磁阻式线圈炮原理玩具DIY 猫玩具diy
2,.本教程只针对磁阻式线圈炮,请各位友友不要混淆!
开撸:
引用《电炮原理》对磁阻式线圈炮的解释:磁阻线圈炮是利用线圈的铁磁磁路的磁阻变化来吸引铁芯运动来加速铁芯弹丸的!好多友友可能不理解,磁路磁阻神马的啥意思?说白了就是磁铁吸引铁钉...
电磁铁大家都玩过吧?缠一个线圈,通上电就成了一个电磁铁如下图:
我们知道电磁铁是可以吸引铁磁材料的,吸引的过程我们可以理解为加速,如果我们把线圈做成中空的,在线圈入口放入铁磁材料做成的弹丸,线圈通电瞬间就会吸引铁磁弹丸对其进行加速,在弹丸运行至线圈中间时断开电源,这样弹丸就可以依靠惯性飞出线圈,这就是磁阻式线圈炮的工作方式!如图:
线圈通入一个脉冲电流,加速弹丸,弹丸依靠惯性射出线圈!(脉冲电源可由合适容量的电容提供)这就是单级磁阻式加速原理,如果弹丸经过第一级线圈加速飞出后紧接着进入第二级线圈再由第二级线圈再次加速,然后第三级第四级,弹丸经过不断的加速就可以获得很高的速度,这就是多级磁阻式加速!
下面教大家一个最简单的单级磁阻式线圈炮的制作方法:
制作所需材料:合适的管子一根长度15cm左右,配合管子尺寸的铁钉若干(别忘了把头截掉)450v电解电容若干(容量在1000-1500uf左右)漆包线若干(80克左右)市电整流桥一个(800v,5-10a即可)40w灯泡一个,最后两个单项开关(空气开关,单项断路器都行)
由于制作过程比较简单,瞎话时间有限就不上实物制作图了,我会用文字尽可能详细的说明!
首先缠绕线圈:缠绕的方法为金字塔式,第二层缠在第一层线圈的凹处,线圈参考参数为8层5cm(为保证缠绕整齐,每一层都涂一次502,以免散掉)
线圈绕好后开始制作电源部分,因为要求简单,电容充电采用220v市电整流的方式充入具体电路如下:
上图中220v市电先经40瓦灯泡限流,在经充电开关到达整流桥,整流桥输出接电容对其进行充电,充电过程中,灯泡起到限流和指示作用,当充电初期电容电位和电源电位相差较大,所以电流也大灯泡被很亮,随着时间推移电容电位和电源电位相差越来越小,充电电流减小,灯泡随之变暗,当电容电位基本等于电源电位时,灯泡不能被点亮则充电完成,断开充电开关!(发射时请务必断开充电开关)
充电部分制作好后开始连接电容线圈还是原来那个图,看下半部分:
电容正极经过发射开关和线圈一端相连,线圈另一端连接电容负极形成回路,充电完成后断开充电开关,在线圈入口放入合适的弹丸,固定好线圈以免发射时发射偏转!闭合发射开关,电容对线圈瞬间放电,形成一个脉冲电流,线圈在强大的电流下产生强大的吸引力对弹丸进行瞬间加速,在弹丸到达线圈中点时电容的电压已经下降多半,线圈的电流相比刚开始也下降很多,线圈的吸力对弹丸的反拉不足以克服弹丸的惯性,弹丸稍微减速后依靠惯性高速飞出线圈!这样就完成了一次发射,原理就是如此简单
最初级的知识
下面讲一下线圈炮的原理,线圈炮相当于一个磁石如图
线圈的反拉,线圈炮的威力会因为反拉而大打折扣,,为什么会反拉呢,如图
这张图中的铁上的黑线是铁的中线,虚线是线圈的中线,小箭头是加速度方向,大箭头是发射方向,(图中没有考虑摩擦力跟重力)当铁的中线越过线圈的中线之后,线圈如果还是处于通电状态那么就会产生反拉
,
解决反拉的办法
解决反拉的办法有很多,现在在这里我就说两种,就是减少电容容量(电容值不跟电流有关系,而是于放电时间有关),还有减少匝数,原理很简单,匝数少了电阻就小电阻小了电容就可以更早的放完
关于电容器市面上大概有两种电容普遍用来做炮,第一种是电解电容器,还有一种是油津电容器,两者对比各有利弊
电解电容体积较小,油津电容内阻较小
续流
续流是用一个反向耐压交大,允许通过电流较大的二极管反向与线圈并联
原理是电流会在线圈跟二极管之间反复的转圈,续流是为了保护可控硅,不用可控硅就不用续流
整流,
整流是吧交流电变为直流电的过程,有半波整流和全波整流,考虑到二极管并不贵,所以就只说全波整流,我们用的全波整流全名叫单相桥式整流电路整流是用四个二极管搭建
限流
电容充电时可以看做断路,限流有很多种,我懂的不多,还请大家补充
线圈炮的制作清单
电容器,连接线,漆包线,空开,普通开关,zvs或整流桥
多级电炮次级不了用空开关断,次级控制分为电刷和光电
电刷,结构简单,占空间交小,但是容易坏,也有可能无法触发
光电,可靠性高,但是反应教慢,电路较复杂
轨道炮
关于轨道炮成败在于一点,就是--不烧蚀或烧蚀轻
轨道的烧蚀热量来源
电弧,接触电阻大,电枢电阻大
关于电枢
电枢大概分为3类等离子电枢,混合电枢,固体电枢
烧蚀解决的办法,压弧,加大接触面积,用更好的导电材料
下面说下两种电枢的利弊(过度点数介于两者之间)
等离子电枢,完美贴合轨道,但是电阻较大
固体电枢,对轨道和点数的精度有极高的要求
压弧
采用等离子电枢或者极高精度的轨道和电枢
因为如今民间可以说没有一个轨道不被烧蚀,所以尽量减少烧蚀就可以了
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