前段时间看了一下《电炮原理》,发现里面大多数公式都要用到高数。而这对于广大初、高中爱好者来说高数过于复杂,难以理解。所以本人yy了一个简单的计算方法,供大家参考。可能各位高手们早已推出此方法,所以请求各位高手勿喷。
先复习一下感应式线圈炮的原理:
简单来说,感应式线圈炮是通过驱动线圈中通过脉冲电流,从而在被发射线圈中产生感应电流。驱动线圈通电产生磁场,发射线圈中的感应电流由于这个磁场受安培力从而被发射。
我们许多人做感应式的主要是想发射硬币伪炮姐,所以被发射线圈就成了硬币。
下面我们来看公式:
产生感应电流的条件是磁通量的变化,磁通量的公式是Φ=BScosθ ① 其中:B—磁感应强度。
因为发射物与磁通量方向垂直,所以cosθ=1.
磁通量的变化:ΔΦ=Φ2-Φ1
磁通量变化在线圈中产生的感应电动势:E=n(ΔΦ/Δt)②,其中n为线圈匝数。
所以感应电流I=E/R ③
安培力公式:F=BIL,其中L为通电导线长度。
将③代入,得:
F=B(E/R)L
再将②代入,得:
F=Bn(ΔΦ/RΔt)L=Bn[(B2-B1)S/RΔt]L ④,其中B2,B1分别为磁通量峰值和初始值。
因为发射体为硬币,可以看做单匝线圈,所以n=1。
驱动线圈在t=0时没有电流通过,在电流最大是磁通量为B,所以B1=0,B2=B
所以④可化为F=(SB^2L)/RΔt.
因为主要起作用的磁通量从驱动线圈(空心)内部通过,所以硬币中电流通过的长度(看做导线)即为驱动线圈的内周长。
所以④可化为F=(2B^2*π^2*r^3)/RΔt,其中r为驱动线圈内半径。 R可以用万能表测出。
这样就可以算出发射硬币是硬币的受力。
在公式中,磁感应强度B和时间Δt可以用线圈炮计算软件求出。如图。
时间即为电容放电时间。但是这个时间必须足够短,这样才能发射。
上面的磁场磁通峰值即为磁感应强度峰值。(好像是软件上写错了…)
用这个方法计算出的值必然没有《电炮原理》上用高数和高级公式算出的精确,因为这个方法没有考虑硬币远离线圈导致的磁通量变化,硬币中电流的热损耗和其他的结构等等,所以可能精确度不高,但是用于估算应该是可以的。
以上全是本人YY的,如果有错误,请大家指出。
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