Ένα ισχυρό μοντέλο του διάσημου όπλου Gauss, το οποίο μπορείτε να φτιάξετε με τα χέρια σας από αυτοσχέδια μέσα, είναι ικανοποιημένο. Αυτό το σπιτικό όπλο Gauss είναι κατασκευασμένο πολύ απλά, έχει ελαφρύ σχεδιασμό, κάθε σπιτικός λάτρης και ραδιοερασιτέχνης μπορεί να βρει όλα τα ανταλλακτικά που χρησιμοποιούνται. Με τη βοήθεια του προγράμματος υπολογισμού πηνίου, μπορείτε να πάρετε τη μέγιστη ισχύ.
Έτσι, για να φτιάξουμε το κανόνι Gauss, χρειαζόμαστε:
- Κομμάτι κόντρα πλακέ.
- Φύλλο πλαστικό.
- Πλαστικός σωλήνας για ρύγχος ∅5 mm.
- Σύρμα χαλκού για πηνίο ∅0,8 mm.
- Μεγάλοι ηλεκτρολυτικοί πυκνωτές
- κουμπί εκκίνησης
- Thyristor 70TPS12
- Μπαταρίες 4Χ1,5V
- Λάμπα πυρακτώσεως και υποδοχή για αυτό 40W
- Δίοδος 1N4007
Συναρμολόγηση του σώματος για το σχέδιο του όπλου Gauss
Το σχήμα της θήκης μπορεί να είναι οποιοδήποτε, δεν είναι απαραίτητο να τηρείτε το παρουσιαζόμενο σχήμα. Για να δώσετε στη θήκη μια αισθητική εμφάνιση, μπορείτε να τη βάψετε με σπρέι.
Τοποθέτηση εξαρτημάτων στο περίβλημα για το κανόνι Gauss
Αρχικά, τοποθετούμε τους πυκνωτές, σε αυτήν την περίπτωση στερεώθηκαν σε πλαστικούς δεσμούς, αλλά μπορείτε να σκεφτείτε μια άλλη βάση.
Στη συνέχεια τοποθετούμε την κασέτα για τη λάμπα πυρακτώσεως στο εξωτερικό του περιβλήματος. Μην ξεχάσετε να συνδέσετε δύο καλώδια ρεύματος σε αυτό.
Στη συνέχεια τοποθετούμε τη θήκη μπαταριών στο εσωτερικό της θήκης και τη στερεώνουμε, για παράδειγμα, με ξύλινες βίδες ή με άλλο τρόπο.
Περιέλιξη πηνίου για το κανόνι Gauss
Για να υπολογίσετε το πηνίο Gauss, μπορείτε να χρησιμοποιήσετε το πρόγραμμα FEMM, μπορείτε να κατεβάσετε το πρόγραμμα FEMM από αυτόν τον σύνδεσμο https://code.google.com/archive/p/femm-coilgun
Η χρήση του προγράμματος είναι πολύ εύκολη, πρέπει να εισαγάγετε τις απαραίτητες παραμέτρους στο πρότυπο, να τις φορτώσετε στο πρόγραμμα και στην έξοδο παίρνουμε όλα τα χαρακτηριστικά του πηνίου και του μελλοντικού όπλου στο σύνολό του, μέχρι την ταχύτητα του βλήμα.
Λοιπόν, ας αρχίσουμε να κουρδίζουμε! Πρώτα πρέπει να πάρετε τον προετοιμασμένο σωλήνα και να τυλίξετε χαρτί γύρω του χρησιμοποιώντας κόλλα PVA έτσι ώστε η εξωτερική διάμετρος του σωλήνα να είναι 6 mm.
Στη συνέχεια ανοίγουμε τρύπες στο κέντρο των τμημάτων και τα βάζουμε στο σωλήνα. Στερεώστε τα με ζεστή κόλλα. Η απόσταση μεταξύ των τοίχων πρέπει να είναι 25 mm.
Βάζουμε το πηνίο στο βαρέλι και προχωράμε στο επόμενο βήμα ...
Σχέδιο Gauss Cannon. Συνέλευση
Συναρμολογούμε το κύκλωμα στο εσωτερικό της θήκης με επιφανειακή τοποθέτηση.
Στη συνέχεια τοποθετούμε το κουμπί στη θήκη, ανοίγουμε δύο τρύπες και περνάμε εκεί τα καλώδια για το πηνίο.
Για να απλοποιήσετε τη χρήση, μπορείτε να φτιάξετε μια βάση για το όπλο. Σε αυτή την περίπτωση, κατασκευάστηκε από ένα ξύλινο μπλοκ. Σε αυτή την έκδοση του φορείου, άφησαν κενά κατά μήκος των άκρων του βαρελιού, αυτό είναι απαραίτητο για να ρυθμίσετε το πηνίο, μετακινώντας το πηνίο, μπορείτε να επιτύχετε τη μεγαλύτερη ισχύ.
Τα κοχύλια των κανονιών είναι κατασκευασμένα από μεταλλικό καρφί. Τα τμήματα κατασκευάζονται μήκους 24 mm και διαμέτρου 4 mm. Τα κενά πυρομαχικών πρέπει να ακονιστούν.
Κάπως έτσι, στο Διαδίκτυο, βρήκα ένα άρθρο για το όπλο Gauss και σκέφτηκα το γεγονός ότι θα ήταν ωραίο να έχω ένα (ή και δύο) για τον εαυτό μου. Κατά τη διαδικασία της αναζήτησης, βρήκα τον ιστότοπο gauss2k και, χρησιμοποιώντας το απλούστερο σχέδιο, συναρμολόγησα ένα υπερ-cool-mega-gauss όπλο.
Εκεί είναι: 
Και πυροβόλησε λίγο: 
Και τότε με πήρε μια δυνατή θλίψη, που δεν είχα ένα υπερ-κουλ όπλο, αλλά ένα κλανάκι, που υπάρχουν πολλά. Κάθισα και άρχισα να σκέφτομαι πώς μπορώ να αυξήσω την αποτελεσματικότητα. Μεγάλη σκέψη. Ετος. Διάβασα ολόκληρο το gauss2k και το πάτωμα του στρατιωτικού φόρουμ. Εφευρέθηκε.
Αποδεικνύεται ότι υπάρχει ένα πρόγραμμα γραμμένο από ξένους επιστήμονες, αλλά τελειωμένο από τεχνίτες μας κάτω από ένα κανόνι Gauss, και δεν ονομάζεται άλλο από FEMM.
Κατέβασα το σενάριο .lua και την έκδοση 4.2 του προγράμματος στο εξωτερικό από το φόρουμ και ετοιμάστηκα να χτυπήσω τους επιστημονικούς υπολογισμούς. Αλλά δεν ήταν εκεί, το πρόγραμμα του εξωτερικού δεν ήθελε να τρέξει το ρωσικό σενάριο, επειδή το σενάριο έγινε με την έκδοση 4.0. Και άνοιξα την οδηγία (εγχειρίδιο τη λένε) στην αστική γλώσσα και την άναψα τελείως. Μου αποκαλύφθηκε η μεγάλη αλήθεια ότι στο σενάριο, καταραμένο, πρέπει πρώτα να προσθέσεις μια tricky γραμμή.
Εδώ είναι: setcompatibilitymode(1) -- ενεργοποιήστε τη λειτουργία συμβατότητας femm 4.2
Και κάθισα για μεγάλους υπολογισμούς, η μηχανή μέτρησης μου βούιξε και έλαβα μια περιγραφή ενός επιστήμονα:
Περιγραφή
Χωρητικότητα πυκνωτή, microFarad= 680
Τάση πυκνωτή, Volt = 200
Συνολική αντίσταση, Ohm = 1,800147899376892
Εξωτερική αντίσταση, Ohm = 0,5558823529411765
Αντίσταση πηνίου, Ohm = 1,244265546435716
Αριθμός στροφών ανά πηνίο = 502,1193771626296
Διάμετρος σύρματος περιέλιξης πηνίου, mm = 0,64
Το μήκος του σύρματος στο πηνίο, μέτρο = 22,87309092387464
Μήκος πηνίου, mm = 26
Εξωτερική διάμετρος πηνίου, mm = 24
Επαγωγή του πηνίου με τη σφαίρα στην αρχική θέση, microHenry = 1044,92294174225
Εξωτερική διάμετρος κάννης, mm = 5
Βάρος σφαίρας, γραμμάρια = 2,450442269800038
Μήκος σφαίρας, mm = 25
Διάμετρος σφαίρας, mm = 4
Η απόσταση στην οποία η σφαίρα ωθείται στο πηνίο την αρχική στιγμή, χιλιοστό = 0
Υλικό από το οποίο κατασκευάζεται η σφαίρα = Νο 154 Πειραματικά επιλεγμένο υλικό (απλό σίδερο)
Χρόνος διεργασίας (μικροσεκ)= 4800
Αύξηση χρόνου, microsec=100
Ενέργεια σφαίρας J = 0,2765589667129519
Ενέργεια πυκνωτή J = 13,6
Απόδοση Gauss (%)= 2,033521814065823
Ταχύτητα ρύγχους, m/s = 0
Ταχύτητα σφαίρας στην έξοδο από το πηνίο, m / s = 15,02403657199634
Η μέγιστη ταχύτητα που επιτεύχθηκε, m/s = 15,55034094445013
Και μετά κάθισα για να πραγματοποιήσω αυτή τη μαγεία στην πραγματικότητα.
Πήρα ένα σωλήνα από την κεραία (ένα από τα τμήματα D = 5mm) και έκανα μια τομή σε αυτόν (με ένα μύλο), επειδή ο σωλήνας είναι ένα κλειστό πηνίο στο οποίο θα προκληθούν ρεύματα, καταραμένα, δινορεύματα και αυτό ακριβώς Ο σωλήνας θα θερμανθεί, μειώνοντας την απόδοση, η οποία είναι ήδη χαμηλή.
Να τι συνέβη: σχισμή ~ 30 mm
Άρχισε να τυλίγει το πηνίο. Για να το κάνω αυτό, έκοψα 2 τετράγωνα (30x30 mm) από αλουμινόχαρτο και με μια τρύπα στο κέντρο (D = 5 mm) και χάραξα πάνω του δύσκολα κομμάτια για να το κολλήσω στον σωλήνα (παρόλο που γυαλίζει σαν κομμάτι από σίδηρο, είναι στην πραγματικότητα ορείχαλκος).
Με όλα αυτά τα πράγματα, κάθισα να τυλίξω το πηνίο: 
Τυλιγμένο. Και σύμφωνα με το ίδιο σχέδιο, συναρμολόγησα αυτή τη δύσκολη συσκευή. 
Δείτε πώς φαίνεται: 
Το θυρίστορ και το mikrik ήταν από παλιά στοκ, αλλά τον πυκνωτή τον πήρα από τροφοδοτικό υπολογιστή (είναι δύο). Από το ίδιο PSU, χρησιμοποιήθηκαν στη συνέχεια μια γέφυρα διόδου και ένα τσοκ που μετατράπηκε σε μετασχηματιστή ανόδου, επειδή είναι επικίνδυνο να φορτιστεί από μια πρίζα και δεν βρίσκεται σε ανοιχτό πεδίο και επομένως χρειάζομαι έναν μετατροπέα, τον οποίο άρχισε να χτίζει. Για να το κάνω αυτό, πήρα μια γεννήτρια που είχε συναρμολογηθεί προηγουμένως στο NE555:
Και το σύνδεσε στο γκάζι: 
που είχε 2 περιελίξεις των 54 στροφών σύρματος 0,8. Τα τροφοδοτούσα όλα από μπαταρία 6 volt. Και τελικά, τι μαγικό - αντί για 6 βολτ στην έξοδο (οι περιελίξεις είναι ίδιες), πήρα μέχρι και 74 βολτ. Έχοντας καπνίσει ένα άλλο πακέτο εγχειριδίων για μετασχηματιστές, ανακάλυψα:
- Όπως γνωρίζετε, το ρεύμα στο δευτερεύον τύλιγμα είναι τόσο μεγαλύτερο, τόσο πιο γρήγορα αλλάζει το ρεύμα στο πρωτεύον τύλιγμα, δηλ. ανάλογη με την παράγωγο της τάσης στο πρωτεύον τύλιγμα. Εάν η παράγωγος ενός ημιτονοειδούς είναι επίσης ένα ημιτονοειδές με το ίδιο πλάτος (σε έναν μετασχηματιστή, η τιμή της τάσης πολλαπλασιάζεται με τον λόγο μετασχηματισμού N), τότε η κατάσταση είναι διαφορετική με τους ορθογώνιους παλμούς. Στο μπροστινό και στο πίσω άκρο του τραπεζοειδούς παλμού, ο ρυθμός μεταβολής της τάσης είναι πολύ υψηλός και η παράγωγος σε αυτό το σημείο έχει επίσης μεγάλης σημασίαςεξ ου και η υψηλή τάση.Gauss2k.narod.ru "Μια φορητή συσκευή για φόρτιση πυκνωτών." Συγγραφέας ADF
Μετά από λίγη σκέψη, κατέληξα στο συμπέρασμα: αφού η τάση εξόδου μου είναι 74 βολτ, αλλά χρειάζομαι 200 τότε - 200/74 = 2,7 φορές ο αριθμός των στροφών πρέπει να αυξηθεί. Σύνολο 54 * 2,7 = 146 στροφές. Τύλιγω ένα από τα τυλίγματα με λεπτότερο σύρμα (0,45). Ο αριθμός των στροφών αυξήθηκε σε 200 (σε αποθεματικό). Έπαιξα με τη συχνότητα του μετατροπέα και πήρα τα πολυπόθητα 200 βολτ (μάλιστα 215).
Δείτε πώς φαίνεται:
Άσχημο, αλλά αυτή είναι μια προσωρινή επιλογή, τότε θα γίνει ξανά.
Έχοντας συγκεντρώσει όλα αυτά τα πράγματα, έκανα μερικά γυρίσματα:
Μετά τη βολή, αποφάσισα να μετρήσω τι είδους χαρακτηριστικά απόδοσης έχει το όπλο μου. Ξεκίνησε με τη μέτρηση της ταχύτητας.
Αφού κάθισα το βράδυ με χαρτί και στυλό, κατέληξα σε έναν τύπο που σας επιτρέπει να υπολογίσετε την ταχύτητα κατά μήκος της διαδρομής πτήσης: 
Με αυτόν τον δύσκολο τύπο, πήρα:
Απόσταση στόχου, x = 2,14 m
κατακόρυφη απόκλιση, y (αριθμητικός μέσος όρος 10 βολών) = 0,072 m
Σύνολο: 
Στην αρχή δεν το πίστευα, αλλά στη συνέχεια οι συναρμολογημένοι αισθητήρες διείσδυσης που συνδέονται με την κάρτα ήχου έδειξαν ταχύτητα 17,31 m / s
Ήμουν πολύ τεμπέλης να μετρήσω τη μάζα ενός γαρύφαλλου (και δεν υπάρχει τίποτα) οπότε πήρα τη μάζα που μου υπολόγισε η FEMM (2,45 γραμμάρια). Βρέθηκε αποτελεσματικότητα.
Ενέργεια που αποθηκεύεται στον πυκνωτή = (680 * 10^-6 * 200^2) / 2 = 13,6 J
Ενέργεια σφαίρας = (2,45 * 10^-3 * 17,3^2) / 2 = 0,367 J
Απόδοση = 0,367 / 13,6 * 100% = 2,7%
Αυτό είναι βασικά το μόνο που συνδέεται με έναν επιταχυντή μίας σταδίου. Δείτε πώς φαίνεται:
Το κείμενο της εργασίας τοποθετείται χωρίς εικόνες και τύπους.
Πλήρη έκδοσηη εργασία είναι διαθέσιμη στην καρτέλα "Αρχεία εργασίας" σε μορφή PDF
Το ηλεκτρομαγνητικό όπλο Gauss είναι γνωστό σε όλους τους ερασιτέχνες παιχνίδια στον υπολογιστήκαι φαντασία. Πήρε το όνομά του από τον Γερμανό φυσικό Karl Gauss, ο οποίος διερεύνησε τις αρχές του ηλεκτρομαγνητισμού. Είναι όμως το θανατηφόρο όπλο φαντασίας τόσο μακριά από την πραγματικότητα;
Από το μάθημα σχολική φυσικήΜάθαμε ότι ένα ηλεκτρικό ρεύμα που διέρχεται από αγωγούς δημιουργεί ένα μαγνητικό πεδίο γύρω τους. Όσο μεγαλύτερο είναι το ρεύμα, τόσο ισχυρότερο είναι το μαγνητικό πεδίο. Το μεγαλύτερο πρακτικό ενδιαφέρον παρουσιάζει το μαγνητικό πεδίο ενός πηνίου με ρεύμα, με άλλα λόγια, ένα επαγωγέα (σωληνοειδές). Εάν ένα πηνίο με ρεύμα αιωρείται σε λεπτούς αγωγούς, τότε θα τοποθετηθεί στην ίδια θέση με τη βελόνα της πυξίδας. Αυτό σημαίνει ότι ο επαγωγέας έχει δύο πόλους - βόρειο και νότιο.
Το όπλο Gauss αποτελείται από μια ηλεκτρομαγνητική βαλβίδα, στο εσωτερικό της οποίας υπάρχει μια διηλεκτρική κάννη. Ένα βλήμα από σιδηρομαγνήτη εισάγεται σε ένα από τα άκρα της κάννης. Όταν ρέει ηλεκτρικό ρεύμα στην ηλεκτρομαγνητική βαλβίδα, δημιουργείται ένα μαγνητικό πεδίο, το οποίο επιταχύνει το βλήμα, «τραβώντας» το στην ηλεκτρομαγνητική βαλβίδα. Σε αυτή την περίπτωση, στα άκρα του βλήματος σχηματίζονται πόλοι συμμετρικοί με τους πόλους του πηνίου, λόγω των οποίων, αφού περάσει από το κέντρο του σωληνοειδούς, το βλήμα μπορεί να έλκεται προς την αντίθετη κατεύθυνση και να επιβραδυνθεί.
Για το μεγαλύτερο αποτέλεσμα, ο παλμός ρεύματος στην ηλεκτρομαγνητική βαλβίδα πρέπει να είναι βραχυπρόθεσμος και ισχυρός. Κατά κανόνα, χρησιμοποιούνται ηλεκτρικοί πυκνωτές για να ληφθεί μια τέτοια ώθηση. Οι παράμετροι της περιέλιξης, του βλήματος και των πυκνωτών πρέπει να συντονίζονται κατά τέτοιο τρόπο ώστε όταν το βλήμα πλησιάζει την ηλεκτρομαγνητική βαλβίδα, η επαγωγή του μαγνητικού πεδίου στην ηλεκτρομαγνητική βαλβίδα να είναι μέγιστη όταν το βλήμα πλησιάζει την ηλεκτρομαγνητική βαλβίδα, αλλά να πέφτει απότομα καθώς πλησιάζει το βλήμα.
Το κανόνι Gauss ως όπλο έχει πλεονεκτήματα που άλλοι τύποι δεν έχουν ελαφρά όπλα. Αυτή είναι η απουσία οβίδων, απεριόριστη επιλογή της αρχικής ταχύτητας και ενέργειας των πυρομαχικών, η δυνατότητα αθόρυβης βολής, συμπεριλαμβανομένης της αλλαγής της κάννης και των πυρομαχικών. Σχετικά χαμηλή ανάκρουση (ίση με την ορμή του εκτοξευόμενου βλήματος, χωρίς πρόσθετη ορμή από προωθητικά αέρια ή κινούμενα μέρη). Θεωρητικά, μεγαλύτερη αξιοπιστία και αντοχή στη φθορά, καθώς και δυνατότητα εργασίας σε οποιεσδήποτε συνθήκες, συμπεριλαμβανομένου του εξωτερικού χώρου. Είναι επίσης δυνατή η χρήση πυροβόλων Gauss για την εκτόξευση ελαφρών δορυφόρων σε τροχιά.
Ωστόσο, παρά την φαινομενική απλότητά του, η χρήση του ως όπλο είναι γεμάτη σοβαρές δυσκολίες:
Χαμηλή απόδοση - περίπου 10%. 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 30%. Ως εκ τούτου, το κανόνι Gauss χάνει ακόμη και από πνευματικά όπλα όσον αφορά τη δύναμη της βολής. Η δεύτερη δυσκολία είναι η υψηλή κατανάλωση ενέργειας και αρκετά πολύς καιρόςαθροιστική επαναφόρτιση πυκνωτών, η οποία αναγκάζει μια πηγή ενέργειας να μεταφερθεί μαζί με το πιστόλι Gauss. Είναι δυνατό να αυξηθεί σημαντικά η απόδοση εάν χρησιμοποιηθούν υπεραγώγιμα σωληνοειδείς, ωστόσο αυτό θα απαιτούσε ισχυρό σύστημαψύξη, η οποία θα μειώσει σημαντικά την κινητικότητα του όπλου Gauss.
Υψηλός χρόνος επαναφόρτωσης μεταξύ των βολών, δηλαδή χαμηλός ρυθμός βολής. Φόβος για την υγρασία, γιατί όταν είναι βρεγμένο, θα σοκάρει τον ίδιο τον πυροβολητή.
Αλλά το κύριο πρόβλημαΑυτές είναι ισχυρές πηγές ενέργειας όπλων που είναι ενεργοποιημένες αυτή τη στιγμήείναι ογκώδη, γεγονός που επηρεάζει τη φορητότητα
Έτσι, μέχρι σήμερα, το πυροβόλο Gauss για όπλα χαμηλής θνησιμότητας (πολυβόλα, πολυβόλα κ.λπ.) δεν έχει πολλές προοπτικές ως όπλο, αφού είναι σημαντικά κατώτερο από άλλους τύπους φορητών όπλων. Προοπτικές εμφανίζονται όταν χρησιμοποιείται ως ναυτικό όπλο μεγάλου διαμετρήματος. Έτσι, για παράδειγμα, το 2016, το Πολεμικό Ναυτικό των ΗΠΑ θα αρχίσει να δοκιμάζει ένα όπλο στο νερό. Το Railgun, ή Rail gun, είναι ένα όπλο στο οποίο ένα βλήμα εκτοξεύεται όχι με τη βοήθεια ενός εκρηκτικού, αλλά με τη βοήθεια ενός πολύ ισχυρού παλμού ρεύματος. Το βλήμα βρίσκεται ανάμεσα σε δύο παράλληλα ηλεκτρόδια - σιδηροτροχιές. Το βλήμα αποκτά επιτάχυνση λόγω της δύναμης Lorentz, η οποία συμβαίνει όταν το κύκλωμα είναι κλειστό. Με τη βοήθεια ενός όπλου, είναι δυνατό να διασκορπιστεί ένα βλήμα σε πολύ μεγαλύτερες ταχύτητες από ό,τι με γόμωση σκόνης.
Ωστόσο, η αρχή της ηλεκτρομαγνητικής επιτάχυνσης μάζας μπορεί να χρησιμοποιηθεί με επιτυχία στην πράξη, για παράδειγμα, κατά τη δημιουργία εργαλείων κατασκευής - επίκαιρο και σύγχρονοκατεύθυνση εφαρμοσμένης φυσικής. Ηλεκτρομαγνητικές συσκευές που μετατρέπουν την ενέργεια του πεδίου σε ενέργεια της κίνησης του σώματος, δυνάμει διαφορετικούς λόγουςδεν έχουν βρει ακόμη ευρεία εφαρμογή στην πράξη, επομένως είναι λογικό να μιλάμε καινοτομίαη δουλειά μας.
1.1 Συνάφεια του έργου: αυτη η εργασιαείναι διεπιστημονικό και καλύπτει μεγάλο όγκο υλικού, έχοντας μελετήσει το οποίο προέκυψε η ιδέα να δημιουργήσουμε μόνοι μας ένα λειτουργικό μοντέλο του όπλου Gauss.
1.2 Σκοπός εργασίας: εξέταση συσκευής ηλεκτρομαγνητικό επιταχυντήμάζες (όπλο Gauss), καθώς και τις αρχές λειτουργίας και εφαρμογής του. Συναρμολογήστε ένα μοντέλο εργασίας του κανονιού Gauss και προσδιορίστε την ταχύτητα του βλήματος και την ορμή του.
Κύριοι στόχοι:
1. Εξετάστε τη συσκευή σύμφωνα με τα σχέδια και τις διατάξεις.
2. Να μελετήσει τη συσκευή και την αρχή λειτουργίας του επιταχυντή ηλεκτρομαγνητικής μάζας.
3. Δημιουργήστε ένα μοντέλο εργασίας.
4. Προσδιορίστε την ταχύτητα του βλήματος και την ορμή του.
Πρακτικό μέρος της εργασίας:
Δημιουργία λειτουργικού μοντέλου μαζικού επιταχυντή στο σπίτι.
1.3 Υπόθεση: Είναι δυνατόν να δημιουργηθεί το πιο απλό μοντέλο λειτουργίας του Gauss Gun στο σπίτι;
2. Εν συντομία για τον ίδιο τον Γκάους.
Ο Carl Friedrich Gauss (1777-1855) ήταν Γερμανός μαθηματικός, αστρονόμος, τοπογράφος και φυσικός. Το έργο του Gauss χαρακτηρίζεται από μια οργανική σύνδεση μεταξύ θεωρητικών και εφαρμοσμένων μαθηματικών, το εύρος των προβλημάτων. Τα έργα του Gauss είχαν μεγάλη επίδραση στην ανάπτυξη της άλγεβρας (απόδειξη του θεμελιώδους θεωρήματος της άλγεβρας), της θεωρίας αριθμών (τετραγωνικά κατάλοιπα), της διαφορικής γεωμετρίας (εσωτερική γεωμετρία των επιφανειών), της μαθηματικής φυσικής (αρχή Gauss), της θεωρίας του ηλεκτρισμού και μαγνητισμός, γεωδαισία (ανάπτυξη της μεθόδου των ελαχίστων τετραγώνων) και πολλούς κλάδους της αστρονομίας.
Ο Καρλ Γκάους γεννήθηκε στις 30 Απριλίου 1777 στο Μπράουνσβαϊγκ της σημερινής Γερμανίας. Πέθανε στις 23 Φεβρουαρίου 1855, Γκέτινγκεν, Βασίλειο του Ανόβερου, νυν Γερμανία. Κατά τη διάρκεια της ζωής του, του απονεμήθηκε ο τιμητικός τίτλος του «Πρίγκιπα των Μαθηματικών». Ήταν ο μόνος γιος φτωχών γονιών. δασκάλους του σχολείουεντυπωσιάστηκαν τόσο πολύ από τις μαθηματικές και γλωσσικές του ικανότητες που στράφηκαν στον Δούκα του Μπράνσγουικ για υποστήριξη και ο Δούκας έδωσε χρήματα για να συνεχίσει τις σπουδές του στο σχολείο και στο Πανεπιστήμιο του Γκέτινγκεν (το 1795-98). Ο Γκάους έλαβε το διδακτορικό του το 1799 από το Πανεπιστήμιο του Χέλμστεντ.
Ανακαλύψεις στον τομέα της φυσικής
Στα έτη 1830-1840, ο Gauss έδωσε μεγάλη προσοχή στα προβλήματα της φυσικής. Το 1833, σε στενή συνεργασία με τον Wilhelm Weber, ο Gauss κατασκεύασε τον πρώτο ηλεκτρομαγνητικό τηλέγραφο της Γερμανίας. Το 1839, ο Gauss δημοσίευσε το έργο του "The General Theory of Attractive and Repulsive Forces Acting Inversely as the Square of Distance", στο οποίο σκιαγραφεί. τις κύριες διατάξεις της θεωρίας του δυναμικού και αποδεικνύει το περίφημο θεώρημα Gauss-Ostrogradsky. Το έργο "Dioptric Studies" (1840) του Gauss είναι αφιερωμένο στη θεωρία της απεικόνισης σε πολύπλοκα οπτικά συστήματα
3. Φόρμουλες που σχετίζονται με την αρχή λειτουργίας του όπλου.
Κινητική ενέργεια του βλήματος
όπου: - η μάζα του βλήματος, - η ταχύτητά του
Ενέργεια που αποθηκεύεται σε έναν πυκνωτή
όπου: - τάση πυκνωτή, - χωρητικότητα πυκνωτή
Χρόνος εκφόρτισης πυκνωτή
Αυτός είναι ο χρόνος που χρειάζεται για να εκφορτιστεί πλήρως ο πυκνωτής:
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.
όπου: - αυτεπαγωγή, - χωρητικότητα
Ένα από τα κύρια στοιχεία του όπλου Gauss είναι ο ηλεκτρικός πυκνωτής. Οι πυκνωτές είναι πολικοί και μη πολικοί - σχεδόν όλοι οι πυκνωτές υψηλής χωρητικότητας που χρησιμοποιούνται στους μαγνητικούς επιταχυντές είναι ηλεκτρολυτικοί και είναι πολικοί. Δηλαδή, η σωστή σύνδεσή του είναι πολύ σημαντική - εφαρμόζουμε θετικό φορτίο στο τερματικό "+" και αρνητικό στο "-". Η θήκη αλουμινίου του ηλεκτρολυτικού πυκνωτή, παρεμπιπτόντως, είναι επίσης ο ακροδέκτης "-". Γνωρίζοντας την χωρητικότητα του πυκνωτή και τη μέγιστη τάση του, μπορείτε να βρείτε την ενέργεια που μπορεί να συσσωρεύσει αυτός ο πυκνωτής
4. Πρακτικό μέρος
Το πηνίο C έχει 30 στροφές (3 στρώματα των 10 στροφών το καθένα). Δύο πυκνωτές συνολικής χωρητικότητας 450 microfarads. Το μοντέλο συναρμολογήθηκε σύμφωνα με το ακόλουθο σχήμα: βλέπε Παράρτημα 1.
Τον προσδιορισμό της ταχύτητας πτήσης ενός βλήματος που πετούσε έξω από την «κάννη» του μοντέλου μας, πραγματοποιήσαμε εμπειρικά χρησιμοποιώντας βαλλιστικό εκκρεμές. Το πείραμα βασίζεται στους νόμους διατήρησης της ορμής και της ενέργειας Δεδομένου ότι η ταχύτητα μιας σφαίρας φτάνει μια σημαντική τιμή, η άμεση μέτρηση της ταχύτητας, δηλαδή ο προσδιορισμός του χρόνου κατά τον οποίο μια σφαίρα διανύει μια γνωστή απόσταση, απαιτεί ειδικό εξοπλισμό . Μετρήσαμε την ταχύτητα μιας σφαίρας έμμεσα χρησιμοποιώντας ανελαστική κρούση - μια πρόσκρουση που προκαλεί τα συγκρουόμενα σώματα να ενώνονται μεταξύ τους και να συνεχίζουν να κινούνται ως ένα. Ένα ιπτάμενο βλήμα υφίσταται μια ανελαστική πρόσκρουση με ένα ελεύθερο σώμα μεγαλύτερη μάζα. Μετά την πρόσκρουση, το σώμα αρχίζει να κινείται με ταχύτητα που είναι τόσο μικρότερη από την ταχύτητα της σφαίρας όσο η μάζα της σφαίρας είναι μικρότερη από τη μάζα του σώματος.
Μια ανελαστική κρούση χαρακτηρίζεται από το γεγονός ότι η δυναμική ενέργεια της ελαστικής παραμόρφωσης δεν προκύπτει, η κινητική ενέργεια των σωμάτων μετατρέπεται πλήρως ή εν μέρει σε εσωτερική ενέργεια. Μετά την πρόσκρουση, τα σώματα που συγκρούονται είτε κινούνται με την ίδια ταχύτητα είτε βρίσκονται σε ηρεμία. Για μια απόλυτα ανελαστική κρούση, ο νόμος διατήρησης της ορμής ικανοποιείται:
πού είναι η ταχύτητα των σωμάτων μετά την αλληλεπίδραση.
Ο νόμος της διατήρησης της ορμής (ορμή) εφαρμόζεται εάν τα αλληλεπιδρώντα σώματα σχηματίζουν ένα απομονωμένο μηχανικό σύστημα, δηλαδή ένα σύστημα που δεν επηρεάζεται από εξωτερικές δυνάμεις ή εξωτερικές δυνάμεις που δρουν σε καθένα από τα σώματα ισορροπούν μεταξύ τους ή προβολές εξωτερικές δυνάμειςσε κάποια κατεύθυνση είναι μηδέν.
Με μια ανελαστική κρούση, η κινητική ενέργεια δεν διατηρείται, καθώς μέρος της κινητικής ενέργειας του βλήματος μετατρέπεται στο εσωτερικό των σωμάτων που συγκρούονται, αλλά ο νόμος διατήρησης της συνολικής μηχανικής ενέργειας ικανοποιείται και μπορεί να γραφεί:
όπου είναι η προσαύξηση εσωτερική ενέργειααλληλεπιδρώντα σώματα.
4.1 Μεθοδολογία έρευνας.
Το βαλλιστικό εκκρεμές που χρησιμοποιήσαμε είναι ένα ξύλινο μπλοκ με μια στρώση πλαστελίνης. Στόχος Μαιωρείται σε δύο μακριές σχεδόν μη εκτάσιμες κλωστές. Ένας δείκτης λέιζερ είναι τοποθετημένος στον στόχο, η δέσμη του οποίου, όταν το εκκρεμές εκτρέπεται (μετά την κρούση του βλήματος), κινείται κατά μήκος της οριζόντιας κλίμακας (Εικ. 1).
Σε κάποια απόσταση από το εκκρεμές υπάρχει ένα κανόνι Gauss. Μετά την πρόσκρουση, ένα βλήμα μάζας m κολλάει στον στόχο Μ. Το σύστημα βλήματος-στόχου είναι απομονωμένο στην οριζόντια κατεύθυνση. Από το μήκος μεγάλοΤα νήματα είναι πολύ μεγαλύτερα από τις γραμμικές διαστάσεις του στόχου, τότε το σύστημα βλήματος-στόχου μπορεί να θεωρηθεί ως μαθηματικό εκκρεμές. Μετά την πρόσκρουση ενός βλήματος, το κέντρο μάζας του συστήματος «βλήματος-στόχου» ανεβαίνει σε ύψος η.
Με βάση τον νόμο διατήρησης της ορμής σε προβολή στον άξονα x (βλ. Εικ. 1), έχουμε:
Όπου είναι η ταχύτητα του βλήματος, είναι η ταχύτητα του βλήματος και του εκκρεμούς.
Παραβλέποντας την τριβή στην ανάρτηση του εκκρεμούς και τη δύναμη της αντίστασης του αέρα, βάσει του νόμου της διατήρησης της ενέργειας, μπορούμε να γράψουμε:
πού είναι το ύψος του συστήματος μετά την κρούση.
Η τιμή του h μπορεί να προσδιοριστεί από τις μετρήσεις της απόκλισης του εκκρεμούς από τη θέση ισορροπίας αφού η σφαίρα χτυπήσει το στόχο (Εικ. 2):
όπου α είναι η γωνία απόκλισης του εκκρεμούς από τη θέση ισορροπίας.
Για μικρές γωνίες παραμόρφωσης:
όπου είναι η οριζόντια μετατόπιση του εκκρεμούς.
Αντικαθιστώντας τον τελευταίο τύπο με την προβολή του νόμου διατήρησης της ορμής στον άξονα, βρίσκουμε:
4.2 Αποτελέσματα μετρήσεων.
Προσδιορίσαμε τη μάζα m του βλήματος ζυγίζοντας σε μηχανική εργαστηριακή ζυγαριά:
m = 3 g. = 0,003 kg.
Η μάζα M του στόχου με ένα στρώμα πλαστελίνης και δείκτη λέιζερ δίνεται στην περιγραφή της εργαστηριακής διάταξης.
M = 297 g. = 0,297 kg.
Τα μήκη των σπειρωμάτων ανάρτησης πρέπει να είναι τα ίδια και ο άξονας περιστροφής πρέπει να είναι αυστηρά οριζόντιος.
Σε αυτό το μέρος, μετρήσαμε το μήκος των νημάτων χρησιμοποιώντας ένα χάρακα.
l \u003d 147 cm \u003d 1,47 m.
Μετά τη βολή του πυροβόλου Gauss γεμάτο με βλήμα, προσδιορίζεται οπτικά το γεγονός ότι η σφαίρα χτύπησε το κέντρο του εκκρεμούς.
Για περαιτέρω υπολογισμούς, σημειώνουμε στην κλίμακα τη θέση n 0 του φωτεινού δείκτη στην κατάσταση ισορροπίας του στόχου και τη θέση n του φωτεινού δείκτη στη μέγιστη απόκλιση του εκκρεμούς και βρίσκουμε τη μετατόπιση S = (n - n 0 ) του εκκρεμούς.
Οι μετρήσεις έγιναν 5 φορές. Σε αυτή την περίπτωση, επαναλαμβανόμενες βολές πραγματοποιήθηκαν μόνο σε σταθερό στόχο. Τα αποτελέσματα των μετρήσεων φαίνονται παρακάτω:
S cf = = 14 mm = 0,014 m,
και υπολόγισε την ταχύτητα ʋ 0 του βλήματος με τον τύπο.
U 0 = =12,96 km/h
Προσδιορισμός σφαλμάτων μέτρησης.Ο ορισμός γίνεται σύμφωνα με τον τύπο: , όπου l0 είναι η μέση τιμή των μηκών, Δl είναι η μέση τιμή του σφάλματος. Έχουμε ήδη καθορίσει τη μέση τιμή των μηκών στα προηγούμενα βήματα, επομένως μένει να προσδιορίσουμε τη μέση τιμή του σφάλματος. Θα το προσδιορίσουμε με τον τύπο: Δ l = Τώρα μπορούμε να εκχωρήσουμε μια τιμή μήκους με ένα σφάλμα: Εύρεση της ορμής του βλήματος.Η ορμή καθορίζεται από τον τύπο: , όπου είναι η ταχύτητα του βλήματος Αντικαθιστούμε τις τιμές:
5. Συμπέρασμα.
Σκοπός της εργασίας μας ήταν να μελετήσουμε τη συσκευή ενός επιταχυντή ηλεκτρομαγνητικής μάζας (όπλο Gauss), καθώς και τις αρχές λειτουργίας και εφαρμογής του, καθώς και την κατασκευή ενός μοντέλου λειτουργίας του όπλου Gauss και να προσδιορίσουμε την ταχύτητα του βλήμα. Τα αποτελέσματα που παρουσιάζουμε δείχνουν ότι έχουμε φτιάξει ένα πειραματικό μοντέλο λειτουργίας ενός επιταχυντή ηλεκτρομαγνητικής μάζας (όπλο Gauss). Ταυτόχρονα, απλοποιήσαμε τα σχήματα που είναι διαθέσιμα στο Διαδίκτυο και το μοντέλο προσαρμόστηκε για να λειτουργεί σε ένα τυπικό βιομηχανικό δίκτυο AC. Η εργασία μας μας επιτρέπει να βγάλουμε τα ακόλουθα συμπεράσματα:
1. Είναι πολύ πιθανό να συναρμολογήσετε ένα λειτουργικό πρωτότυπο ενός επιταχυντή ηλεκτρομαγνητικής μάζας στο σπίτι.
2. Η χρήση της επιτάχυνσης ηλεκτρομαγνητικής μάζας έχει μεγάλες προοπτικές στο μέλλον.
3. Τα ηλεκτρομαγνητικά όπλα μπορούν να αντικαταστήσουν άξια τα πυροβόλα όπλα μεγάλου διαμετρήματος.Αυτό θα είναι ιδιαίτερα δυνατό όταν δημιουργούνται συμπαγείς πηγές ενέργειας.
6. Πηγές πληροφοριών:
Βικιπαίδεια http://ru.wikipedia.org
Νέο ηλεκτρομαγνητικό όπλο 2010 http://vpk. όνομα/ειδήσεις/40378_novoe_elektromagnitnoe_oruzhie_vyizyivaet_vseobshii_interes. html
Μέγεθος: px
Έναρξη εμφάνισης από τη σελίδα:
αντίγραφο
1 Επιστημονική ερευνητικό έργοΘέμα του έργου "Gauss gun weapon or toy?" Συμπλήρωσε: Konstantin Beketov, μαθητής 9ης τάξης της Δημοτικής Εταιρείας Προϋπολογισμού εκπαιδευτικό ίδρυμα"Γυμνάσιο στο χωριό Svyatoslavka, περιοχή Samoilovsky, περιοχή Saratov." Επικεφαλής: Mezina Olga Alekseevna Καθηγήτρια Φυσικής και Πληροφορικής, MBOU «Δευτεροβάθμια Εκπαίδευση με. Σβιατοσλάβκα
2 Περιεχόμενα Εισαγωγή Κεφάλαιο 1. Θεωρητική βάσηέρευνα 1.1 ηλεκτρομαγνητικά όπλα. Πιστόλι τύπου πηνίου 1.2 Ιστορία του πιστολιού Gauss 1.3 όπλο Gauss 1.4 Η αρχή λειτουργίας του πιστολιού Gauss Κεφάλαιο 2. Δημιουργία μοντέλου του πιστολιού Gauss 2.1 Υπολογισμός εξαρτημάτων 2.2 Δημιουργία και διόρθωση του έργου του πιστολιού Gauss32. όπλα. Πολλοί επιστήμονες προσπαθούν να βελτιώσουν την αρχή λειτουργίας του, αλλά μέχρι στιγμής τα χαρακτηριστικά των περισσότερων δειγμάτων αφήνουν πολλά να είναι επιθυμητά. Ήδη από τις αρχές του 19ου αιώνα προτάθηκε μια ηλεκτρομαγνητική μέθοδος για τη θέση σε κίνηση ενός φυσικού σώματος, αλλά η έλλειψη κατάλληλων μέσων για τη συσσώρευση ηλεκτρικής ενέργειας εμπόδισε την εφαρμογή της. Οι πρόσφατες εξελίξεις οδήγησαν σε σημαντική πρόοδο στην αποθήκευση ηλεκτρικής ενέργειας, αυξάνοντας έτσι σημαντικά τη δυνατότητα ηλεκτρομαγνητικών συστημάτων πυροβόλων όπλων. Τώρα, το πυροβόλο Gauss ως όπλο έχει πλεονεκτήματα που δεν έχουν άλλοι τύποι φορητών όπλων:
3 - η απουσία οβίδων και η απεριόριστη επιλογή της αρχικής ταχύτητας και ενέργειας των πυρομαχικών. - τη δυνατότητα σιωπηλής 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 εκτοξευόμενου βλήματος, δεν υπάρχει πρόσθετη ορμή από αέρια σκόνης ή κινούμενα μέρη). - μεγαλύτερη αξιοπιστία και αντοχή στη φθορά, καθώς και ικανότητα εργασίας σε οποιεσδήποτε συνθήκες, συμπεριλαμβανομένου του εξωτερικού χώρου. Πρότεινα να χρησιμοποιηθεί το κανόνι Gauss διάφορα πεδίασυνδέονται με την ανθρώπινη ζωή. Νέα υλικά ή διαφορετικές επιλογές σχεδίασης μπορούν να παίξουν σημαντικό ρόλο. Έτσι, το ηλεκτρομαγνητικό όπλο, πέρα από την αναμενόμενη στρατιωτική του σημασία, μπορεί να αποτελέσει ισχυρή ώθηση για τεχνολογική πρόοδο και καινοτομία, με σημαντική επίδραση στον πολιτικό τομέα. Το ενδιαφέρον μου για την ανακατασκευή του όπλου Gauss οφείλεται στην ευκολία συναρμολόγησης και στη διαθεσιμότητα υλικών, στην ευκολία χρήσης αφενός και στην υψηλή κατανάλωση ενέργειας αφετέρου, που καθόρισαν το κύριο πρόβλημα της μελέτης. Το φάσμα εφαρμογής ενός ηλεκτρομαγνητικού επιταχυντή σε Καθημερινή ζωή. Δημιουργήστε ένα μοντέλο ενός μαζικού επιταχυντή, με βάση την ανάλυση των πειραματικών δεδομένων, μάθετε πού μπορεί να χρησιμοποιηθεί το όπλο Gauss, σε ποιους τομείς της ανθρώπινης ζωής. Αυτές οι αντιφάσεις πραγματοποίησαν και καθόρισαν την επιλογή του ερευνητικού θέματος: «Το όπλο Gauss - ένα όπλο ή ένα παιχνίδι;». Γιατί επέλεξα αυτό το θέμα; Ενδιαφέρθηκα για το σχέδιο του όπλου και αποφάσισα να δημιουργήσω ένα μοντέλο ενός τέτοιου όπλου Gauss, δηλ. ερασιτεχνική εγκατάσταση. Μπορεί
4 χρήση ως παιχνίδι. Αλλά, ενώ δημιουργούσα ένα μοντέλο, άρχισα να σκέφτομαι πού αλλού μπορεί να χρησιμοποιηθεί το όπλο Gauss και πώς να σχεδιάσω ένα πιο ισχυρό όπλο, τι χρειάζεται για αυτό;! Πώς μπορεί να αυξηθεί το διακινούμενο ηλεκτρομαγνητικό πεδίο; Σκοπός της εργασίας: Να δημιουργήσει και να εξερευνήσει διάφορες επιλογές για το σχεδιασμό του όπλου Gauss κατά την αλλαγή των φυσικών παραμέτρων των μερών του όπλου. Στόχοι της έρευνας: 1. Δημιουργήστε ένα μοντέλο εργασίας του όπλου Gauss για να καταδείξετε το φαινόμενο της ηλεκτρομαγνητικής επαγωγής στα μαθήματα φυσικής. 2. Διερευνήστε την απόδοση του πιστολιού Gauss από την χωρητικότητα του πυκνωτή και την αυτεπαγωγή της ηλεκτρομαγνητικής βαλβίδας. 3. Με βάση τα αποτελέσματα της μελέτης, να προτείνετε νέους τομείς εφαρμογής του όπλου στον τομέα της υποστήριξης της ανθρώπινης ζωής. Αντικείμενο της έρευνας είναι το φαινόμενο της ηλεκτρομαγνητικής επαγωγής. Αντικείμενο μελέτης είναι το μοντέλο Gauss Cannon. Μέθοδοι έρευνας: 1. Ανάλυση επιστημονικής βιβλιογραφίας. 2. Μοντελοποίηση υλικού, σχεδιασμός. 3. Πειραματικές μέθοδοι έρευνας 4. Ανάλυση, γενίκευση, εξαγωγή, επαγωγή. Πρακτική σημασία: Αυτή η συσκευή μπορεί να χρησιμοποιηθεί για επίδειξη σε μαθήματα φυσικής, η οποία θα συμβάλει στην καλύτερη αφομοίωση των δεδομένων από τους μαθητές φυσικά φαινόμενα. Κύριο μέρος Κεφάλαιο 1. Θεωρητικές βάσεις της έρευνας 1. 1. Ηλεκτρομαγνητικά πιστόλια. Πιστόλια τύπου μπομπίνας.
5 Ηλεκτρομαγνητικά πιστόλια είναι συνηθισμένο όνομαεγκαταστάσεις σχεδιασμένες να επιταχύνουν αντικείμενα (αντικείμενα) χρησιμοποιώντας ηλεκτρομαγνητικές δυνάμεις. Τέτοιες συσκευές ονομάζονται επιταχυντές ηλεκτρομαγνητικής μάζας. Τα ηλεκτρομαγνητικά πιστόλια χωρίζονται στους ακόλουθους τύπους: 1. Railgun - αυτή η συσκευή είναι ένας επιταχυντής μάζας με παλμικό ηλεκτρόδιο. Η λειτουργία αυτής της συσκευής είναι να μετακινεί το βλήμα μεταξύ των δύο ηλεκτροδίων της σιδηροτροχιάς - μέσω των οποίων ρέει το ρεύμα. Χάρη σε αυτό, τα ηλεκτρομαγνητικά όπλα αυτού του τύπου πήραν το όνομά τους railgun. Σε τέτοιες συσκευές, οι πηγές ρεύματος συνδέονται με τη βάση της ράγας, με αποτέλεσμα το ρεύμα να ρέει "μετά" το κινούμενο αντικείμενο. Το μαγνητικό πεδίο δημιουργείται γύρω από τους αγωγούς μέσω των οποίων ρέει το ρεύμα, συγκεντρώνεται πίσω από το κινούμενο βλήμα. Ως αποτέλεσμα, το αντικείμενο είναι ουσιαστικά ένας αγωγός που τοποθετείται σε ένα κάθετο μαγνητικό πεδίο που δημιουργείται από τις ράγες. Σύμφωνα με τους νόμους της φυσικής, το βλήμα επηρεάζεται από τη δύναμη Lorentz, η οποία κατευθύνεται προς την αντίθετη κατεύθυνση από το σημείο σύνδεσης της σιδηροτροχιάς και επιταχύνει το αντικείμενο. 2. Τα ηλεκτρομαγνητικά πιστόλια Thompson είναι επιταχυντές μάζας επαγωγής. Η λειτουργία των επαγωγικών πιστολιών βασίζεται στις αρχές της ηλεκτρομαγνητικής επαγωγής. Ένα ταχέως αυξανόμενο ρεύμα προκύπτει στο πηνίο της συσκευής, προκαλεί ένα μαγνητικό πεδίο εναλλασσόμενης φύσης στο διάστημα. Κούρδισμα
Το 6 τυλίγεται γύρω από έναν πυρήνα φερρίτη, στο άκρο του οποίου υπάρχει ένας αγώγιμος δακτύλιος. Λόγω της επίδρασης της μαγνητικής ροής που διαπερνά τον δακτύλιο, προκύπτει ένα εναλλασσόμενο ρεύμα. Δημιουργεί ένα μαγνητικό πεδίο που έχει κατεύθυνση αντίθετη από το πεδίο περιέλιξης. Ο αγώγιμος δακτύλιος απωθείται από το πεδίο του από το αντίθετο πεδίο της περιέλιξης και, επιταχυνόμενος, πετάει από τη ράβδο φερρίτη. Η ταχύτητα και η ισχύς της απογείωσης του δακτυλίου εξαρτώνται άμεσα από την ισχύ του τρέχοντος παλμού. 3. Ηλεκτρομαγνητικό όπλο Gauss επιταχυντής μαγνητικής μάζας. Πήρε το όνομά του από τον μαθηματικό-επιστήμονα Karl Gauss, ο οποίος συνέβαλε τεράστια στη μελέτη των ιδιοτήτων του ηλεκτρομαγνητισμού. Το κύριο στοιχείο του όπλου Gauss είναι η ηλεκτρομαγνητική βαλβίδα. Τυλίγεται σε διηλεκτρικό σωλήνα (βαρέλι). Ένα σιδηρομαγνητικό αντικείμενο εισάγεται στο ένα άκρο του σωλήνα. Τη στιγμή που εμφανίζεται ηλεκτρικό ρεύμα στο πηνίο, δημιουργείται ένα μαγνητικό πεδίο στην ηλεκτρομαγνητική βαλβίδα, υπό την επίδραση του οποίου το βλήμα επιταχύνει (προς την κατεύθυνση του κέντρου της ηλεκτρομαγνητικής βαλβίδας). Στην περίπτωση αυτή σχηματίζονται πόλοι στα άκρα του φορτίου, οι οποίοι προσανατολίζονται ανάλογα στους πόλους του πηνίου, με αποτέλεσμα, αφού το βλήμα περάσει από το κέντρο της ηλεκτρομαγνητικής βαλβίδας, να αρχίσει να έλκεται αντίθετα. κατεύθυνση (επιβραδύνει). Το σχέδιο του ηλεκτρομαγνητικού όπλου φαίνεται στη φωτογραφία. σύγχρονη επιστήμησημείωσε σημαντική πρόοδο στη μελέτη της επιτάχυνσης και της αποθήκευσης ενέργειας, καθώς και στον σχηματισμό παλμών. Μπορεί να υποτεθεί ότι στο εγγύς μέλλον η ανθρωπότητα θα συναντήσει έναν νέο τύπο όπλου - ηλεκτρομαγνητικά όπλα. Η ανάπτυξη αυτής της τεχνολογίας απαιτεί τεράστιο όγκο εργασίας σε όλες τις πτυχές των επιταχυντών μάζας, συμπεριλαμβανομένων των βλημάτων και της παροχής ρεύματος. Τα νέα υλικά θα παίξουν σημαντικό ρόλο. Για την υλοποίηση ενός τέτοιου έργου, θα απαιτηθούν ισχυρές και συμπαγείς πηγές ηλεκτρικής ενέργειας. Καθώς και υπεραγωγοί υψηλής θερμοκρασίας.
7 1.2 Ιστορία του όπλου Gauss Ο Δρ Wolfram Witt είναι ο επικεφαλής του συντονισμού έρευναπρογράμματα της εταιρείας "Rhine / metal". Μαζί με τον Markus Loeffler, αυτή τη στιγμή ασχολείται με την έρευνα στον τομέα των βαρέως τύπου ηλεκτρικών συσκευών επιτάχυνσης. Το άρθρο τους παρέχει στοιχεία για την ανάπτυξη και τη χρήση ηλεκτρομαγνητικών όπλων. Σημειώνουν ότι το 1845 ένα τέτοιο πυροβόλο τύπου πηνίου χρησιμοποιήθηκε για την εκτόξευση μιας μεταλλικής ράβδου μήκους περίπου 20 μέτρων. έλαβε τρία διπλώματα ευρεσιτεχνίας για το «ηλεκτρομαγνητικό του όπλο». Το 1901 Ο Berkeland δημιούργησε το πρώτο ηλεκτρομαγνητικό πυροβόλο όπλο τέτοιου τύπου πηνίου και το χρησιμοποίησε για να επιταχύνει ένα βλήμα βάρους 500 g σε ταχύτητα 50 m/s. Με τη βοήθεια του δεύτερου μεγάλου όπλου, που δημιουργήθηκε το 1903. και εκτίθεται επί του παρόντος στο Νορβηγικό Τεχνικό Μουσείο στο Όσλο, πέτυχε επιτάχυνση ενός βλήματος βάρους 10 kg σε ταχύτητα περίπου 100 m / s. Διαμέτρημα όπλου 65 χλστ., μήκους 10 μ. Την άνοιξη του 1944. Ο Δρ Joachim Hansler και ο επικεφαλής επιθεωρητής Bunsel πραγματοποίησαν έρευνα για το πυροβόλο τύπου πηνίου. Στο σημείο δοκιμών Hillersleben στο Μαγδεμβούργο, σε ένα προσεκτικά περιφραγμένο γκαράζ, πυροβόλησαν μια συσκευή μικρού διαμετρήματος (10 mm), που υποτίθεται ότι αποτελούνταν από πολλά πηνία, που πυροβολούσε σε πλάκες θωράκισης. Οι πηγές ενέργειας περιελάμβαναν μπαταρίες αυτοκινήτων, πυκνωτές (πυκνωτές) και ηλεκτρικές γεννήτριες. Όμως οι δοκιμές ήταν ανεπιτυχείς και μετά από έξι μήνες διακόπηκαν. Οι εργασίες σε όλα τα κρίσιμα εξαρτήματα του ηλεκτρομαγνητικού όπλου προχωρούν με ταχείς ρυθμούς στις ΗΠΑ και ξεκινούν επίσης σε άλλες χώρες. Οι σύγχρονες εξελίξεις όσον αφορά τον επιταχυντή, την αποθήκευση ενέργειας και
Η 8 γενιά παλμών είναι ξεκάθαρη σχετικά με την πιθανότητα τα οπλικά συστήματα σε μια γενιά (λίγο μετά το γύρισμα του αιώνα) να είναι εξοπλισμένα με ηλεκτρομαγνητικά πυροβόλα. Έτσι, το ηλεκτρομαγνητικό όπλο, εκτός από την αναμενόμενη στρατιωτική του σημασία, θα πρέπει να αποτελέσει ισχυρή ώθηση για τεχνολογική πρόοδο και καινοτομία, με σημαντική επίδραση στον πολιτικό τομέα. 1.3 Πιστόλι Gauss Το πιστόλι Gauss (eng. Gaussgun, Coilgun, Gausscannon) είναι μία από τις ποικιλίες ηλεκτρομαγνητικών επιταχυντών μάζας. Πήρε το όνομά του από τον Γερμανό επιστήμονα Karl Gauss, ο οποίος έθεσε τα θεμέλια της μαθηματικής θεωρίας του ηλεκτρομαγνητισμού. Θα πρέπει να ληφθεί υπόψη ότι αυτή η μέθοδος μαζικής επιτάχυνσης χρησιμοποιείται κυρίως σε ερασιτεχνικές εγκαταστάσεις, καθώς δεν είναι αρκετά αποτελεσματική για πρακτική εφαρμογή. Με την αρχή λειτουργίας του (δημιουργία ενός κινούμενου μαγνητικού πεδίου) είναι παρόμοιο με μια συσκευή γνωστή ως γραμμικός κινητήρας. 1.4 Αρχή λειτουργίας του πιστολιού Gauss Το πιστόλι Gauss αποτελείται από μια ηλεκτρομαγνητική βαλβίδα, στο εσωτερικό της οποίας υπάρχει μια κάννη (συνήθως κατασκευασμένη από διηλεκτρικό). Ένα βλήμα (από σιδηρομαγνήτη) εισάγεται σε ένα από τα άκρα της κάννης. Όταν ρέει ηλεκτρικό ρεύμα στην ηλεκτρομαγνητική βαλβίδα, δημιουργείται ένα μαγνητικό πεδίο, το οποίο επιταχύνει το βλήμα, «τραβώντας» το στην ηλεκτρομαγνητική βαλβίδα. Σε αυτή την περίπτωση, σχηματίζονται πόλοι στα άκρα του βλήματος, προσανατολισμένοι σύμφωνα με τους πόλους του πηνίου, λόγω των οποίων, αφού περάσει από το κέντρο της ηλεκτρομαγνητικής βαλβίδας, το βλήμα έλκεται προς την αντίθετη κατεύθυνση, δηλαδή επιβραδύνεται κάτω. Σε ερασιτεχνικά κυκλώματα, μερικές φορές χρησιμοποιείται ένας μόνιμος μαγνήτης ως βλήμα, καθώς είναι ευκολότερο να αντιμετωπιστεί το EMF επαγωγής που εμφανίζεται σε αυτή την περίπτωση. Το ίδιο αποτέλεσμα εμφανίζεται όταν χρησιμοποιούνται σιδηρομαγνήτες, αλλά δεν είναι τόσο έντονο λόγω του γεγονότος ότι το βλήμα επαναμαγνητίζεται εύκολα (δύναμη καταναγκασμού).
9 Για το μέγιστο αποτέλεσμα, ο παλμός ρεύματος στην ηλεκτρομαγνητική βαλβίδα πρέπει να είναι σύντομος και ισχυρός. Κατά κανόνα, χρησιμοποιούνται ηλεκτρολυτικοί πυκνωτές με υψηλή τάση λειτουργίας για τη λήψη ενός τέτοιου παλμού. 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 της μάζας του βλήματος της ταχύτητάς του Ενέργεια που αποθηκεύεται στην τάση του πυκνωτή της χωρητικότητας του πυκνωτή Χρόνος εκφόρτισης πυκνωτή Αυτός είναι ο χρόνος κατά τον οποίο ο πυκνωτής εκφορτίζεται πλήρως: ικανότητα επαγωγής ) και πέφτει εντελώς στο 0. Είναι ίσο με το άνω μισό κύκλο του ημιτονοειδούς. T = 2π
10 χωρητικότητα επαγωγής Αξίζει να σημειωθεί ότι στην παρουσιαζόμενη μορφή οι δύο τελευταίοι τύποι δεν μπορούν να χρησιμοποιηθούν για τον υπολογισμό του όπλου Gauss, μόνο και μόνο για τον λόγο ότι καθώς το βλήμα κινείται μέσα στο πηνίο, η επαγωγή του αλλάζει συνεχώς. Κεφάλαιο 2. Δημιουργία διάταξης του πιστολιού Gauss 2.1 Υπολογισμός εξαρτημάτων Η βάση για το σχεδιασμό του πιστολιού Gauss είναι οι πυκνωτές, οι παράμετροι των οποίων καθορίζουν τις παραμέτρους του μελλοντικού μαγνητικού πιστολιού. Αναλύοντας την επιστημονική βιβλιογραφία και τις πηγές πληροφοριών, θα μιλήσω για την κατασκευή των παραμέτρων του μοντέλου μου. Ένας πυκνωτής χαρακτηρίζεται από την ηλεκτρική του χωρητικότητα και τη μέγιστη τάση στην οποία μπορεί να φορτιστεί. Επιπλέον, οι πυκνωτές είναι πολικοί και μη πολικοί· σχεδόν όλοι οι πυκνωτές υψηλής χωρητικότητας που χρησιμοποιούνται σε μαγνητικούς επιταχυντές είναι ηλεκτρολυτικοί και είναι πολικοί. Εκείνοι. είναι πολύ σημαντικό να το συνδέσουμε σωστά, εφαρμόζουμε θετικό φορτίο στον ακροδέκτη + και αρνητικό φορτίο στο -. Γνωρίζοντας την χωρητικότητα του πυκνωτή και τη μέγιστη τάση του, μπορείτε να βρείτε την ενέργεια που μπορεί να συσσωρεύσει αυτός ο πυκνωτής. E \u003d Γνωρίζοντας την ενέργεια του πυκνωτή, μπορείτε να βρείτε την κατά προσέγγιση κινητική ενέργεια του βλήματος ή απλά την ισχύ του μελλοντικού μαγνητικού επιταχυντή. Κατά κανόνα, η απόδοση ενός όπλου είναι περίπου ίση με 1,7% - δηλ. Διαιρέστε την ενέργεια των πυκνωτών με το 100 για να βρείτε την κινητική ενέργεια του βλήματος.
11 Ωστόσο, βελτιστοποιώντας το Gaussian, η απόδοσή του μπορεί να αυξηθεί στο 4-7%, πράγμα που είναι ήδη σημαντικό. Γνωρίζοντας την κινητική ενέργεια του βλήματος και τη μάζα του (m), υπολογίζουμε την ταχύτητα πτήσης του. V \u003d 2 / [m / s], το μεταφράζουμε σε χιλιόμετρα ανά ώρα. Στη συνέχεια, υπολογίζουμε το κατά προσέγγιση μήκος της περιέλιξης της ηλεκτρομαγνητικής βαλβίδας. Είναι ίσο με το μήκος του βλήματος. Η περιέλιξη θα πρέπει να είναι τέτοια ώστε όταν εκτοξεύεται το βλήμα, όταν το βλήμα πλησιάζει στη μέση του, το ρεύμα σε αυτό θα είναι ήδη ελάχιστο και το μαγνητικό πεδίο δεν θα εμπόδιζε το βλήμα να πετάξει έξω από το άλλο άκρο της περιέλιξης. Το σύστημα πηνίου πυκνωτή είναι ένα ταλαντευόμενο κύκλωμα. Να βρείτε την περίοδο ταλάντωσής του. Ο χρόνος του πρώτου μισού κύκλου των ταλαντώσεων είναι ίσος με τον χρόνο που το νύχι πετά από την αρχή της περιέλιξης έως τη μέση του, και αφού Εάν το καρφί ήταν αρχικά σε ηρεμία, τότε περίπου αυτός ο χρόνος είναι ίσος με το μήκος της περιέλιξης διαιρεμένο με την ταχύτητα πτήσης του καρφιού. T = 2π Στο σύστημά μας, οι ταλαντώσεις δεν θα είναι καθόλου ελεύθερες, άρα η περίοδος ταλάντωσης θα είναι κάπως μεγαλύτερη από αυτή την τιμή. Ωστόσο, αυτό θα το λάβουμε υπόψη αργότερα, όταν υπολογίσουμε απευθείας την ίδια την περιέλιξη. Ο χρόνος μισού κύκλου των ταλαντώσεων είναι γνωστός, η χωρητικότητα των πυκνωτών παραμένει επίσης μόνο για να εκφράσει την επαγωγή του πηνίου από τον τύπο. Στην πράξη, παίρνουμε την αυτεπαγωγή του πηνίου κάπως μικρότερη λόγω του γεγονότος ότι η περίοδος ταλάντωσης λόγω της παρουσίας ενεργής αντίστασης στο κύκλωμα θα είναι μεγαλύτερη. Διαιρέστε την αυτεπαγωγή με το 1,5, νομίζω ότι για έναν υπολογισμό είναι κάπως έτσι. Τώρα βρίσκουμε μέσω της αυτεπαγωγής και του μήκους των παραμέτρων του πηνίου τον αριθμό των στροφών κ.λπ. η αυτεπαγωγή της ηλεκτρομαγνητικής βαλβίδας βρίσκεται με τον τύπο L \u003d mm 0 (N 2 S) / l [H].
12 Όπου m είναι η σχετική μαγνητική διαπερατότητα του πυρήνα, m0 είναι η μαγνητική διαπερατότητα του κενού = 4π10-7, S είναι η περιοχή διατομής της ηλεκτρομαγνητικής βαλβίδας, l είναι το μήκος της ηλεκτρομαγνητικής βαλβίδας, N είναι ο αριθμός στροφές. Η εύρεση της περιοχής διατομής της ηλεκτρομαγνητικής βαλβίδας είναι αρκετά απλή. Γνωρίζοντας τις παραμέτρους του μελλοντικού βλήματος, τις οποίες έχουμε ήδη χρησιμοποιήσει στον υπολογισμό, πιθανότατα έχετε ήδη κοιτάξει τον σωλήνα στον οποίο επρόκειτο να τυλίξετε την ηλεκτρομαγνητική βαλβίδα . Η διάμετρος του σωλήνα είναι εύκολο να μετρηθεί, υπολογίστε χονδρικά το πάχος της μελλοντικής περιέλιξης και υπολογίστε την περιοχή διατομής [m 2 ]. Έχουμε λάβει την αυτεπαγωγή λαμβάνοντας υπόψη την παρουσία ενός βλήματος μέσα στο πηνίο. Επομένως, θα πάρουμε τη σχετική μαγνητική διαπερατότητα κατά προσέγγιση (περισσότερο είναι δυνατό, λιγότερο είναι αδύνατο!) αν και μπορείτε να κοιτάξετε το βιβλίο αναφοράς και να διαιρέσετε αυτήν την τιμή με το δύο (το βλήμα δεν βρίσκεται πάντα μέσα στην ηλεκτρομαγνητική βαλβίδα). Εκτός από το γεγονός ότι η διάμετρος της περιέλιξης είναι μεγαλύτερη από τη διάμετρο του βλήματος, επομένως, η τιμή του m που λαμβάνεται από το βιβλίο αναφοράς μπορεί να διαιρεθεί ξανά με το 2. Γνωρίζοντας το μήκος της ηλεκτρομαγνητικής βαλβίδας, το εμβαδόν διατομής , και τη μαγνητική διαπερατότητα του πυρήνα, μπορούμε εύκολα να εκφράσουμε τον αριθμό των στροφών από τον τύπο της επαγωγής. Τώρα ας αξιολογήσουμε τις παραμέτρους του ίδιου του σύρματος. Όπως γνωρίζετε, η αντίσταση ενός σύρματος υπολογίζεται ως η ειδική αντίσταση του υλικού πολλαπλασιασμένη με το μήκος του αγωγού και διαιρούμενη με την περιοχή διατομής του αγωγού. Αντίστασηο χαλκός του σύρματος περιέλιξης, παρεμπιπτόντως, είναι κάπως μεγαλύτερος από την τιμή του πίνακα που δίνεται για τον ΚΑΘΑΡΟ χαλκό. Όσο λιγότερη αντίσταση τόσο το καλύτερο. Εκείνοι. Φαίνεται ότι ένα σύρμα μεγαλύτερης διαμέτρου είναι προτιμότερο, αλλά αυτό θα προκαλέσει αύξηση στις γεωμετρικές διαστάσεις του πηνίου και μείωση της πυκνότητας του μαγνητικού πεδίου στη μέση του, επομένως πρέπει να αναζητήσετε τη χρυσή τομή σας εδώ. Στη γενική περίπτωση, τυπικό για οικιακά γκάζια, για ενέργεια της τάξης του J και τάση σε χάλκινο σύρμα περιέλιξης με διάμετρο 0,8-1,2 mm είναι αρκετά αποδεκτό.
13 ohms. Παρεμπιπτόντως, η ισχύς των ενεργών απωλειών βρίσκεται με τον τύπο P=I 2 R [W] Όπου: I είναι το ρεύμα σε αμπέρ, R είναι η ενεργή αντίσταση των συρμάτων σε Κατά κανόνα, το 50% της ενέργειας του οι πυκνωτές χάνονται ΠΑΝΤΑ στην ενεργή αντίσταση Gaussian. Γνωρίζοντας αυτό, η εύρεση του μέγιστου ρεύματος πηνίου μπορεί να είναι αρκετά απλή. Η ενέργεια ενός πηνίου είναι ίση με το τετράγωνο του ρεύματος επί την επαγωγή διαιρούμενο με το 2, παρόμοια με έναν πυκνωτή. 2.2 Δημιουργία και αποσφαλμάτωση του κανονιού Gauss Τα πιο απλά σχέδια μπορούν να συναρμολογηθούν από αυτοσχέδια υλικά ακόμα και με σχολικές γνώσεις φυσικής. Προσοχή! Οι φορτισμένοι μεγάλοι πυκνωτές μπορεί να είναι πολύ επικίνδυνοι! Πρόσεχε! Ας αρχίσουμε να συναρμολογούμε το πιστόλι με μια ηλεκτρομαγνητική βαλβίδα (πηνίο χωρίς πυρήνα). Η κάννη του πηνίου είναι ένα κομμάτι πλαστικό άχυρο μήκους 40 cm. Συνολικά, πρέπει να τυλίξετε 9 στρώματα. Στην πράξη, διαπίστωσα ότι είναι καλύτερο να τυλίξετε δύο στρώματα της περιέλιξης διέγερσης με έναν αγωγό σε μόνωση PVC, ο οποίος σε αυτή την περίπτωση δεν πρέπει να είναι πολύ παχύς (όχι μεγαλύτερη από 1,5 mm σε διάμετρο). Στη συνέχεια, μπορείτε να αποσυναρμολογήσετε τα πάντα, να αφαιρέσετε τις ροδέλες και να βάλετε το πηνίο στη ράβδο από το μαρκαδόρο, το οποίο θα χρησιμεύσει ως βαρέλι. Το έτοιμο πηνίο είναι εύκολο να δοκιμαστεί συνδέοντάς το με μια μπαταρία 9 volt: λειτουργεί σαν ηλεκτρομαγνήτης. Οι παράμετροι της περιέλιξης, του βλήματος και των πυκνωτών πρέπει να συντονίζονται με τέτοιο τρόπο ώστε, όταν εκτοξεύεται, όταν το βλήμα πλησιάσει το μέσο της περιέλιξης, το ρεύμα στο τελευταίο θα έχει ήδη χρόνο να
14 θα μειωθεί στην ελάχιστη τιμή, δηλαδή, το φορτίο των πυκνωτών θα έχει ήδη εξαντληθεί πλήρως. Σε αυτή την περίπτωση, η απόδοση ενός όπλου Gauss ενός σταδίου θα είναι μέγιστη. Στη συνέχεια, συναρμολογούμε το ηλεκτρικό κύκλωμα, στερεώνουμε τα στοιχεία του σε μια σταθερή βάση. Το κανόνι μπορεί να διαμορφωθεί σαν όπλο τοποθετώντας εξαρτήματα αλυσίδας στο σώμα ενός πλαστικού παιδικού παιχνιδιού. Τοποθέτησα όμως την αλυσίδα στο σώμα του χαρτοκιβωτίου. Σύμφωνα με την περιγραφόμενη τεχνολογία, δημιούργησα δύο μοντέλα εργασίας. Πραγματοποίησα ένα παράλληλο πείραμα, αντιστοίχως αλλάζοντας το σύστημα πυκνωτών (στο δεύτερο μοντέλο υπάρχουν αρκετοί πυκνωτές, στο πρώτο), τον αριθμό των στροφών της ηλεκτρομαγνητικής βαλβίδας, τους διάφορους τύπους σύνδεσης τμημάτων κυκλώματος. Τραπέζι 1. Συγκριτικές παράμετροι μοντέλων όπλων Gauss. Παράμετροι 1ο μοντέλο 2ο μοντέλο Πλεονεκτήματα, μειονεκτήματα Χωρητικότητα πυκνωτή [µF] Όσο μεγαλύτερη είναι η χωρητικότητα, τόσο περισσότερο θερμαίνεται ο μετασχηματιστής στο κύκλωμα. Ο αριθμός Η ενέργεια του μαγνητικού πεδίου στροφών αυξάνεται όσο αυξάνεται ο αριθμός των στροφών. 2.3 Ερευνητική Ανάλυση Διερεύνησα την εξάρτηση της απόδοσης του πιστολιού από την χωρητικότητα του πυκνωτή και την αυτεπαγωγή της ηλεκτρομαγνητικής βαλβίδας. Ενώ εργαζόμουν σε αυτό το έργο, κατέληξα στο συμπέρασμα ότι η ταχύτητα του βλήματος εξαρτάται από την χωρητικότητα του πυκνωτή και από την αυτεπαγωγή της ηλεκτρομαγνητικής βαλβίδας. Εάν συμπεριλάβω έναν μετασχηματιστή στο συγκρότημα μου, στον οποίο η δευτερεύουσα περιέλιξη είναι αρκετές φορές μεγαλύτερη από την κύρια περιέλιξη, τότε:
15 Αυξάνεται ο ρυθμός φόρτισης του πυκνωτή Ισχύς πυκνωτή Μείωση τάσης εισόδου στην εγκατάσταση Καθώς όμως μελετήσαμε τις ιδιότητες του πιστολιού, διαπιστώσαμε ότι ο μετασχηματιστής είναι πολύ ζεστός. Επομένως, ο χρόνος λειτουργίας της εγκατάστασης μειώνεται σημαντικά. Προσπαθώντας να λύσω το πρόβλημα της απώλειας θερμότητας στον μετασχηματιστή, κατέληξα σε διάφορες λύσεις: Εγκαταστήστε ένα σύστημα ψύξης για τον μετασχηματιστή. Επαναλάβετε την εγκατάσταση. Ας δούμε κάθε λύση. Εγκαταστήστε ένα σύστημα ψύξης για τον μετασχηματιστή. Αφαιρούμε τον μετασχηματιστή σε ειδικό κουτί. Στα τοιχώματα αυτού του κουτιού, τοποθετούμε ανεμιστήρες που θα διοχετεύουν αέρα μέσω του μετασχηματιστή και θα τον πετάξουν έξω. Προκύπτουν όμως παράπλευρα προβλήματα: Η κατανάλωση ενέργειας της εγκατάστασης αυξάνεται Το μέγεθος της ίδιας της εγκατάστασης αυξάνει τις εκπομπές στην ατμόσφαιρα ένας μεγάλος αριθμόςδιοξείδιο του άνθρακα. Επαναλάβετε την εγκατάσταση. Το θέμα είναι να χρησιμοποιηθούν αρκετοί πυκνωτές αντί για μετασχηματιστή, ο οποίος θα συνδεθεί σε σειρά.
16 Αυξάνεται η δυναμικότητα του εργοστασίου. Αλλά ο χρόνος φόρτισης των πυκνωτών αυξάνεται, όπως και η κατανάλωση ενέργειας. Το πρόβλημα με την υψηλή κατανάλωση ηλεκτρικής ενέργειας μπορεί να λυθεί με τη βοήθεια νέων τεχνολογιών. Ως πηγή ρεύματος μπορεί να χρησιμοποιηθεί ένας θερμοπυρηνικός αντιδραστήρας. Αλλά μια τέτοια εγκατάσταση δεν έχει ακόμη μελετηθεί καλά: Παράγει πολύ λιγότερο ηλεκτρισμό από ό,τι καταναλώνει. Όταν χρησιμοποιείται, απελευθερώνεται πολλή θερμότητα, με αποτέλεσμα ο χρόνος λειτουργίας του αντιδραστήρα να είναι πολύ μικρός. Μειώστε το χρόνο εκφόρτισης, τότε η αδράνεια θα αυξηθεί. Συμπέρασμα Κατά την εξέταση του κανονιού, κατέληξα στο συμπέρασμα ότι υπάρχουν διαθέσιμα υλικά για τη συναρμολόγηση της βάσης. υπάρχει πολλή βιβλιογραφία στον κόσμο που βοηθά στην κατανόηση των αρχών λειτουργίας του όπλου και των διάφορων τρόπων συναρμολόγησής του. Αλλά όταν χρησιμοποιείτε ένα όπλο, προκύπτει το πρόβλημα της χρήσης του, το οποίο σε σύγχρονος κόσμοςτο όπλο μπορεί να χρησιμοποιηθεί μόνο για στρατιωτικά και διαστημικά συμφέροντα, tk. είναι πολύ δύσκολο να υπολογιστεί η συμπεριφορά του πηνίου κατά την εφαρμογή μοντέλων σε άλλους τομείς της ανθρώπινης ζωής. Ανακάλυψα ότι είναι θεωρητικά δυνατό να χρησιμοποιηθούν όπλα 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). Ωστόσο, παρά τη φαινομενική απλότητα του κανονιού Gauss, η χρήση του ως όπλου είναι γεμάτη σοβαρές δυσκολίες, η κύρια από τις οποίες είναι το υψηλό ενεργειακό κόστος.
17 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%. Γενικά, 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 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 ένας αρκετά μεγάλος χρόνος για τη συσσωρευτική επαναφόρτιση των πυκνωτών, γεγονός που καθιστά απαραίτητη τη μεταφορά μιας πηγής ισχύος (συνήθως μια ισχυρή μπαταρία) μαζί με το πιστόλι Gauss, καθώς και το υψηλό κόστος τους. Είναι θεωρητικά δυνατό να αυξηθεί η απόδοση εάν χρησιμοποιούνται υπεραγώγιμες ηλεκτρομαγνητικές βαλβίδες, αλλά αυτό θα απαιτούσε ένα ισχυρό σύστημα ψύξης, το οποίο φέρνει πρόσθετα προβλήματα και επηρεάζει σοβαρά το εύρος της εγκατάστασης. Ή χρησιμοποιήστε αντικαταστάσιμους πυκνωτές μπαταρίας. Η πέμπτη δυσκολία με την αύξηση της ταχύτητας του βλήματος, ο χρόνος 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 συστήματος πολλαπλών σταδίων εκ των προτέρων, αλλά και να αυξάνει 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 ενός όπλου χωρίς προστατευτικό περίβλημα περιορίζεται επίσης σοβαρά από την απομακρυσμένη επαγωγή ρεύματος αρκετά ώστε το διάλυμα αλατιού να διαχωριστεί στο περίβλημα με το σχηματισμό επιθετικών
18 περιβάλλοντα (διαλύτης), που απαιτούν πρόσθετη μαγνητική θωράκιση. Έτσι, σήμερα το όπλο Gauss δεν έχει καμία προοπτική ως όπλο, αφού είναι σημαντικά κατώτερο από άλλους τύπους φορητών όπλων που λειτουργούν με άλλες αρχές. Θεωρητικά, οι προοπτικές είναι, φυσικά, δυνατές εάν δημιουργηθούν συμπαγείς και ισχυρές πηγές ηλεκτρικού ρεύματος και υπεραγωγών υψηλής θερμοκρασίας (Κ). Ωστόσο, μπορεί να χρησιμοποιηθεί μια εγκατάσταση παρόμοια με το κανόνι Gauss απώτερο διάστημα, αφού στο κενό και την έλλειψη βαρύτητας πολλές από τις ελλείψεις τέτοιων εγκαταστάσεων ισοπεδώνονται. 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 αριθμό μικρών ζημιογόνων μερών) ή αντικειμένων σε η επιφάνεια της γης. Οι δοκιμές όπλων Gauss έδωσαν ποσοστό απόδοσης 27%. Δηλαδή, σύμφωνα με τους ειδικούς, μια βολή από γκαους χάνει ακόμα και από κινέζους πνευματικούς. Η επαναφόρτωση είναι αργή - ο ρυθμός πυρκαγιάς δεν συζητείται. Και το μεγαλύτερο πρόβλημα είναι ότι δεν υπάρχουν ισχυρές, κινητές πηγές ενέργειας. Και μέχρι να βρεθούν αυτές οι πηγές, μπορεί κανείς να ξεχάσει τα όπλα με όπλα Gauss.
19 . Παραπομπές 1. Landsberg G.S. Δημοτικό εγχειρίδιο φυσικής I, II, III vol. Εκδοτικός οίκος "Διαφωτισμός" 1988 2. Melkovskaya L.B. Ας επιστρέψουμε στη φυσική. Εγχειρίδιο για φοιτητές πανεπιστημίου. Εκδοτικός οίκος "Γυμνάσιο" 1977 Πηγές που χρησιμοποιήθηκαν: 1. Πηγές Διαδικτύου: άρθρο: 2. Βίντεο: "
20 5.
GBOU Gymnasium 1540 Υποψηφιότητα: " Εργασία έργου". Σχεδιαστική – ερευνητική εργασία με θέμα: «Δημιουργία μοντέλου Gun Gauss».
Ερευνητική εργασία με θέμα: «ΚΑΤΑΣΚΕΥΗ ΕΝΑ GAUSS GUN ΣΤΙΣ ΣΥΝΘΗΚΕΣ ΤΟΥ ΣΠΙΤΙΟΥ ΚΑΙ ΜΕΛΕΤΗ ΤΩΝ ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΩΝ ΤΟΥ» Ολοκληρώθηκε από: Vanchikov Viktor Popov Vladimir Μαθητές της 11ης τάξης του MAOU "SOSH 22" Επόπτης:
Ηλεκτρισμός και μαγνητισμός, μέρος 2 1. Ο πυκνωτής ταλαντευτικού κυκλώματος συνδέεται με την πηγή σταθερή τάση. Παρουσιάζει γραφήματα και αναπαριστά την εξάρτηση από το χρόνο t των φυσικών μεγεθών που χαρακτηρίζουν
ΕΡΓΑΣΙΑ ΕΛΕΓΧΟΥ 3 ΕΠΙΛΟΓΗ 1 1. Τρεις πηγές ρεύματος με EMF ξ 1 \u003d 1,8 V, ξ 2 \u003d 1,4 V, ξ 3 \u003d 1,1 V βραχυκυκλώνονται από τους ίδιους πόλους. Η εσωτερική αντίσταση της πρώτης πηγής r 1 \u003d 0,4 Ohm, η δεύτερη
VI Επιστημονικό Συνέδριομαθητές της περιφέρειας Ιρκούτσκ "Άνθρωπος και διάστημα" Ηλεκτρομαγνητικά όπλα Ερευνητική εργασία Εκτέλεση: Cherepanov Dmitry Sergeevich gr. 25-11 Καθηγήτρια Φυσικής: Demidova L.I.,
«ΝΟΜΟΙ ΑΜΕΣΟΥ ΡΕΥΜΑΤΟΣ». Ηλεκτρικό ρεύμα ονομάζεται η διατεταγμένη κατευθυνόμενη κίνηση των φορτισμένων σωματιδίων. Δύο προϋποθέσεις είναι απαραίτητες για την ύπαρξη ρεύματος: Η παρουσία δωρεάν χρεώσεων. Η παρουσία ενός εξωτερικού
ΦΥΣΙΚΗ 11.1 ΕΝΟΤΗΤΑ 2 1. Μαγνητικό πεδίο. Διάνυσμα μαγνητικής επαγωγής. Δύναμη αμπέρ Επιλογή 1 1. Η αλληλεπίδραση δύο παράλληλων αγωγών μέσω των οποίων ρέει ηλεκτρικό ρεύμα ονομάζεται 1) ηλεκτρική
Ηλεκτρισμός και μαγνητισμός Ηλεκτροστατικό πεδίο στο κενό Εργασία 1 Όσον αφορά τα στατικά ηλεκτρικά πεδία, ισχύουν οι ακόλουθες προτάσεις: 1) η ροή του διανύσματος έντασης ηλεκτροστατικού πεδίου μέσω
4.4. Ηλεκτρομαγνητική επαγωγή. Ο κανόνας του Lenz. Το φαινόμενο της ηλεκτρομαγνητικής επαγωγής ανακαλύφθηκε από τον εξαιρετικό Άγγλο φυσικό M. Faraday το 1831. Συνίσταται στην εμφάνιση ηλεκτρικού ρεύματος σε κλειστό
Ηλεκτρομαγνητική επαγωγή Το φαινόμενο της ηλεκτρομαγνητικής επαγωγής Ηλεκτρομαγνητική επαγωγή είναι το φαινόμενο της εμφάνισης ρεύματος σε ένα κλειστό αγώγιμο κύκλωμα όταν αλλάζει η μαγνητική ροή που το διαπερνά. Φαινόμενο
ΛΥΚΕΙΟ 1580 (στο Κρατικό Τεχνικό Πανεπιστήμιο της Μόσχας με το όνομα N.E. BAUMAN) ΤΜΗΜΑ «FOUNDATIONS OF PHYSICS», 11η τάξη, 3ο εξάμηνο 2018-2019 ΑΚΑΔΗΜΑΪΚΟ ΕΤΟΣ Επιλογή 0 Εργασία 1. Βοτάνισμα δαχτυλιδιού βοτανίσματος 1010 cm εμβαδού S =.
9. Ηλεκτροδυναμική. Μαγνητισμός. 005 1. Η δύναμη Lorentz μπορεί να προσδιοριστεί με τον τύπο A) F = q υ Bsinα. Β) F = I ∆ l Bsinα. Γ) F = qe. Δ) F = k. Ε) F = pgv.. τα ρεύματα που προκύπτουν σε αγωγούς μεγάλης μάζας ονομάζονται Α)
Καθήκοντα. Η αρχή της υπέρθεσης. 1. Στις κορυφές του τετραγώνου είναι τα ίδια φορτία Q = 0,3 ncl το καθένα. Ποιο αρνητικό φορτίο Q x πρέπει να τοποθετηθεί στο κέντρο του τετραγώνου έτσι ώστε η δύναμη της αμοιβαίας απώθησης
Δοκιμήμε θέμα Ηλεκτρομαγνητισμός 11 τάξη 1 επιλογή Α1. Στη μαγνητική βελόνα ( Βόρειος πόλοςσκιασμένο, βλέπε σχήμα), το οποίο μπορεί να περιστραφεί γύρω από έναν κατακόρυφο άξονα, κάθετο στο επίπεδο
C1.1. Το σχήμα δείχνει ένα ηλεκτρικό κύκλωμα που αποτελείται από ένα γαλβανικό στοιχείο, έναν ρεοστάτη, έναν μετασχηματιστή, ένα αμπερόμετρο και ένα βολτόμετρο. Την αρχική χρονική στιγμή, το ρυθμιστικό ρεοστάτη βρίσκεται στη μέση
10. Το σχήμα δείχνει δύο ηλεκτρικά κυκλώματα απομονωμένα μεταξύ τους. Το πρώτο περιέχει μια πηγή ρεύματος, έναν ρεοστάτη, έναν επαγωγέα και ένα αμπερόμετρο συνδεδεμένα σε σειρά και το δεύτερο είναι ένα καλώδιο
Στο κύκλωμα του σχήματος, η αντίσταση της αντίστασης και η σύνθετη αντίσταση του ρεοστάτη είναι ίσες με R, το EMF της μπαταρίας είναι ίσο με E, η εσωτερική της αντίσταση είναι αμελητέα (r = 0). Πώς συμπεριφέρονται (αυξάνονται, μειώνονται, παραμένουν
4. Παρατεταμένες ουρές 4.1. Διάδοση σήματος κατά μήκος μιας μεγάλης γραμμής Κατά τη μετάδοση παλμικών σημάτων μέσω μιας γραμμής δύο καλωδίων, είναι συχνά απαραίτητο να λαμβάνεται υπόψη η πεπερασμένη ταχύτητα διάδοσης του σήματος κατά μήκος της γραμμής.
C1.1. Η φωτογραφία δείχνει ένα ηλεκτρικό κύκλωμα που αποτελείται από μια αντίσταση, έναν ρεοστάτη, ένα κλειδί, ένα ψηφιακό βολτόμετρο συνδεδεμένο σε μια μπαταρία και ένα αμπερόμετρο. Χρησιμοποιώντας τους νόμους του συνεχούς ρεύματος, εξηγήστε πώς
Εργασία για το σπίτιμε θέμα: Επιλογή "Ηλεκτρικές δονήσεις". Στο κύκλωμα ταλάντωσης, η αυτεπαγωγή του πηνίου είναι L = 0, H. Η τρέχουσα τιμή αλλάζει σύμφωνα με το νόμο I(t) = 0,8sin(000t + 0,3), όπου t είναι ο χρόνος σε δευτερόλεπτα,
Δοκιμή ηλεκτρολόγων μηχανικών. Επιλογή 1. 1. Ποιες συσκευές φαίνονται στο διάγραμμα; α) έναν ηλεκτρικό λαμπτήρα και μια αντίσταση. β) έναν ηλεκτρικό λαμπτήρα και μια ασφάλεια. γ) μια πηγή ηλεκτρικού ρεύματος και μια αντίσταση.
Τμήμα δευτεροβάθμιας επαγγελματικής εκπαίδευσης του κλάδου του Ομοσπονδιακού Κρατικού Προϋπολογισμού Εκπαιδευτικού Ιδρύματος Ανώτατης Επαγγελματικής Εκπαίδευσης "Ufa State Aviation
ΕΡΓΑΣΙΑ 4 ΜΕΛΕΤΗ ΜΕΤΑΒΑΤΙΚΩΝ ΔΙΑΔΙΚΑΣΙΩΝ ΣΕ ΚΥΚΛΩΜΑ ΠΟΥ ΠΕΡΙΕΧΕΙ ΑΝΤΙΣΤΑΤΗ ΚΑΙ ΠΥΚΝΩΤΗ Σκοπός της εργασίας: μελέτη του νόμου της μεταβολής τάσης όταν εκφορτίζεται ένας πυκνωτής, προσδιορισμός της σταθεράς χρόνου του κυκλώματος R και
4 Ηλεκτρομαγνητική επαγωγή 41 Νόμος της ηλεκτρομαγνητικής επαγωγής 1 Τα ηλεκτρικά ρεύματα δημιουργούν ένα μαγνητικό πεδίο γύρω τους Υπάρχει ένα αντίθετο φαινόμενο: ένα μαγνητικό πεδίο προκαλεί την εμφάνιση ηλεκτρικών ρευμάτων
Πεδίο 9. Ηλεκτρομαγνητική επαγωγή. Εναλλασσόμενο ρεύμα. Διαλέξεις: 9.1 Το φαινόμενο της ηλεκτρομαγνητικής επαγωγής. μαγνητική ροή. Ο νόμος της ηλεκτρομαγνητικής επαγωγής. Αιτίες ρεύματος επαγωγής: Δύναμη Lorentz
ΦΥΣΙΚΗ ΗΛΕΚΤΡΟΜΑΓΝΗΤΙΚΟΣ ΕΠΙΤΑΧΥΝΤΗΣ ΜΑΖΑΣ Monin V.S. MBOU Odintsovo lyceum 10, τάξη 9 429 Επιβλέπων: Chistyakova I.V., MBOU Odintsovo lyceum 10, καθηγητής φυσικής Επιβλέπων: Monin S.V. Το διαβατήριο
ΕΡΓΑΣΙΑ ΕΛΕΓΧΟΥ 3 ΕΠΙΛΟΓΗ 1 1. Τέσσερα πανομοιότυπα φορτία Q 1 \u003d Q 2 \u003d Q 3 \u003d Q 4 \u003d 40 knl είναι στερεωμένα στις κορυφές ενός τετραγώνου με πλευρά a \u003d 10 cm. Προσδιορίστε τη δύναμη F καθεμία από αυτές τις χρεώσεις
Διάλεξη 6 Το φαινόμενο της αυτεπαγωγής. Επαγωγή Σε ένα κλειστό αγώγιμο κύκλωμα που βρίσκεται σε εναλλασσόμενο μαγνητικό πεδίο, λόγω του φαινομένου της ηλεκτρομαγνητικής επαγωγής, προκύπτει ρεύμα επαγωγής. Ταυτόχρονα, το μαγνητικό
ΑΜΕΣΟ ΡΕΥΜΑ 2008 Το κύκλωμα αποτελείται από μια πηγή ρεύματος με EMF 4,5V και εσωτερική αντίσταση r=,5 ohm και αγωγούς με αντίσταση =4,5 ohm και 2 = ohm Η εργασία που γίνεται από το ρεύμα στον αγωγό σε 20 λεπτά ισούται με r ε
GBOU Gymnasium 1576 Project "Debris in Space" Moscow 2017 Ολοκληρώθηκε από: Zotova Daria Mityushina Anastasia Slepykh Ksenia Ivanova Ksenia Gazaev Georgy Επόπτης: Ermolenko I. V. Εισαγωγή Προβλήματα
ΠΑΡΑΔΕΙΓΜΑ ΤΡΑΠΕΖΑ ΚΑΘΗΚΟΝΤΩΝ ΣΤΗ ΦΥΣΙΚΗ 11 ΤΑΞΗ (ΒΑΣΙΚΟ ΕΠΙΠΕΔΟ) εμβάπτιση 2 Μαγνητικό πεδίο. Ομογενές και ανομοιογενές μαγνητικό πεδίο 1. Ποια ουσία δεν έλκεται καθόλου από έναν μαγνήτη; 1) Χάλυβας 2) Γυαλί 3)
Επιλογή 1 1. Τα φορτία των 10 ncl βρίσκονται σε απόσταση 6 cm το ένα από το άλλο. Βρείτε την ένταση και το δυναμικό πεδίου σε ένα σημείο 5 cm μακριά από κάθε φόρτιση. 2. Δύο φορτίσεις +2nC η καθεμία είναι ενεργοποιημένες
Συλλογή προβλημάτων για την ειδικότητα ΕΠ 251 1 Ηλεκτρικό πεδίο. Εργασίες μέσης πολυπλοκότητας 1. Δύο σημειακά σώματα με φορτία Q 1 =Q 2 = 6 10 11 C βρίσκονται στον αέρα σε απόσταση 12 cm το ένα από το άλλο. Καθορίζω
Θέμα 2.3. ΗΛΕΚΤΡΟΜΑΓΝΗΤΙΚΗ ΕΠΕΑΓΩΓΗ 1. Το φαινόμενο της ηλεκτρομαγνητικής επαγωγής (πειράματα Faraday) 2. Νόμος του Faraday 3. Δινορεύματα (ρεύματα Foucault) 4. Επαγωγή κυκλώματος. Αυτοεπαγωγή 5. Αμοιβαία επαγωγή 1. Φαινόμενο
Carl Friedrich Gauss (1777 1855) Σχολικό μοντέλο στην πράξη για τη μελέτη των αρχών και της λεπτότητας της εργασίας του όπλου Gauss για την κατασκευή μιας ηλεκτρομαγνητικής εγκατάστασης για μαθήματα φυσικής για την ανάπτυξη δεξιοτήτων στην εργασία με ηλεκτρικά
Επιλογή 1 1. Δύο σημειακά ηλεκτρικά φορτία q και 2q σε απόσταση r μεταξύ τους έλκονται με δύναμη F. Με ποια δύναμη θα έλκουν τα φορτία 2q και 2q σε απόσταση 2r; Απάντηση. 1 2 F. 2. Στις κορυφές
I. V. Yakovlev Υλικά για τη φυσική MathUs.ru Θέματα αυτοεπαγωγής ΧΡΗΣΗ κωδικοποιητή: αυτεπαγωγή, επαγωγή, ενέργεια μαγνητικού πεδίου. Η αυτοεπαγωγή είναι μια ειδική περίπτωση ηλεκτρομαγνητικής επαγωγής. Καταλήγει,
Συλλογή εργασιών για την ειδικότητα ΑΤ 251 1 Ηλεκτρικά κυκλώματα DC Εργασίες μέσης πολυπλοκότητας 1. Προσδιορίστε ποια πρέπει να είναι η πολικότητα και η απόσταση μεταξύ δύο φορτίων 1,6 10 -b C και 8 10
Το έργο της δύναμης του αμπέρ Επιτρέψτε μου να σας υπενθυμίσω ότι η δύναμη του Αμπέρ που ενεργεί σε ένα στοιχείο γραμμικού ρεύματος δίνεται από τον τύπο (1) Ας δούμε το σχήμα Μπορεί να κινείται ελεύθερα κατά μήκος δύο σταθερών οριζόντιων αγωγών (ράγες)
Στο διάγραμμα ενός μη γραμμικού κυκλώματος, οι αντιστάσεις των γραμμικών αντιστάσεων υποδεικνύονται σε Ohms. ρεύμα J = 0,4 A; το χαρακτηριστικό του μη γραμμικού στοιχείου δίνεται σε πίνακα. Βρείτε την τάση και το ρεύμα του μη γραμμικού στοιχείου. I, A 0 1,8 4
1. Προγραμματισμένα αποτελέσματα ανάπτυξης θέμαΩς αποτέλεσμα της μελέτης της φυσικής της τάξης 8 στην ενότητα υπό μελέτη: Ηλεκτρικά και μαγνητικά φαινόμενα Ο μαθητής θα μάθει να: αναγνωρίζει ηλεκτρομαγνητικά φαινόμενα
Τμήμα Φυσικής, τεστ για φοιτητές μερικής φοίτησης 1 Τεστ 3 ΗΛΕΚΤΡΙΚΟ ΕΝΕΡΓΕΙΑ 1. Δύο ίσα φορτισμένες μπάλες αιωρούνται σε ένα σημείο σε νήματα του ίδιου μήκους. Σε αυτή την περίπτωση, τα νήματα χωρίστηκαν μέσω μιας γωνίας α. Μπαλόνια
Το σχήμα δείχνει ένα κύκλωμα DC. Η εσωτερική αντίσταση της πηγής ρεύματος μπορεί να αγνοηθεί. Καθιερώστε μια αντιστοιχία μεταξύ φυσικών μεγεθών και τύπων με τους οποίους μπορούν να υπολογιστούν (
Παραδείγματα επίλυσης προβλημάτων Παράδειγμα Βρείτε την αυτεπαγωγή ενός δακτυλιοειδούς πηνίου Ν στροφών, του οποίου η εσωτερική ακτίνα είναι ίση με b και η διατομή έχει σχήμα τετραγώνου με μια πλευρά του χώρου μέσα στο πηνίο
3.3 ΜΑΓΝΗΤΙΚΟ ΠΕΔΙΟ 3.3.1 Μηχανική αλληλεπίδραση μαγνητών. Ένα μαγνητικό πεδίο. Διάνυσμα μαγνητικής επαγωγής. Η αρχή της υπέρθεσης μαγνητικών πεδίων: Γραμμές μαγνητικού πεδίου. Μοτίβο από γραμμές πεδίου ριγέ και πέταλο
Θέμα: Διάλεξη 33 Ο νόμος του Faraday για την ηλεκτρομαγνητική επαγωγή. Ο κανόνας του Lenz. EMF ενός αγωγού που κινείται σε μαγνητικό πεδίο. Η φύση του emf που εμφανίζεται σε έναν σταθερό αγωγό. Σχέση ηλεκτρικού και μαγνητικού
Ηλεκτρισμός και Μαγνητισμός Ηλεκτροστατική Η ηλεκτροστατική είναι κλάδος της ηλεκτροδυναμικής που μελετά τις ιδιότητες και τις αλληλεπιδράσεις ακίνητων ηλεκτρικά φορτισμένων σωμάτων. Κατά την επίλυση προβλημάτων ηλεκτροστατικής
ΗΛΕΚΤΡΟΔΥΝΑΜΙΚΗ Kirillov A.M., δάσκαλος γυμνασίου 44, Σότσι (http://kirilladrey7.arod.ru/) Αυτή η επιλογή τεστ βασίζεται σε οδηγός μελέτης«Veretelnik V.I., Sivov Yu.A., Tolmacheva N.D., Horuzhy
1 ΥΠΟΛΟΓΙΣΜΟΣ ΠΑΡΑΜΕΤΡΩΝ ΗΛΕΚΤΡΟΜΑΓΝΗΤΙΚΗΣ ΕΓΚΑΤΑΣΤΑΣΗΣ ΓΙΑ ΥΓΡΗ ΕΠΕΞΕΡΓΑΣΙΑ ΤΟΥ VATIEGAN FIELD CCI "KOGALYMNEFTEGAZ" Maksimochkin V.I., Khasanov N.A., Shaidakov V.V., Inyuptev Kuznet, A.V.B.
Υλικά IV Yakovlev Φυσική MthUs.ru Ηλεκτρομαγνητική επαγωγή Πρόβλημα 1. Ένας συρμάτινος δακτύλιος ακτίνας r βρίσκεται σε ομοιόμορφο μαγνητικό πεδίο του οποίου οι γραμμές είναι κάθετες στο επίπεδο του δακτυλίου. Επαγωγή
Γ1 «ΗΛΕΚΤΡΟΜΑΓΝΗΤΙΣΜΟΣ», «ΗΛΕΚΤΡΟΜΑΓΝΗΤΙΚΗ ΕΠΑΓΩΓΗ» Ένας ευθύς οριζόντιος αγωγός κρέμεται σε δύο ελατήρια. Το ηλεκτρικό ρεύμα ρέει μέσω του αγωγού προς την κατεύθυνση που φαίνεται στο σχήμα. Σε κάποιο σημείο
Elena Morozova, Aleksey Razin Τροφοδοτικά για λέιζερ Σύντομες σημειώσεις διάλεξης για την πειθαρχία "Τεχνολογία λέιζερ" Tomsk 202 Διάλεξη Βάση στοιχείων τροφοδοτικών και απλά κυκλώματα που βασίζονται σε αυτά Οποιοδήποτε λέιζερ
Κρατική Γεωργική Ακαδημία του Νίζνι Νόβγκοροντ Τμήμα Φυσικής ΗΛΕΚΤΡΟΜΑΓΝΗΤΗΣ. ΤΑΛΑΝΤΩΣΕΙΣ ΚΑΙ ΚΥΜΑΤΑ. ΚΥΜΑΤΙΚΕΣ ΔΙΑΔΙΚΑΣΙΕΣ Θεματικές εργασίες για τον έλεγχο του επιπέδου γνώσεων των μαθητών στη φυσική Π Α
3 Ηλεκτρομαγνητικές ταλαντώσεις Πληροφορίες αναφοράς Οι εργασίες αυτής της ενότητας είναι αφιερωμένες σε φυσικές ηλεκτρομαγνητικές ταλαντώσεις. Οι ενεργές τιμές του ρεύματος και της τάσης προσδιορίζονται από την έκφραση i dt, 4 u dt,
Ερευνητική εργασία Θέμα φυσικής «Επιταχυντής ηλεκτρομαγνητικής μάζας» Ολοκληρώθηκε από: Monin Viktor Sergeevich, μαθητής 9ης τάξης, MBOU Odintsovo Lyceum 10 Επιβλέπων: Chistyakova Irina Viktorovna
Ηλεκτροδυναμική 1. Όταν μια αντίσταση με άγνωστη αντίσταση συνδέεται σε μια πηγή ρεύματος με EMF 10 V και εσωτερική αντίσταση 1 Ohm, η τάση στην έξοδο της πηγής ρεύματος είναι 8 V. Ποια είναι η ισχύς ρεύματος
1 4 Ηλεκτρομαγνητική επαγωγή 41 Νόμος της ηλεκτρομαγνητικής επαγωγής Κανόνας του Lenz Το 1831, ο Faraday ανακάλυψε ένα από τα πιο θεμελιώδη φαινόμενα στην ηλεκτροδυναμική, το φαινόμενο της ηλεκτρομαγνητικής επαγωγής: σε ένα κλειστό
IV Yakovlev Υλικά για τη φυσική MathUs.ru Ηλεκτρομαγνητικές ταλαντώσεις Πρόβλημα 1. (MFO, 2014, 11) Ένας φορτισμένος πυκνωτής αρχίζει να εκφορτίζεται μέσω ενός επαγωγέα. Σε δύο χιλιοστά του δευτερολέπτου το ηλεκτρικό του
ΛΥΣΕΙΣ ΕΡΓΑΣΙΩΝ Β' ΓΥΡΟΥ ΟΛΥΜΠΙΑΔΑΣ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗΣ 017/018 ακαδημαϊκού έτους. 9 ΤΑΞΗ 1. Η αρχή λειτουργίας πολλών ηλεκτρονικών συσκευών βασίζεται στην κίνηση των ηλεκτρονίων σε ένα ηλεκτρικό πεδίο. Το σχήμα δείχνει
Μέρος 1 Οι απαντήσεις στις εργασίες 1 4 είναι ένας αριθμός, ένας αριθμός ή μια ακολουθία αριθμών. Σημειώστε την απάντηση στο πεδίο απάντησης στο κείμενο της εργασίας και, στη συνέχεια, μεταφέρετέ την στη ΦΟΡΜΑ ΑΠΑΝΤΗΣΗΣ 1 στα δεξιά του αριθμού της αντίστοιχης εργασίας,
ΠΡΟΕΤΟΙΜΑΣΙΑ ΗΛΕΚΤΡΟΜΑΓΝΗΤΙΣΜΟΣ. 1. Ποιο γράμμα στη φυσική χρησιμοποιείται για να δηλώσει τη Μαγνητική επαγωγή; μαγνητική ροή; Επαγωγή? EMF επαγωγής; Μήκος ενεργού αγωγού; Μαγνητική διαπερατότητα του μέσου; Ενέργεια
1 επιλογή A1. Στην εξίσωση αρμονική ταλάντωση q \u003d qmcos (ωt + φ0) η τιμή κάτω από το πρόσημο του συνημιτόνου ονομάζεται 3) το πλάτος του φορτίου A2. Το σχήμα δείχνει ένα γράφημα της τρέχουσας ισχύος σε ένα μέταλλο
Παρουσίαση για την ερευνητική εργασία «Gauss Gun». Μελέτη της αρχής λειτουργίας του όπλου Gauss, ηλεκτρομαγνητικός επιταχυντής μάζας, που εργάζεται στο φαινόμενο της ηλεκτρομαγνητικής επαγωγής.
Προβολή περιεχομένου εγγράφου
"Σχόλιο"
Σχόλιο.
Η συσκευή - "Gauss Gun" αναφέρεται σε έναν επιταχυντή ηλεκτρομαγνητικής μάζας, ο οποίος λειτουργεί με το φαινόμενο της ηλεκτρομαγνητικής επαγωγής.
Σκοπός:μελέτη της αρχής λειτουργίας ενός επιταχυντή ηλεκτρομαγνητικής μάζας με βάση το πυροβόλο όπλο Gauss και τη δυνατότητα εφαρμογής του στην ηλεκτρική μηχανική.
Καθήκοντα:
1. Μελετήστε τη συσκευή του όπλου Gauss και κατασκευάστε το πειραματικό μοντέλο του
2. Εξετάστε τις παραμέτρους του πειράματος
3. Ερευνήστε το θέμα Πρακτική εφαρμογησυσκευές που λειτουργούν με την αρχή ενός όπλου Gauss
Μέθοδοι έρευνας: πείραμα και μοντελοποίηση.
Η πειραματική ρύθμιση αποτελείται από τη μονάδα φόρτισης και το κύκλωμα ταλάντωσης.
Φορτιστήςτροφοδοτείται από AC 220V, συχνότητα 50Hz και αποτελείται από τέσσερις διόδους ημιαγωγών. Το κύκλωμα ταλάντωσης περιλαμβάνει: πυκνωτή χωρητικότητας 800 microfarads και 330 V, επαγωγείς 1,34 mH.
Πραγματοποιήθηκε οριζόντια βολή από πρωτότυπο με μάζα m = 2,45 g, ενώ το εύρος πτήσης ήταν κατά μέσο όρο s = 17 m, με ύψος πτήσης h = 1,20 m.
Σύμφωνα με τα αρχικά πειραματικά δεδομένα: μάζα δύο βλημάτων, τάση, χωρητικότητα πυκνωτή, εμβέλεια και ύψος πτήσης, υπολόγισα την ενέργεια που αποθηκεύτηκε από τον πυκνωτή, τον χρόνο πτήσης, την ταχύτητα, την κινητική ενέργεια του βλήματος και την απόδοση της εγκατάστασης.
| Αρχικός δεδομένα |
||
| Εύρος πτήσης, s | ||
| Υψόμετρο πτήσης, h | ||
| Χωρητικότητα πυκνωτή, C | ||
| Τάση δικτύου, U | ||
| πειραματικός δεδομένα | ||
| Η ενέργεια που αποθηκεύεται στον πυκνωτή, E c \u003d | ||
| Χρόνος εκφόρτισης πυκνωτή, Τ φορές = | ||
| Σωληνοειδής αυτεπαγωγή, L = | ||
| Χρόνος πτήσης, t = | 0,4 9 s | |
| Ταχύτητα εκτόξευσης βλήματος, 𝑣 = | ||
| Κινητική ενέργεια του βλήματος, E = | ||
| αποτελεσματικότητα όπλου | ||
Συμπεράσματα:Κατάφερα να συναρμολογήσω μια εγκατάσταση επιταχυντή λειτουργίας με απόδοση = 3,2% - 4,6%. Το μοντέλο ερευνήθηκε από εμένα για το βεληνεκές του βλήματος. Καθόρισα την εξάρτηση του εύρους πτήσης από την ταχύτητα του βλήματος, υπολόγισα την αποτελεσματικότητα της εγκατάστασης. Για να αυξηθεί η αποτελεσματικότητα, είναι απαραίτητο
Α. αυξήστε την ταχύτητα του βλήματος, γιατί όσο πιο γρήγορα κινείται το βλήμα, τόσο λιγότερο
απώλειες κατά την επιτάχυνση. Αυτό μπορεί να επιτευχθεί μέσω
1. μείωση της μάζας του βλήματος. Οι πειραματικές μου μελέτες έχουν δείξει ότι ένα βλήμα βάρους 2,45 g έχει εμβέλεια πτήσης 11 m και ταχύτητα αναχώρησης 22,45 m/s. βλήμα - 1,02g - 20,5m και 41,83m / s;
αυξάνοντας την ισχύ του μαγνητικού πεδίου αυξάνοντας την αυτεπαγωγή του πηνίου. Για να γίνει αυτό, αύξησα τον αριθμό των στροφών, οι οποίες, αντίστοιχα, με σταθερή διάμετρο σύρματος, αύξησα τη διάμετρο του ίδιου του πηνίου.
περιορίζοντας το χρόνο δράσης του μαγνητικού πεδίου στο βλήμα. Για να γίνει αυτό, η ηλεκτρομαγνητική βαλβίδα πρέπει να βραχυκυκλωθεί.
Β. Όσο πιο κοντά και παχύτερα είναι τα καλώδια σύνδεσης, τόσο πιο αποτελεσματικό θα είναι το Gauss.
Γ. Είναι πολλά υποσχόμενη η κατασκευή ενός μαγνητικού επιταχυντή πολλαπλών σταδίων - κάθε επόμενο στάδιο θα έχει υψηλότερη απόδοση από το προηγούμενο λόγω της αύξησης της ταχύτητας βλήματος. Αλλά με ένα σύντομο χρονικό διάστημα που δαπανάται από το βλήμα στη ζώνη αποτελεσματικής δράσης του επιταχυνόμενου μαγνητικού πεδίου, απαιτείται να ρυθμιστεί το ρεύμα στην ηλεκτρομαγνητική βαλβίδα το συντομότερο δυνατό επιθυμητό μέγεθος, και μετά απενεργοποιήστε το για να αποφύγετε τη σπατάλη ενέργειας. Όλα αυτά αποτρέπονται από την αυτεπαγωγή του πηνίου και τις απαιτήσεις για τις παραμέτρους των συσκευών μεταγωγής. Υπάρχουν πολλοί τρόποι για να λυθεί αυτό το πρόβλημα διαφορετικοί τρόποι- χρησιμοποιήστε επόμενες περιελίξεις αυξανόμενου μήκους με σταθερό αριθμό στροφών - η αυτεπαγωγή θα είναι χαμηλότερη και ο χρόνος πτήσης του βλήματος μέσω αυτών δεν είναι πολύ μεγαλύτερος από αυτόν του προηγούμενου σταδίου. Για να φτιάξετε έναν αποτελεσματικό επιταχυντή μαγνητικής μάζας πολλαπλών σταδίων που δεν είναι ιδιαίτερα κρίσιμος για τη ρύθμισή του, πρέπει να πληρούνται αρκετές σημαντικές προϋποθέσεις:
χρησιμοποιήστε ένα κοινή πηγήτροφοδοσία περιέλιξης?
χρησιμοποιήστε κλειδιά που παρέχουν αυστηρά χρονισμένη ενεργοποίηση του ρεύματος στην περιέλιξη.
χρήση σύγχρονη με την κίνηση του βλήματος ενεργοποίηση και απενεργοποίηση
περιελίξεις - το ρεύμα στην περιέλιξη πρέπει να ενεργοποιηθεί όταν το βλήμα εισέλθει στη ζώνη
αποτελεσματική δράση του επιταχυνόμενου μαγνητικού πεδίου και θα πρέπει να απενεργοποιηθεί,
όταν το βλήμα φεύγει από αυτή τη ζώνη.
χρησιμοποιήστε διαφορετικές περιελίξεις σε διαφορετικά στάδια.
Προβολή περιεχομένου παρουσίασης
"Gauss Gun"
Όπλο Gauss
(Eng. Gauss gun, Coil gun, Gauss cannon) - μία από τις ποικιλίες του ηλεκτρομαγνητικού επιταχυντή μάζας.
Το όπλο πήρε το όνομά του από τον Γερμανό επιστήμονα Karl Gauss, ο οποίος έθεσε τα θεμέλια της μαθηματικής θεωρίας του ηλεκτρομαγνητισμού.
Vanyushin Semyon,
Μαθητής 9ης τάξης του ΜΣ «Γυμνάσιο Νο. 56», Cheboksary
Φωτογραφίες καναλιού Discovery
http://www.coilgun.info/discovery/photos.htm
Ονομα εξαρτήματος
Στο 1ο όπλο
Αριθμός στρωμάτων
στο 2ο όπλο
Μήκος ηλεκτρομαγνητικής βαλβίδας
Αριθμός γύρων
Υλικό
Διάμετρος, σχήμα
Μήκος
Απλοποιημένο, κυλινδρικό
Βάρος
Αρχικά στοιχεία
Εύρος πτήσης, s
Υψόμετρο πτήσης, h
Χωρητικότητα πυκνωτή, C
Τάση δικτύου, U
Πειραματικά δεδομένα
Ενέργεια που αποθηκεύεται στον πυκνωτή, E
Χρόνος εκφόρτισης πυκνωτή, Τ φορές
Χρόνος λειτουργίας του επαγωγέα, Τ
Σωληνοειδής αυτεπαγωγή, L
Χρόνος πτήσης, t
Ταχύτητα εκτόξευσης βλήματος, 𝑣
Κινητική ενέργεια βλήματος, Ε
Πλεονεκτήματα:
Ελαττώματα:
έλλειψη μανικιών
υψηλή κατανάλωση ενέργειας
απεριόριστο στην επιλογή της αρχικής ταχύτητας και ενέργειας των πυρομαχικών.
χαμηλή απόδοση της εγκατάστασης (το όπλο Gauss χάνει ακόμη και από πνευματικά όπλα όσον αφορά τη δύναμη της βολής)
η δυνατότητα αθόρυβης βολής χωρίς αλλαγή κάννης και πυρομαχικών.
μεγάλο βάρος και διαστάσεις της εγκατάστασης, με τη χαμηλή απόδοση
σχετικά χαμηλή απόδοση.
μεγάλη αξιοπιστία και αντοχή στη φθορά.
την ικανότητα εργασίας σε οποιεσδήποτε συνθήκες, συμπεριλαμβανομένου του διαστήματος.
- Προς το παρόν, το όπλο Gauss χρησιμοποιείται μόνο ως παιχνίδι ή γίνονται διάφορες δοκιμές με αυτό. Έτσι, τον Φεβρουάριο του 2008, το Πολεμικό Ναυτικό των ΗΠΑ έβαλε ένα όπλο στο αντιτορπιλικό ως όπλο πλοίου, επιταχύνοντας το βλήμα μέχρι τα 2520 m/s.
Αρχή λειτουργίας.
http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/f/f7/Coilgun_animation.gif
