由于DIY玩家自身加工能力有限,所用的绕径也并不能特别粗,1mm已经非常难绕。即线圈参数也不能任意变,总有个上限。
对于这个问题,我用我的经典谐振磁阻来解释,在我的经验看来,不同囗径不同重量的蛋丸理应对谐振电容C1有个最佳匹配,即C1容量并不是越大越好。太过大了,同级数最终出速可能不增反降,效率急剧降低。比如8*20弹丸在1000V下用140uf左右比较合适,8*30因为蛋增重了,可以用200uf左右。而12*20,可能140uf比较合适。
原因是,在这个电路中,线圈电流脉宽由LC的数值来决定。单次脉冲的脉宽大致可以用T=π√LC来计算。
而初始位置数值大小亦有限制,最优效率点在弹丸即将进入线圈时导通线圈。初始距离过大过小都会拉低效率(前提都是线圈中心弹丸中心大致重合时,线圈电流归零,几乎无反拉)。
由于电流脉宽决定加速时间,加速距离由初始位置决定(线圈与弹丸长度都决定了的话,那么最优初始距离亦是定值范围),两者一起影响着某一级的最优加速度。如此说来,最优加速度理应与最优效率相关联,随着加速度从零增加,效率会先增后降,存在着一个峰值。
即就是说用规格一定的线圈与弹丸,如果需要保证效率,即需保持加速距离变化不大(因为最优初始距离是个定值范围),如果加速度上去了,脉宽必会降低。加速度增大,就意味着线圈的安匝数增大了(C1初始电压U对安匝影响最显著); 脉宽降低意味着电感L1不变(因为线圈不变),那就得降低C1容量。
而U与C1亦决定对线圈单次所能提供的能量。即在保证效率a大致不变时,U的增大与C1的减小,也会让单级所能提供的能量W=1/2CU²有最大值(在上述的条件限制下),单级线圈也必会存在着一个出口动能最高值E=aW。
反之,如果需要保证平均加速度,保持U不变,而C1增大,如果线圈还是不变,那么脉宽T必会上升,脉宽上升,必须加大初始距离,初始距离脱离了最优范围,效率定会降低。会导致出速不变甚至降低(其实是由于C1的增大而平均加速度可能会降低的缘故)。 如果需要把初始距离拉到最优位置(导通位置离线圈不能太远),那增加线圈长度是唯一的办法,如果不改线径而拉长线圈,而保持电感量L1不变或减小,那么时间常数也必降低,时间常数的降低也必须会导致效率的降低,而此时,应该增粗线径来弥补时间常数。 所以在薄膜电容初始电压U不变而想用大幅增加容量C1来提升出速度,不是一个最佳的选择。 而是应该在提电压U的同时适当降低C1,达到小脉宽大电流的目的,保证单次供能能更大才是最佳选择。
(上述的是经典谐振磁阻(单路)的分析,如果线圈分两到三路,最适的初始距离可能会增大,即可适当增加谐振电容的容量。)