这个测试我也做过,得到结果和lz不太一样
我用的是0.3mm漆包线,线圈长度为1cm,大概绕了240匝左右,内径为6mm,测量用电感表,铁芯用了电工纯铁和铁氧体磁棒两种
在没有铁芯情况下,电感为0.265mH,电工纯铁铁芯电感为1.144mH,铁氧体铁芯电感为1.513mH
按照理论值来说,有铁芯的电感应该是无铁芯的μ倍,电工纯铁的μ值应该有10000左右,我觉得有以下几个原因导致电感没有这么大
1.无限长线圈才是μ倍,显然我们用的不是无限长线圈
2.气隙影响巨大。气隙的磁导率是铁芯的1/μ,相应磁阻是μ倍,因此得到的磁阻可以近似认为是气隙的磁阻,在这种情况下,气隙影响远远大于铁芯,电炮原理中有个类似的公式,用4g(气隙长度)来代替原来的空心线圈长度L
3.电感饱和的影响。实际上所谓的μ为10000之类的都是在不饱和情况下的,但对于磁阻炮大电流情况下,远远超过了饱和点,这种情况下μ实际上只有十几,可能还要更小。这种时候,用电感表测得的电感就不合适了,因为电感表只能测得不饱和的情况。
4.铁芯的频率特性。电工纯铁随频率升高电感会大大降低,铁氧体则在很大范围内不变。这个数据不太记得了,对于电工纯铁,100kHz时电感只有1kHz的50%或更少。不同材料磁滞回线形状不同,影响还是非常大的。我觉得lz测量的频率有点高,可以针对自己主电路LC参数,看看放电速度是多少,适当降低一些。
至于(L2-L1)/L2的效率,这个我也推导过,这个只适合于用虚位移来解磁场能和动能转化过程,也就是如果没有能量注入,假设磁链不变,磁场能转化为动能的比例,不是整个磁阻炮的效率。实际效率还要考虑回路的热损耗、铁损,如果没有正确关断的回拉等等,最后效率要远远小于这个(L2-L1)/L2
磁轭也是这样,在不饱和情况效果很好,一旦电流很大,效果就大打折扣
综上所述,即使用磁导率更高的材料(比如坡莫合金),用更粗的线圈,也无法解决气隙和饱和问题,因此磁阻炮在电流大到一定程度之后,效率就会不断降低