一种电热腔结构的设想
关键词
电热炮高效率

众所周知,电磁炮的机械开关是势必会损毁能量的,但是有一个办法,就是使用大的晶闸管,但是这种太贵了,几乎可以顶一个电容组了

有一种放电隙开关,他的结构是中间的触发极产生电弧,让主回路导通

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这种开关能量损耗巨大,但是那个触发极引发了我的思考:

这个触发极和两电极如果在电热腔里会怎么样?

如果触发在电热腔内,电弧会加热工质,相当于没有能量损耗,能量全部用在了工质上

我的设想结构是一个绝缘的电热腔体,工质是铝粉,一个电极在堵头处,另一个在腔侧处,可以自由活动,密封严

首先把工质加入,拧紧侧壁电极,压缩铝粉,然后稍微拧出来一点,给电容充电完毕后,在触发极上通脉冲高压直流电,产生电弧,主回路导通,电弧起到加热工质和开关作用,应该可以把效率做地高


来自:物理高能技术 / 电磁炮
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~~空空如也
虎哥
2年5个月前 IP:四川
906385

工质不导电么?

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二次元的创世科技作者
2年5个月前 IP:山西
906387
引用虎哥发表于1楼的内容
工质不导电么?

导电啊,我的意思是铝粉中间是有空隙的,当螺丝(侧电极)拧下去时,铝粉就会被压下去一点,然后螺丝再拧出来一点点

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Ball_Lightning
2年5个月前 IP:中国
906392

额,我也设想过类似的结构,只不过是在内部搭建了一个继电器



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lx2005
2年5个月前 IP:浙江
906393
引用二次元的创世科技发表于2楼的内容
导电啊,我的意思是铝粉中间是有空隙的,当螺丝(侧电极)拧下去时,铝粉就会被压下去一点,然后螺丝再拧出...

我觉得你把螺丝拧出来的时候可能会把铝粉带出来,结果没法断开连接 sticker

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月下孤狼
2年5个月前 IP:广东
906433

先说结论,可行,不仅可行而且这种设计是合法的,因为它产生的电弧只能纯粹在空气中运作,但非常适合作为科研使用的激波源或者说强声源,推广这种设计我认为是非常好的,因为有利于提高科技爱好的安全性,最好的情况是,让这种没有社会危害性且科研价值更高的设计彻底取代爆炸导体等危险设计。这种设计可并不是什么罕见的,它广泛存在于所谓商业化电子鞭炮。

优点:

  1. 三电极触发概率有限,但提高触发的陡峭度可以提高触发概率。要求触发脉冲的陡峭度尽可能高,至少触发脉冲的上升沿远快于电弧蔓延时间,尽可能做到几个纳秒以内。具体原理比较复杂,不过如果楼主对《高电压绝缘技术》有所了解,应该知道气体间隙有伏秒特性,相同间隙,施加越陡峭的电压越允许获得更高的击穿门槛。如一般的100V的气体放电管,100V是直流击穿电压,如果用非常快的高压脉冲施加上去,可以达到千伏才击穿,且击穿瞬间的导通速度远高于直流击穿工况。

  2. 本质属于场畸变开关,电场容易被畸变,意味着不允许爱好者在里面放入任何导电的物体甚至一些介电常数大一些不导电物体,进一步提高安全性;

  3. 大幅度降低爱好者投入科技爱好的成本;

  4. 寿命很长,典型电子鞭炮可以工作几万次;


我个人认为,电子鞭炮爱好者的最佳选择方案就是这个方案了,相对爆炸导体制作的电子鞭炮,这种技术彻底杜绝了爱好者在电子鞭炮里面放入爆片的可能性,且更容易受到广大人民群众喜爱,因为通过调节回路阻抗(串联可调电感),可以改变响声,可以模拟传统鞭炮的效果。


缺点:


当储能量级非常巨大的时候,作为一个非常恐怖的强声源,造成的社会危害性非常巨大。和普通鞭炮不一样,电弧本质属于一种烈度非常高的爆炸,能够产生非常强烈的激波,可以轻松造成爱好者以及其邻居听力不可逆损伤。


如果楼主质疑我的以上说法,我建议最快的验证方法是去网络上购买电子鞭炮电路板,有高压包,储能电容那种电子鞭炮板淘宝很便宜,电极已经在上面了,产生的冲击波推动乒乓球都做不到,但是却能轻松击碎玻璃杯,响声一公里外都能听见。


总结:本质属于冲击波武器,堵不如疏,由于一般的爱好者很难创造很大的储能,所以综合来看还是推广利大于弊。

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月下孤狼
2年5个月前 IP:广东
906434

为了尽可能引导爱好者从制造目前尽管合法但实际属于危险品走向制造服务于生产的“有力工具”,在这里再科普一种实用工具,就是老百姓喜闻乐见的电子鞭炮的工业版本——电火花震源,可以代替炸药实现纯电能开山碎石等工作,也可以用来模拟地震波。

摘自百度百科描述:

电火花震源与其他震源的对比

空气枪震源对比,由于完全没有“气泡效应”,效果优于空气枪。并且,同能量情况下,电火花震源比空气枪震源体积小,重量轻几个数量级。

与重锤震源相比,其激发的地震波频率高于重锤,适合地质构造精细结构的探测。 [2] 

炸药震源对比,绿色环保,对周边环境影响小。


具体详细资料建议楼主自行去学习,由于电火花震源的工作电极要放在液体里面,所以你所说的三电极开关只是充当机械开关或者说可控硅的作用,要尽可能降低三电极开关的损耗,所以要尽可能拉近电极间距。当然了,可能经过这些学习,楼主会慢慢意识到,自己想过的东西早就有人在工业场合思考过了,就不再执迷于制造这些东西了。

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月下孤狼
2年5个月前 修改于 2年5个月前 IP:广东
906436

如果楼主通过合法网络平台如淘宝,京东,拼多多等购买到电子鞭炮套件,并对其输出冲击波对各种物体作用做详细的测试,并想办法将其改造为小型水下电火花震源以后,依然希望能够把脉冲电弧,三电极引弧触发概率等问题从理论角度认知清楚,那么需要学习以下知识:

  1. 高电压绝缘技术(目前高频电弧特性,脉冲电弧特性理论并不完善,但前提还是把已有的关于直流和工频的工程理论学清楚,什么叫稍不均匀场,什么叫极不均匀场,什么叫伏秒特性)

  2. 流体力学(电弧引起的一系列作用,至少说你所关注的作用,大多和激波有关)

  3. 等离子物理(电弧中的电场和磁场如何分析?)

  4. 脉冲功率电子技术(如何产生高脉冲电功率,如何测量高脉冲电流或者电压?)

  5. 激光原理(如果楼主想进一步提高,那么可能需要使用到脉冲激光直接电离空气触发两电极电弧导通,这样就构成一个空气光导开关。激光产生的等离子体电导要比你用触发线圈激发的高得多,且这样构造的光导开关的导通时间非常快,因为脉冲激光相对你的什么马克思发生器也好,高压包也好,根本不是一个时间量级的东西)

  6. 微波技术与天线(学习这本书,特别是关于传输线方程部分,有利于你对传输线有一个很好的认知,在纳秒乃至皮秒时间量级,你必须把你的导线也好,平行铜排也好看作传输线,瞬间的峰值电流或者电压取决于传输线特征阻抗)

  7. 计算电磁学(电气工程方向,明确电动力如何计算,什么是虚功法计算非均匀磁场中铁磁质受力)

  8. 爆炸力学(这个就不用强调了吧。。。你所研究的东西本质就是爆炸,哪怕你是研究闪电声音的爱好者,你也必须去学爆炸力学)

  9. 断裂力学(在强冲击情况下如何爆炸结构不断裂?首先你得把断裂理论给学明白吧!什么是断裂都不知道谈啥优化。啥是脆性断裂?怎么从断裂以后的断口反推断裂类型?)

  10. 《转镜式高速摄影机》——这本书介绍了一种不依赖高速全局快门图像传感器的古老高速摄影机技术,原子弹爆炸的录像就是用这种摄影机拍摄的,考虑楼主的钱包,也只能使用这种技术自制高速摄影机咯,但记得买好胶卷;

  11. 张朝阳的物理课——物理快餐

  12. 费曼物理讲义

  13. 朗道十卷

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2323639940
2年3个月前 IP:山东
908839

用电弧做导通电路然后再接入电容组,在电热腔里产生高温推动弹丸,可能效率不咋样

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qwe
2年3个月前 IP:辽宁
908841

如果工质具有空气这种本身不导电,过压击穿的特性,其实可以连触发极都省了,仅凭调节电极距离来实现电容充满自动引发

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