【导读】 电磁炮由于具有神奇效果,和我国在电磁炮武器方面领先世界的优势,使电磁炮成为大家手工制作的热门,本文根据亲身制作的体验从原理构思、元器件选择、制作过程等都做系统讨论。制作效果虽然不能称作大玩家,但都是自己构思取材,而不是直接购买成品原件进行简单连接,所以就有很强的阅读价值,也欢迎大家观看制作产品的演示效果。
【关键词】 电磁炮 手工制作 电子焊接
指导小宝宝动手制作了一个电磁炮,运用简单的材质,虽不够完美,但也算是很萌萌哒的。但是手工小制作期间,尽管宝宝多次询问,也给了耐心的讲解,但他还是似懂非懂的,因此这里就电磁炮问题,从原理构思,设计,一步步做出来供大家阅读。
首先,还是请大家看看小宝宝的作品视频吧,请大家搜索:焊接科技网工大创客馆( 平台为百度的好看视频,https://haokan.baidu.com/author/9g0ckWbFmr7KDR-aCK9IOA?pd=wisenatural),请大家给与点赞、收藏或者交流噢!演示如图1所示。
下面进入我们的讲解
1、电磁炮的基本原理
其实这个原理很简单,就是将铁磁物质放到磁场中,在磁力作用下向前运动,速度足够大,能够飞出去。既然是电磁炮,那么顾名思义,就是由电产生磁场,所以整个设计应该包括两个主要部分:一是电的部分;第二个就是由电产生磁场部分。第一个是电,大家对电并不陌生,所以这个很好理解,但是在电子小制作电磁炮过程中,一般都是采用电容作为供电装置,其原因将在后面详细讲述。
咱们再看第二部分,其原理就是大家熟悉的右手螺旋定则,如图2所示。如果环形线圈的边缘处也就是N或S级那个位置,放入铁磁性的物体,就会产生磁力作用,使铁磁性物体在磁场作用下迅速地被吸进磁场中,并在惯性作用下迅速的飞出来,这就形成了所谓的炮弹。
2、具体设计的构思
那么问题来了,怎样做才使这个炮弹迅速的吸入到磁场中,并迅速地发射出去呢?
1)线圈绕法
为了使电子小制作的产品更加环保,我们选择的炮弹管是一个废弃的圆珠笔,将两端剪断,保持中间平直部分,长度为,直径为?线圈采用自己缠绕的方法制成,选择约10m的漆包线,缠绕成如下两种方式,可以会看到,第一种平铺缠绕法,缠绕的层数少,线圈较长,第二种缠绕法,缠绕的层数多,线圈较短,这样电磁场的密度会更大些,所以我们选择第二种缠绕法,如图3所示。
2)炮弹选择
当选用三种不同长度的炮弹时,长一些的会有有更强的吸引力,会明显大于排斥力,当炮弹很短尤其是成球形时,吸引力与排斥力的差会越来越小,甚至接近相等,这样将直接影响炮战的推进力,而炮弹适当长些,不仅推进力大些,而且本身质量变大,惯性也大,出镗速度也更大,但炮弹过长将增加炮弹重量而使他的运行能力降低。所以我们选择炮弹短的那种。
3)电源的选择
既然是电磁炮,电就是动力的来源,理论上产生越大的电量越好,但是另一方面,这毕竟是手工制作,产生过大的电量具有危险性。
铁性物质在磁力作用下会被吸引进入到炮镗的磁场里,但是进入到磁场中之后,后半程将变得磁性呈现同性相斥的状态,炮弹速度下降,甚至为零,所以要求当炮弹进入到磁场中部以后,后面的磁场要迅速减小或者是零,这样炮弹在惯性状态下继续飞行,所以要求电源的最初电流大,而后迅速减小或者是零,能够达到这种效果,只有是电容器最为理想,因为电容器放电的时候,初始放电电流会很大,而且很快会放完,电流为零了。
4)电容选择
电容放电产生电量为q=C*u,所以一方面增大电容C,另一方面就是提高电压U。增大C,可以直接采用大的电容参数,更多则采用是电容并联,因为电容并联的电容量就等于接电容之和。提高电压的方法一般就是通过那个升压电路来实现,可使电压达到几十伏,甚至上百伏或者是几百伏等等,达到这么高的电压,危险性会急剧增加,既然是电子手工小制作,就要求完全保证安全的前提下进行,所以我们只选择的电容参数为16V,10000uF,如图4所示。
5)选择的炮体,是选自幼儿园小朋友制作的可旋转车体作为炮身,如图5所示。
6)制作后完整的电磁炮结构如图6所示。
注:以上图片均截取自演示视频,还不心动吗?
这样,完整的可旋转的电磁炮就做好了,效果如何,还是我们看看视频在评说吧.
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注:后续我们将讲解关于电磁炮的电子设计,包括电磁炮的电路设计与手工 电子元件焊接,敬请大家关注。