想做个电磁枪,求教
wangyang3862011/09/13电磁炮 IP:浙江
最近想做个电磁枪,材料都已经准备好了,5个1000uF/400V电容,10个20A的可控硅,一根半米长的空心铝管,打算做个二级加速。现在有些问题想请教下大家
1。第一级用3个电容,第二级用2个电容,5个可控硅并联成一个用,总共2个,这样可行吗?
2。第一级直接开关控制可控硅导通,第二级用光电开关检测子弹到达某点然后控制可控硅导通,两级都不做关断处理 ,这样可以吗?
3。看了论坛上很多电磁枪的帖子,都说单级的效率很低,而多级的却可以达到很高的效率。请问这是为什么呢?如果是和初速度有关的话,我可不可以这样做:先用机械装置比如弹簧等,或者化学反应给子弹先加速下,让子弹有个比较大的初速,然后再在后边弄2级加速?这个想法可行吗?
来自:物理高能技术 / 电磁炮
23
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~~空空如也
虎哥
13年4个月前 IP:未同步
321896
请楼主回答我的问题,然后我才能回答你的问题:

1、电容量是什么物理概念?电容和线圈连接以后的放电特性是怎样的,数学关系是什么?可控硅的原理是什么?可控硅并联要注意一些什么问题?可控硅失效的主要原因是什么?如何防范?
2、子弹在线圈炮中受哪些力,子弹在不同位置、不同放电时间之后的受力是怎么样的?请画出受力分析图,并解释为什么要关断,如果不关断,需要满足哪些条件子弹才能飞出?这些条件和子弹动能之间的数学关系是什么?如何确定最佳的条件?
3、请问谁说了多级效率很高,请找出来,并帮我大骂三分钟?子弹在运动中通过线圈,其受力过程是怎么样的,能量增量和初速有什么关系?比较用弹簧提供初速和用一级线圈提供初速各自的优缺点,并阐明各自在什么条件下具有优点?

请回答我的每一个问题,少回答一个打一下屁股(先存着,不要让我遇到你,你遇到我一定要装着不认识)。
+13
科创币
hambaby
2011-09-14
善于提问题的教授是好教授……
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wangyang386作者
13年4个月前 IP:未同步
321906
1、电容量是什么物理概念?电容和线圈连接以后的放电特性是怎样的,数学关系是什么?可控硅的原理是什么?可控硅并联要注意一些什么问题?可控硅失效的主要原因是什么?如何防范?
电容储存能量=C*U*U/2,线圈和电容放电特性这个太复杂,我可不知道,要考虑的因素太多,我只知道,线圈相当于一个电磁铁,子弹在一头被吸过去,在到了另一头会被吸回来,所以电容的储能不能太大,这个可以由充电电压U来控制,我用的调压器控制电压的。试验多次应该能找到比较合理的充电电压值,关于可控硅,由于成本问题,参考了论坛某个前辈的帖子,用多个小电流的并联使用,我并联的时候每个可控硅驱动电阻都是独立的,这应该有好处吧。可控硅以前没用过,不过我想失效应该和线圈的感生电压,还有工作时候最大电流等有关系吧,我在线圈2端反向并了个二极管限制感生电压,工作电流的话,5个可控硅加起来的耐冲击电流还是蛮大的,我觉的能承受的住
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wangyang386作者
13年4个月前 IP:未同步
321907
2、子弹在线圈炮中受哪些力,子弹在不同位置、不同放电时间之后的受力是怎么样的?请画出受力分析图,并解释为什么要关断,如果不关断,需要满足哪些条件子弹才能飞出?这些条件和子弹动能之间的数学关系是什么?如何确定最佳的条件?
正如1那里说的,我对具体的受力分析实在无能为力,要是这些都懂了,也不用请教各位高手了,不关断也是因为可控硅不好关断,我的方法还是调节充电电压,让电压达到合适的值,用调压器反复试验。
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wangyang386作者
13年4个月前 IP:未同步
321908
至于第三点,单级的效率很低,论坛上很多人有说啊,多级效率相对于单级来说高很多,也是论坛上看的。。。
我考虑第一级用机械或者化学反应来加速,是因为我觉的枪或者弓什么的,他们的威力比电磁枪都大很多,但是他们的作用时间都很短,如果在他们发射后在辅助电磁加速的话是不是可以结合2者的优点呢
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ビリビリ女
13年4个月前 IP:未同步
321912
不理解第一点和第二点你做出来的东西很可能往后发射而不是往前
至于谁说多级比单级效率高的绝对要拉出来打PP
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虎哥
13年4个月前 IP:未同步
321930
我提出了13个问题(每个问号算一个),楼主只正面回答了3个问题,其它有几个没有提出有效的证明,只讲了你的直觉,别人是看不懂你的直觉的,因此不算数,现在还差10个,当然已经回答得很不错了,请继续努力。

介于楼主炮制了一个本论坛基本没有的观点,现在必须再增加一个问题:请问效率的定义是什么?

诸如“我觉得应该……”这样的回答不算,为什么觉得,请拿出计算依据,如果要100才“应该”,即使99,“我觉得”也是“错觉”。
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wangyang386作者
13年4个月前 IP:未同步
321943
这个因为是第一次做,很多当然是凭想象啦,至于理论,涉及到力学电磁学之类的,还要考虑各种条件因素,对我来说列出方程实在做不到。
我计划的步骤是这样的
一。取1个1000uF的电容,调压器输出整流接到电容两端,慢慢把电容电压升到100V,然后发射子弹,记录效果1
二。调压器打到200V电压,发射子弹,和效果1比较
三。如果2效果大于3,那么打到300V电压,在和2比较
四。如果3效果大于2,那么打到400V电压,再和3比较
五。如果4效果大于3,那么增加1个1000uF电容,重复步骤一到四
六。如果某次增加电压,效果比前一次差,那么电压减少50V,在和前前次效果比较,如果还差,那么电压再减25V,否则电压增加25V,在做比较
七。用步骤6的方法慢慢逼近最佳发射电压,并记录下来

接下来,是用比较器把电容两端的电压用电阻分压,和基准电压比较,然后让电容电压刚刚达到最佳电压时,控制充电电路关断充电
大概就是这么个思路啦
效率的话,简单啊,就是电容储能和子弹动能的比值嘛
各位老大,对于新人不要那么严肃嘛,提那么多问题让我有种面对学校某个老师的感觉。。
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rb-sama
13年4个月前 IP:未同步
321947
与其减小电压来降低回拉
不如提高电压减小电容量

楼主的回答其实已经很不错了 虽然很多方法和理论存在问题

但是回答确实经过了楼主的思考
就这一点来说 值得鼓励~!
+1
科创币
ビリビリ女
2011-09-20
减小容量还有电感量,说白了还是LC振荡关系
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ltl
13年4个月前 IP:未同步
321959
LZ的学习态度不错,就是知识还有些薄弱

继续等待LZ的回答

顺便……到底是哪个说多级高效的……拖出去枪毙10min然后打点计时器TJJ鞭尸……

Re LS
1000uF*3不关断我觉得也没什么问题,只是电压不能这么低,不过不关断效率确实不高
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wangyang386作者
13年4个月前 IP:未同步
321971
8楼的前辈,您的意思是不是指两个同是1000uf的电容,串联的效果会比并联的效果好呢?可是我的可控硅只有700v耐压,不能承受过高的压力
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科学人
13年4个月前 IP:未同步
322001
光电开关+单片机王道
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专打贾君鹏
13年4个月前 IP:未同步
322022
回 11楼(科学人) 的帖子
用不着单片机吧,可控硅即可。
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专打贾君鹏
13年4个月前 IP:未同步
322026
我帮LZ回答一下我知道的吧。要啃我分数的去吃十斤蔗糖再来。
可控硅的原理是什么?
半导体的特性。原本可控硅是不导电的,因为可控硅中半导体的结构是PNPN。如果想让这个东西导通,就得在中间那个P上面灌进去几个电子(我是这么理解的。),让后面那个PN节饱和,于是电流就杀过去了。
可控硅并联要注意一些什么问题?
木有任何问题,除了:这年头尖端科技不给力哇,导致每只可控硅的导通时间都有那么一点点差异。但是千万不可小看这个差异,先导通的可控硅就要吃亏了:电流可是火车头(还是动车组的),它才不管你哪个先导通哪个后导通呢,一见导通马上就挤上去了。于是先导通的那个可控硅受到的电流冲击就大了,一旦超过临界点,可控硅马上爆炸失效。于是乎,如果想用型号不同的可控硅并联,最好马上收手,否则炸你一脸!即使是相同型号的可控硅也要小心一点,设计电流最好不要超过可控硅PDF所表示的通态浪涌电流的三分之一。(买的时候那个JS告诉我不要超过三分之一)
可控硅失效的主要原因是什么?
两种:电压超了;电流超了。前者会让可控硅断路,后者会让可控硅短路。(忘记谁说的了。)这两种情况好办,设计线圈和电源的时候注意一下就行。至于这个就不好办了:异常的浪涌。这东西就像是&……怎么形容呢?一群飞奔的兔子里面混进了一只豹子。如果没加保护措施,运气好没你啥事,运气不好?哈哈~呵呵~马上把你那可怜的可控硅给击(挤)穿了。
如何防范?。
如上,前面两种情况在设计的时候就可以规避,后面那个是不可预料,但是可以避免的。在线圈上和可控硅上反向并联一只整流二极管即可,据说TVS也行(表示没试过)(没书,听某人说的。自己想了一下觉得没有错)
请问谁说了多级效率很高,请找出来,并帮我大骂三分钟?
这个貌似我在刚来科创的时候觉得是这样的。不过3个小时之后就立马改了。对于这话的态度我表示现在要是谁敢在我面前说我把蔗糖水泼他一脸!
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虎哥
13年4个月前 IP:未同步
322032
效仿楼上的逻辑:

甲:晚上吃面条吧

楼上:不用吃面条吧,遛狗即可。

点评:你至少应该说吃饭吃火锅什么的吧。

我问的14个问题是回答楼主问题的前提问题,而且解答起来并不麻烦。而且楼主回答了一些问题,有的答得很好,希望继续努力。
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专打贾君鹏
13年4个月前 IP:未同步
322059
回 14楼(虎哥) 的帖子
[s:108] 我语文再怎么差也没有到这种程度吧。哪有答非所问?
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wangyang386作者
13年4个月前 IP:未同步
322079
刚才百度了一下,得到如下一段话:
磁场对各种金属对都有作用力,没有例外。但分三种情况。以此将金属分为三种:顺磁体、逆磁体和铁磁体。
1.顺磁体:可被磁铁轻微吸引。
2.逆磁体:会被磁铁轻微排斥。
3.铁磁体:会被磁铁强烈吸引。
铁磁体仅有三种:铁、钴、镍。其余或是顺磁体或是逆磁体。还有他们的合金
结合我的理解,我认为,线圈通电后产生磁场,磁场基于以上原理吸引铁质子弹。一个线圈有很多匝,每一线匝都可以看成一个小的电磁铁,刚开始时,子弹位于线圈一头,那么所有的线匝都对子弹 产生吸引力,这个吸引力是和距离成反比的,越靠近子弹的线匝对子弹的吸引力越强,离子弹越远的线匝对子弹的吸引力越弱,所有线匝的吸引力之和即为线圈对子弹的初始作用力。
随着子弹的被加速,有部分的线匝会位于子弹的另一头,这些现匝对子弹的作用力方向将相反,在子弹没运动到线圈中点时,加速的线匝比减速的线匝数量要多,所以总作用力和还是加速效果,但是加速度在减少。
当子弹到达线圈中点时,加速和减速的线匝相等,此时子弹不受力,一旦子弹过了中点,减速的线匝数将大与加速线匝数,子弹将受到反向的加速度而减速。
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wangyang386作者
13年4个月前 IP:未同步
322081
电容和线圈的放电特性,理想状态是能量在电容和线圈之间来回振荡,现实是有电阻会消耗能量,在电磁枪中,则部分转化为子弹的动能,部分消耗在电阻上发热,部分反馈回电源,部分化为电磁场反散到空中,这个答案不知道对否?
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wangyang386作者
13年4个月前 IP:未同步
322085
关于 多级效率高 这个观点,是我理解错误,不过我的确在论坛上看到过类似子弹速度达到一定后,加速效率会变高这样的论点的[s:273]
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虎哥
13年4个月前 IP:未同步
322319
15楼:长篇帖子写得很好,我说的是12楼,就是这个样子滴

17楼:这样说基本上是对的,然而对于电磁枪来说仅考虑最终能量去了哪里还不够,能量转化过程很复杂,比如子弹被电磁场减速,能量跑哪儿去了?另外力的方向也很重要。

总而言之,楼主的问题大部分你自己已经回答了,8楼又帮你扩展了维度,希望你改进一下试验方案,继续把剩下的问题解决。通过实验,掌握两种思维,一是数学关系,感觉到两个东西相互有影响,其实就是有数学关系,试着探索一下;二是向量,随时考虑各个关系的方向,并多站在三维空间的角度看这些东西。
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wangyang386作者
13年4个月前 IP:未同步
322357
谢谢老虎哥的指点,昨晚已经试射革命第一枪,单级470u F电容4个,电压350v,力能穿厚纸板但不能穿易拉罐,这个易拉罐壳是比较硬的那种。准备向二极进发 ,考虑到装光电比较麻烦而且没有合适的光电,打算利用子弹靠近时线圈电感会变大这个特点 来做个电路检测子弹,现在正在考虑电路中,大家能否说下这个可行性如何?
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davidlab
13年4个月前 IP:未同步
322566
我最近也在做电磁炮(对的,是炮)  
  4个3300uF/450V电容串联,1个1600v  100A的可控硅,淘宝买的铝合金管,单级加速
这东西电压提升一些,成本和不稳定性就会差很多    

   lz还是注意安全为佳
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血狼
13年4个月前 IP:未同步
322804
回 1楼(虎哥) 的帖子
顶啊~~虎哥威武。
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wangyang386作者
13年4个月前 IP:未同步
323203
做二级加速的时候遇到一些挫折,上电后电容充不上电,莫名其妙的一组里的5个管子有一个坏了短路了(单级试射了好多次都正常的管子),拆掉坏管子,一组4个管子一组5个管子,射了大概6,7次,又坏管子了,还是4个并联的那组里出现短路,电路上查了查又找不出没啥问题
现在手头没管子,正在等淘宝快递ING
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