνει την ταχύτητα του ήχου), συμπεριλαμβανομένης της αλλαγής της κάννης και των πυρομαχικών , σχετικά χαμηλή ανάκρουση (ίση με την ορμή του βλήματος που έχει πετάξει έξω, δεν υπάρχει πρόσθετη ώθηση από αέρια σκόνης ή κινούμενα μέρη), θεωρητικά, μεγαλύτερη αξιοπιστία και θεωρητικά αντοχή στη φθορά, καθώς και ικανότητα εργασίας σε οποιεσδήποτε συνθήκες, συμπεριλαμβανομένου του διαστήματος.
Ωστόσο, παρά τη φαινομενική απλότητα του κανονιού Gauss, η χρήση του ως όπλου είναι γεμάτη σοβαρές δυσκολίες.
Η πρώτη και κύρια δυσκολία είναι η χαμηλή απόδοση της εγκατάστασης. Μόνο το 1-7% του φορτίου του πυκνωτή μετατρέπεται στην κινητική ενέργεια του βλήματος. Εν μέρει, αυτό το μειονέκτημα μπορεί να αντισταθμιστεί με τη χρήση ενός συστήματος επιτάχυνσης βλημάτων πολλαπλών σταδίων, αλλά σε κάθε περίπτωση, η απόδοση σπάνια φτάνει το 27%. Βασικά, σε ερασιτεχνικές εγκαταστάσεις, η ενέργεια που αποθηκεύεται με τη μορφή μαγνητικού πεδίου δεν χρησιμοποιείται με κανέναν τρόπο, αλλά είναι ο λόγος για τη χρήση ισχυρών πλήκτρων (συχνά θα χρησιμοποιηθούν διαθέσιμες μονάδες IGBT) για το άνοιγμα του πηνίου (κανόνας Lenz).
Η δεύτερη δυσκολία είναι η υψηλή κατανάλωση ενέργειας (λόγω χαμηλής απόδοσης).
Η τρίτη δυσκολία (ακολουθεί από τις δύο πρώτες) είναι το μεγάλο βάρος και οι διαστάσεις της εγκατάστασης με τη χαμηλή απόδοση της.
Η τέταρτη δυσκολία είναι αρκετή πολύς καιρόςαθροιστική επαναφόρτιση πυκνωτών, που αναγκάζει μια πηγή ισχύος (συνήθως μια ισχυρή μπαταρία) να μεταφερθεί μαζί με το πιστόλι Gauss, καθώς και το υψηλό κόστος τους. Είναι θεωρητικά δυνατό να αυξηθεί η απόδοση εάν χρησιμοποιούνται υπεραγώγιμα σωληνοειδή, ωστόσο αυτό θα απαιτούσε ισχυρό σύστημαψύξη, η οποία φέρνει πρόσθετα προβλήματα και επηρεάζει σοβαρά το εύρος της εγκατάστασης.
Η πέμπτη δυσκολία είναι ότι με την αύξηση της ταχύτητας του βλήματος, η διάρκεια του μαγνητικού πεδίου κατά την πτήση της ηλεκτρομαγνητικής βαλβίδας από το βλήμα μειώνεται σημαντικά, γεγονός που οδηγεί στην ανάγκη όχι μόνο να ενεργοποιείται κάθε επόμενο πηνίο του πολλαπλού σταδίου σύστημα εκ των προτέρων, αλλά και να αυξήσει την ισχύ του πεδίου του ανάλογα με τη μείωση αυτού του χρόνου. Συνήθως αυτό το μειονέκτημα αγνοείται αμέσως, καθώς τα περισσότερα οικιακά συστήματα έχουν είτε μικρό αριθμό πηνίων είτε ανεπαρκή ταχύτητα σφαίρας.
Σε συνθήκες υδάτινο περιβάλλονη χρήση όπλου χωρίς προστατευτικό περίβλημα είναι επίσης σοβαρά περιορισμένη - η απομακρυσμένη επαγωγή ρεύματος είναι αρκετή ώστε το διάλυμα αλατιού να διαχωριστεί στο περίβλημα με το σχηματισμό επιθετικών (διαλυτικών) μέσων, τα οποία απαιτούν πρόσθετη μαγνητική θωράκιση.
Έτσι, σήμερα το όπλο Gauss δεν έχει καμία προοπτική ως όπλο, καθώς είναι σημαντικά κατώτερο από άλλους τύπους φορητών όπλων και είναι απίθανο να εμφανιστούν προοπτικές στο μέλλον, καθώς δεν μπορεί να ανταγωνιστεί εγκαταστάσεις που λειτουργούν με άλλες αρχές. Θεωρητικά, οι προοπτικές είναι δυνατές μόνο στο μέλλον, εάν δημιουργηθούν συμπαγείς και ισχυρές πηγές ηλεκτρικού ρεύματος και υπεραγωγών υψηλής θερμοκρασίας (200-300K). Ωστόσο, μια διάταξη παρόμοια με το όπλο Gauss μπορεί να χρησιμοποιηθεί στο διάστημα, καθώς πολλά από τα μειονεκτήματα τέτοιων ρυθμίσεων ισοπεδώνονται υπό κενό και έλλειψη βαρύτητας. Ειδικότερα, τα στρατιωτικά προγράμματα της ΕΣΣΔ και των ΗΠΑ εξέτασαν τη δυνατότητα χρήσης εγκαταστάσεων παρόμοιων με το πυροβόλο όπλο Gauss σε δορυφόρους σε τροχιά για την καταστροφή άλλων διαστημικών σκαφών (βλήματα με μεγάλο ποσόμικρά κατεστραμμένα μέρη) ή αντικείμενα στην επιφάνεια της γης.
Στη λογοτεχνία
Αρκετά συχνά στη λογοτεχνία του είδους επιστημονικής φαντασίας αναφέρεται το όπλο Gauss. Λειτουργεί εκεί ως θανατηφόρο όπλο υψηλής ακρίβειας. Ένα τέτοιο παράδειγμα λογοτεχνικό έργοείναι βιβλία της σειράς S.T.A.L.K.E.R. βασισμένα στο S.T.A.L.K.E.R. , όπου το κανόνι Gauss ήταν ένα από τα πιο ισχυρά όπλα. Αλλά το πρώτο στην επιστημονική φαντασία, το κανόνι Gauss ενσωματώθηκε στην πραγματικότητα από τον Harry Harrison στο βιβλίο του "Revenge of the Steel Rat" (δεν είναι αλήθεια, πολύ πριν οι Harrison, A. Kazantsev, "The Burning Island" μπορεί να ήταν ακόμη νωρίτερα βιβλιογραφικές αναφορές). Απόσπασμα από το βιβλίο: «Όλοι είχαν έναν Gaussian μαζί του - έναν πολλαπλών χρήσεων και ειδικά θανατηφόρο όπλο. Του ισχυρές μπαταρίεςσυσσώρευσε μια εντυπωσιακή χρέωση. Όταν πατήθηκε η σκανδάλη, δημιουργήθηκε ένα ισχυρό μαγνητικό πεδίο στην κάννη, επιταχύνοντας το βλήμα σε ταχύτητα που δεν ήταν κατώτερη από την ταχύτητα του βλήματος οποιουδήποτε άλλου όπλου με αντιδραστικά φυσίγγια. Αλλά το Gaussian είχε το πλεονέκτημα ότι είχε υψηλότερο ρυθμό πυρκαγιάς, ήταν απολύτως αθόρυβο και εκτόξευε οποιαδήποτε οβίδα, από δηλητηριασμένες βελόνες μέχρι εκρηκτικές σφαίρες.
Σε παιχνίδια υπολογιστή
- Το Crimsonland διαθέτει ένα κανόνι Gauss που διαπερνά σιωπηλά τους εχθρούς, προκαλώντας μεγάλη ζημιά.
- Στο Warzone 2100, με ανάπτυξη έως και 70%, η πρόσβαση στο κανόνι Gauss είναι ξεκλείδωτη.
- Στο BattleTech, στις σειρές MechWarrior και MechCommander.
- Στο Command & Conquer 3: Tiberium Wars και στο Command & Conquer 3: Kane’s Wrath, υπάρχει μια αναβάθμιση του Gauss Cannon που αυξάνει τη ζημιά για τα άρματα μάχης Predator και Mammoth, μηχανικούς Titan και αμυντικά όπλα Guardian. Επίσης, οι Ειδικές Δυνάμεις GSB στο παιχνίδι είναι οπλισμένες με Rapid Fire Gauss Rifles.
- Στο Σ.Τ.Α.Λ.Κ.Ε.Ρ. το κανόνι Gauss έχει τρομερή δύναμη και αργεί να ξαναγεμίσει. Λειτουργεί με μπαταρίες που χρησιμοποιούν την ενέργεια του τεχνουργήματος Flash. Στο παιχνίδι "S.T.A.L.K.E.R Call of Pripyat" κάτω από την ανωμαλία "Iron Forest" υπάρχει ένα δωμάτιο όπου δοκιμάστηκε, υπάρχει επίσης ένα τεράστιο κανόνι Gauss.
- Στο StarCraft, οι πεζικοί είναι οπλισμένοι με αυτόματα τουφέκια C-14 "Impaler" Gauss. Τα Ghosts φέρουν επίσης τουφέκια C-10 που ονομάζονται "Capshot Rifles".
- Στο Crysis, το τουφέκι Gauss είναι ένα όπλο ελεύθερου σκοπευτή που προκαλεί τη μέγιστη ζημιά.
- Στο Crysis 2, το όπλο Gauss είναι μια τροποποίηση για τουφέκι εφόδου, μαζί με έναν εκτοξευτή χειροβομβίδων κάτω από την κάννη. Έχει μεγάλη ζημιά και αργή επαναφόρτωση.
- Στο Fallout 2, το τουφέκι Gauss είναι το πιο ισχυρό όπλο με μεγάλη εμβέλεια, σχεδόν στο ίδιο επίπεδο με τα τουφέκια ελεύθερου σκοπευτή.
- Στο Fallout 3 και στο Fallout New Vegas, το τουφέκι Gauss είναι ένα ενεργειακό τουφέκι. τουφέκι ελεύθερου σκοπευτήεξοπλισμένος με οπτική όρασηκαι χαρακτηρίζεται από υψηλή απόδοση σε μεσαίες και μεγάλες αποστάσεις. Προκαλεί πολύ μεγάλη ζημιά.
- Το Fallout Tactics έχει ένα πιστόλι gauss, ένα τουφέκι gauss και ένα πολυβόλο gauss με τέσσερις κάνες.
- Στο X-COM: Terror From The Deep, το όπλο Gauss είναι μια από τις πρώτες εξελίξεις για την καταστροφή εξωγήινων υποβρύχια.
- Στο X³: Reunion /X³: Terran Conflict Cannon Gauss - ισχυρό όπλογια καταστροφείς, με καλό βεληνεκές, αλλά χαμηλή ταχύτητα βλήματος. Η ενέργεια πρακτικά δεν ξοδεύει, αλλά απαιτεί ειδικά πυρομαχικά.
- Το κανόνι B Ogame Gauss είναι μια ισχυρή αμυντική δομή.
- Στο Red Faction: Guerrilla, το τουφέκι Gauss είναι ένα όπλο υψηλής ισχύος, αλλά έχει μέση καταστροφική δύναμη σε σύγκριση με άλλα καταστροφικά όπλα.
- Στο παιχνίδι MMOTPS S4 League, το κανόνι Gauss είναι ένα πολυβόλο που σταδιακά μειώνεται σε ακρίβεια καθώς πυροβολεί συνεχώς.
- Στη σειρά παιχνιδιών Warhammer 40.000, τα κανόνια Gauss χρησιμοποιούνται σε μεγάλο βαθμό από τους Necrons. Το κανόνι Gauss σε αυτή την περίπτωση αναφέρεται σε ενεργειακό όπλο που εκτοξεύει πράσινο κεραυνό και καταστρέφει διαμοριακούς δεσμούς, σε ορισμένες περιπτώσεις αναφέρεται ότι το θύμα εκμηδενίζεται.