"코일 건"은 어떻게 작동합니까?

소위 "코일 건 (coilgun)"이 어떻게 작동하는지 궁금해하고 있었지만, 그것이 무엇을하는지 알고 있지만 그것이 어떻게 작동하는지 그리고 결국 기본적인 것을 만드는 방법이 궁금합니다. 또한 얼마나 많은 에너지가 필요합니까?

코일 건은 자성 물질 로 만들어진 전도성 발사체가 통과 할 때 연속적으로 통전되는 일련의 코일입니다 .

각 단계는 솔레노이드 와 유사한 원리로 작동합니다 . 전류 루프 는 중심을 통해 자속 을 유도합니다 .

전도성 발사체가 공기 코어 전류 루프에 접근함에 따라 두 가지 일이 발생합니다. 루프 인덕턴스가 증가 하고 발사체 가 자화 됩니다. 자화 된 발사체는 루프 자기장으로 끌어 당겨져 자기쪽으로 가속된다. 접근함에 따라 인덕턴스가 증가 하여 루프에 의해 생성 된 발사체 및 자기장에 대한 견인력이 증가 하도록 포지티브 피드백 루프를 완성합니다 .

이 프로세스는 발사체가 코일에 의해 완전히 둘러싸 일 때 최고점에 도달하며, 더 나아가서 이동하면 루프의 인덕턴스가 감소합니다. 이 시점에서 루프를 통과하는 전류가 갑자기 꺼 지므로 코일의 자기장에 대한 지속적인 인력으로 인해 발사체가 느려지지 않습니다.

이것들은 코일 건이 작동하는 기본 물리 원리이며, 관심있는 것으로 보입니다. 실제 구현에는 여러 가지가 있습니다.

먼저 Wikipedia를 살펴보십시오 . 이 기사는 흥미로운 출발점입니다.

내가 본 것에서부터 방금 공부를 시작한 이래 가장 좋은 시작은 전자석 을 만드는 것 입니다. 이런 식으로, 코일 건은 기본적으로 전자석의 특별한 경우이므로 프로젝트에 필요한 계산에 익숙해 질 수 있습니다. 필요한 전류와 전압을 계산하겠습니다. 코일 상태와 켜기 및 끄기 상태 간 전환에 필요한 보호 회로를 명심하십시오. 와이어 직경, 회전 수 등을 기준으로 코일의 인덕턴스를 계산할 수있는 프로그램이 있습니다. 내가있는 곳에서 발굴하자마자 링크를 게시 할 것입니다. 보호에 관해서는 인터넷에서 전기 모터에 대한 많은 자습서를 찾을 수 있습니다. 코일이 두 가지 주요 문제이기 때문에 필요한 것은 매우 유사해야합니다.

가장 기본적인 자석을 얻은 후에는 사용할 발사체 유형, 원하는 범위 등을 계산하는 데 시간이 걸립니다. 다시 한 번, Wikipedia는 구출 을 시도했지만 인터넷에는 다른 좋은 소스가 많이 있습니다. 필요한 힘을 얻으면 사용하려는 전자석의 매개 변수 계산을 시작할 수 있습니다.

그런 다음 여러 전자석을 빠르게 켜고 끌 수있는 회로가 필요합니다. 당신은 아마 그것에 대해 일종의 카운터를 사용할 수 있기 때문에 디지털 전자 기술로 기술을 새롭게하고 싶을 수도 있지만, 그 분야에서 경험이 많지 않으므로 좋은 조언을 줄 수는 없습니다. C 프로그래밍을하기 때문에 마이크로 컨트롤러도 흥미로울 것입니다.

물론 전원도 필요합니다. 고용량 및 고전류의 저전압 커패시터를 사용하는 경우 간단한 전원 공급 장치를 사용할 수 있지만 커패시터를 충전하는 데 시간이 걸립니다.

유튜브에 Afrotechmods 라는 사람이 있는데, 여기에는 전원 공급 장치, 큰 커패시터 및 전자 부품의 심각한 고장에 대한 자습서가 있습니다.

이 시나리오에서 간과하기 쉬운 또 다른 측면은 내부 연결 케이블입니다. 당신이 그것들을 통과시키려는 전류를 유지할 수 있는지 확인해야합니다. 안전을 위해 필요한 강력한 케이블을 사용하십시오.

안전 문제도 있습니다. 가장 좋은 조언은이 분야에서 많은 경험을 가진 사람이 당신과 함께 일하도록하는 것입니다. 선생님이이 프로젝트에 대한 정보를 제공하고 싶지 않은 이유를 이해합니다. 커패시터는 쉽게 폭발하고 슈퍼 커패시터를 더 많이 사용할 수 있으므로 전력 케이블이 녹아서 붙잡을 수 있습니다. 화재가 발생할 수있는 장소에서는 격리 할 장치의 일부를 만질 때 전원이 공급되지 않아 화상을 입을 수 있습니다. 따라서 여러분 께 조언을 드리는 것은 각 구성 요소가 어떻게 고장날 수 있는지, 실패 할 때 어떻게 대응하고 준비 할 수 있는지 연구하는 것입니다. 또한 안전을 위해 필요한 것보다 높은 등급의 구성 요소를 사용하는 것이 좋습니다. 일부 최신 부품에는 과전압 (전압, 가열, 전류), 단락 등으로부터 내부 보호 기능이 있습니다. 그러한 구성 요소를 얻을 수 있으면 사용하십시오.

결국, 나는이 답변에 의도적으로 모호하다는 것을 덧붙일 것입니다. 내가 한 각각의 요점은 매우 넓으며 그 자체로 몇 가지 질문을 할 수 있습니다. 내 생각은 당신이 시작하기 전에 필요한 것들에 대한 개요를 제공하는 것이 었습니다. 많은 연구가 필요합니다!

코일 건을 처음 사용하기 때문에 두 가지 학습 과정을 시작하는 것이 좋습니다. 먼저 코일 건은 인덕터에 불과한 솔레노이드임을 이해하십시오. 차이점은 발사체의 중간이 코일의 중간에 도달하기 직전에 코일을 끄는 것입니다. 이를 이해하려면 암페어 법과 패러데이의 유도법을 잘 이해해야합니다. 일단이 두 가지를 다루면 모두 실험의 문제입니다. 또한 위의 안전주의 사항에 대한 모든 조언에주의를 기울이는 것은 실제로 그러한 조언을 지키지 않음으로써 반복적으로 다친 부상으로 인해 현명한 것이라고 말합니다.