电磁炮(小型)制作

电磁炮(小型)制作
电磁炮(小型)制作

先谈谈准备材料吧:1——漆包铜1mm,2两以上

2——管(想做多大的就多大)

3——502强力胶

4——12V电瓶

5——电线数米

6——胶布

7——空气开关(我用的是2个的和一个的ps:有钱的可以用可控硅

8——万能表

9——电容63V 10000uf(我用了两个!有钱的可以用20个以上)10——ZVS

11——高压包磁芯一个

12——PVC水管(两种,要可以套如高压包磁芯的

13——uf4007二极管4个

呵呵准备的东西够多了吧!首先第一步,绕线圈

把1mm的漆包铜绕在自己准备的管上,绕20圈左右!

然后用502强力胶粘好:

然后开始绕第二层:

绕回去!绕够6层左右!

最终~~~~成型~~~~

用绝缘胶布给包好!

好重呀

然后就是大家伙~~~~

两大电解~~~

还是用胶布固定~~~

然后用电线给并联起来~~

主要材料及大概成本:

1:高压变压器 1000W 输入220V 输出 10KV

2:大量无极电容如用0.047uf 1000v~(1600v-)的cbb电容需要准备100只左右,有大容量的高压电容请自己换算

3:直径13厘米长1米的聚氯乙烯管(壁厚0.6-1厘米),pvc管材也将就,厚0.8厘米的绝缘板材(不能是木头!最好塑料)大约2.5平米,厚0.5厘米的绝缘板材(非木!)大约1.5平米,这些都可在家庭装饰城(就是那些买涂料,板材,工具等的那种大市场里)买到

4:导线,多芯铜导线,1000v50A大约6米;10kv1A导线3米

5:耐压漆包线内径0.5mm 900米长

6:直径0.8厘米的铜管(壁厚1mm以上)长8米,直径3厘米厚》1mm长1米的铜管可在汽车配件或五金等地买到

7:电手钻,螺丝刀,手锯,钳子等工具,普通螺丝,塑料螺丝,环氧树脂胶,钢尺等

8:用于燃气热水器的排气管(金属制作,可弯曲,直径在10厘米以上)制作后期计算得到长度。

虽然按照本文设计的是一个”标准”特斯拉线圈,制作者不必花很多精力和时间在它的原理和计算上面,但是出于对特斯拉的尊敬和方便制作者制作其它规格的特斯拉线圈,还是大致了解一下这里面的原理和计算方法比较好。还有,制作一个特斯拉线圈是会对你的动手能力和电工知识都有提高的好活动

电路草图

涉及到特斯拉线圈的一些计算公式

电弧长度:电弧长度 L(单位:英寸); 变压器功率 P (单位瓦特); L=1.7*sqrt(P)(sqrt为开方)

电容阵容量:变压器输出电压(交流)E(单位伏特); 变压器输出电流 I(单位毫安); 电容器阵列最大容量C(单位微法) ; 交流频率F(单位赫兹) C=(10^6)/(6.2832*(E/I)*F)[电容的大小涉及到与变压器功率的一个匹配问题,当电容过大时在交流上升到顶点时(即sqrt (2)*V 时,电容电压过低无法击穿打火器的空气隙则打火器无法启动就无法工作,整个系统也就无从启动]

电容阵的计算就是电容的简单串,并联,初中就学过,在此就不提了。例如当变压器功率为1000瓦时,输出电压为10000伏(交流),那么电容匹配为0.0318uf,手头有电容规格为:0.047uf 1000~,1600-,再取保险一点到耐压 1500v~则需要电容阵列安排如下:15个电容串联成一个基本链(BC);

再10个这样的基本链并联而成(J),共需要电容150个,若每支电容分压降为630v~(这样可以大幅度延长电容寿命),则: 24–BC,16–J,共需384支电容。

其他:震荡频率:F = 1/(2*Pi*sqrt(L*C))

主线圈相关计算如下图

次极线圈相关计算如下图

放电终端相关计算如下图

特斯拉线圈的主线圈部分

在本特斯拉线圈的设计中主线圈采用铜管绕制成蚊香状。铜管是用于汽车,供热,中央空调中的那种管壁较厚的承压铜管。直径8毫米大约绕制9-10匝(大约需要9米)

铜管如下图(要尽可能选择外表光滑无锈无伤的):

铜管盘成如下图:

这样盘成的主线圈可以适用于6英寸到8英寸的次极线圈(盘铜管很费时间,也满费劲,但是不要图快,要尽可能盘的圆滑。),还需要5毫米厚的软塑料板(非脆性塑料)做主线圈支架,将其按等距离打眼(要打成9毫米的眼,要不穿不进去)底座选用普通中密度板就可以了,这个底座还有用,将来底下要放其它东西。也尽可能加工好,接下来把铜管和塑料支架穿起来。

主线圈支架如图:

铜管和塑料支架穿起来如图:

内圈接头部分,将中密度底版在相应地方开孔引出一个接头如图:

再找一截铜管做为接地保险,注意,不可闭合!如图安装:

电容阵列的制作

在特斯拉线圈中,有一个好的电容是非常重要的。电容的核心地位是由于所有电弧的能量都是由电容直接提供的,这显然比较奇特,也反映出了特斯拉其人的天才之处。由于高压电容很难买到,价格昂贵,所以现在一种普遍的做法是通过对普通无极性电容进行串联和并联来达到所需的耐压和容量。

需要准备的材料:

1.无极性电容,(聚乙烯,聚丙烯,CBB电容等)一般常见高压电容规格主要有:1600v- 0.047uf , 1600v- 0.068uf两种;电阻10兆欧(1000000ohm),大量如下图:

2.有机玻璃板

3.塑料螺丝

步骤:

1.首先计算所需要的电容个数和排列方式,根据以前提到的变压器匹配计算得到电容量为0.0318uf/10kv,手头电容规格为1600v- 0.047uf,(此处注意:电容的耐压标示都是直流,而且电容器交流耐压与电容材质等多种因素有关,不能简单认为只要将直流耐压值除以1.414 就得到交流耐压值。),

从寿命和安全性角度出发,建议将每电容分压值定为450v~ 则得到整个电容阵构成为:22串一链,共14链并联,一共308支电容电阻,电阻的用途是为了当停止使用时对电容中的残留电荷进行放电,使用方法就是每支电容都要并联一支10兆的电阻(1/4~1/2W )

安全提示:若没有放电电阻,则电容阵中储备的能量将可能存在很久而对人身造成伤害!

下图显示了一个电容链,它是蛇行排布的:

注意!电容之间不要紧密接触!要留有一定空隙,层与层之间要用4mm厚的有机玻璃隔离,每层包含两个链,固定使用塑料螺丝(一般都叫尼龙螺丝),每层都有各自的接口使之成为独立可使用的单元,如图:

次极线圈的制作

特斯拉线圈中的次极线圈是整个特斯拉线圈中制作最耗时耗神的部分。需要如下材料:

高质量漆包线,(一定要买好的,目前我国的漆包线质量普遍低下,目前就我所知只有一家企业获得国际认证),线的直径从以下选择:

1.0.51mm 0.57 mm

2. 聚氯乙烯管材,直径15厘米,最少2米,厚度自己感觉结实就好,(一般能买到的大约在4-8mm厚)

3.要用木头制作一个绕线架。还要制作两个圆片用来穿在圆筒两边,再在圆片中间打眼,穿入中心轴,架到线架子里面就可以绕线了。一圈一圈的绕,大约绕900~1000匝就适合本系统了。整个绕线过程大约7-8小时吧,所以在中间休息时一定要把已绕好的部分固定好,免得前功尽弃。绕线时要注意不要使线打结,不要用两根线接起来使用,市面上够长度的漆包线不大好找,(大约在500m),但是整卷的线似乎比较贵,所以就看制作者的选择了,最好有这方面的关系朋友帮忙。

图例:

聚氯乙烯管材:

高质量漆包线:

固定圆桶的圆盘:

绕线架上的次极线圈:

次极线圈下接头(接地线):

次极线圈上接头(接放电终端):

军事领域的一些电磁学应用

军事领域的一些电磁学应用 09级地球物理专业PB09007126 sidpx 内容简介 本文将介绍电磁学在军事领域的一些应用。 首先将介绍的是未来将取代火炮的电磁炮技术,这一部分包括电磁线圈炮以及电磁轨道跑的发射原理以及多方面的应用。 其次将会简略介绍特斯拉线圈,以及其产生人工闪电的基本原理,文中附带实物图以及电路图,有兴趣的同学可以搜集一些详细资料进行制作。 关键词:电磁轨道炮电磁线圈炮特斯拉线圈 引言 电磁学理论经过人类数百年的探索已形成非常完备的理论体系,对于理论物理中电磁学的问题由于本人水平所限无法加以探讨,本文将着重介绍电磁学在军事领域的一些应用,电磁炮武器是当今军事领域比较热门的话题,很多军事强国都对电磁炮进行不少研究实验,本文将介绍一些粗浅的总体知识;其次将介绍特斯拉线圈,特斯拉在电磁学的理论和应用领域为全人类做出过卓绝的贡献,在国防军事领域的尖端领域也有不少涉足,比如外界传闻中神秘的“死光”武器(并非激光),以及发现特斯拉效应(恐怖的地球物理武器的理论依据),文章所选取的特斯拉线圈并非现实军事领域的武器(不过在游戏中被引作武器),在这里写这个确有点不切题,在此写下略抒对这位伟大天才的敬仰,还望见谅。 电磁炮 电磁线圈炮 电磁线圈炮是由环绕炮膛的一系列固定线圈与环绕弹丸的弹体线圈所组成。炮弹发射时,电源依次给环绕炮膛的一系列固定线圈供电,产生一个沿炮管运动的移动磁场,使得在环绕弹丸的弹体线圈中产生感应电流,感应电流也形成一个磁场,产生加速力,使弹丸在炮管整个长度上得到加速。弹丸就这样高速地被发射了出去。 基本发射原理 如下示意图,发射时先接通线圈1的电流,然后断开并接通线圈2的电流,而后断开2的电流接通线圈3的电流,从而产生一个沿炮管运动的移动磁场,使得在环绕弹丸的弹体线圈中产生感应电流,炮弹向减少内线圈磁通量减少的方向运动(向前推进),从而炮弹被不断加速发射。 电磁轨道炮

电磁炮及其相关材料技术--实验报告

电磁炮及其相关材料技术 物理学理论的不断发展与完善,促进了军事能源的不断变革,促进作战兵器的不断更新。枪、炮是作战的主要武器之一。随着作战空间的不断加大,火药对提高炮弹在炮口的发射速度的能力已很有限,很有必要另辟新径。 1985年,美国国防科学委员会在装甲/ 反装甲技术讨论会上就做出结论:“未来的高性能兵器必然以电能为基础。”电磁炮是利用电磁发射技术制成一种先进的杀伤武器,在未来战争中有着广阔的应用前景。 本次试验以电磁炮为切入点,通过对电磁炮原理和性能的分析讲解,引出电磁炮广阔的应用前景和发展阻碍,并提出解决相关问题的材料学途径,包括实验用的可控硅开关、超级电容器、超导材料、纳米技术等等,“一个实验,多项技术”是在设计整个试验时的思路。 实验目的 1、理解电磁炮的组成结构及工作原理; 2、熟悉增强电磁炮威力的相关技术手段; 3、理解可控硅开关控制电路通断和电容器的原理; 4、了解在实用化道路上电磁炮需要解决的诸多材料学难题及其解决方案; 5、了解电磁炮的优缺点及其在未来战争中的应用。 实验原理 1、电磁炮的简介及分类 电磁炮是利用电磁发射技术制成的一种先进动能杀伤武器。与传统大炮将火药燃气压力作用于弹丸不同,电磁炮是利用电磁系统中电磁场产生的洛伦兹力来对金属炮弹进行加速,使其达到打击目标所需的动能,与传统的火药推动的大炮,电磁炮可大大提高弹丸的速度和射程。 根据加速方式,电磁炮分为线圈炮、轨道炮、电热炮和重接炮。本次试验重点演示的便是线圈炮。 2、基本原理 (1)线圈炮

图 1 B沿轴线方向的分布 线圈炮的主要部件是螺线管,它是线圈均匀地密绕在炮筒上,螺线管的单位长度的匝数为n,炮筒的内半径为R,螺线管的长度为l。螺线管通入电流i时,根据电磁学理论,螺线管沿轴的B - x 关系如图1,在螺线管中部磁场均匀,端口附近磁场发散。螺线管端口附近p点B的轴向分量为 (1) 式中μo为真空磁导率,x为p点坐标。 图 2 线圈炮简单电路图 线圈炮的简单电路图如图2所示:220V交流电经过整流器的整流之后变成直流电,K1接通后,电容C开始充电,等到电容充电完成后,断开K1。线圈相当于炮身,在线圈的合适部位装上弹丸,接通K2,在线圈处便会产生一个由脉冲电流产生的强大磁场,如公式(1)所示,磁场会驱动铁制弹丸前进,从而将弹丸发射出去。 (2)轨道炮

1.《电磁炮》教学设计

实践(实验)主题教学设计 课题名称电磁炮 课型实验课实践活动课□ 课时共(1)课时完成 1.教学内容分析 本节《电磁炮》选自《北京市初中开放性科学实践活动项目手册》第15节《磁现象》中的部分内容,授课对象是七年级学生。通过从“原理”到“现实”向学生介绍电磁炮的发展过程,使学生对“电磁之间相互作用”的实际应用有一个初步的了解,让学生明白“学有所用”, 激发他们的学习兴趣。为培养学生的探索与创新能力,结合教材的地位和作用,让学生在课堂上 动手制作线圈炮,使他们在参与中体会科学的乐趣,并了解“科教兴国”对实现“中国梦”的重 要性。 2.学习者分析 学生在学习本节课之前,在知识结构、学习能力和生活经验等方面都有了一定的认知和能 力。 3.学习目标确定 知识与技能 1.通过实验观察和学案自主学习,使学生了解电磁炮的原理及分类,并能简单说出电磁轨道 炮和线圈炮的区别。 2.利用学案自主学习,使学生自己动手制作简易的线圈炮。 过程与方法 通过制作线圈炮,使学生体会自主学习的模式,并感受“分享与交流”的快乐。 情感态度与价值观 通过了解我国电磁炮的发展过程,激发学生的爱国热情,树立科教兴国的中国梦。

4.学习重点难点 重点是:电磁炮的原理及线圈炮的制作; 难点是:线圈炮的原理及制作。 5.学习评价设计 评价量规 Ⅰ.知道线圈炮的组成材料 Ⅱ.成功制作并发射线圈炮 Ⅲ.知道电磁炮的原理及分类 优秀:完成ⅠⅡⅢ 良好:完成ⅠⅡ或ⅠⅢ或ⅡⅢ 及格:Ⅰ或Ⅱ或Ⅲ 6.学习活动设计 教师活动学生活动 活动一:创设情景 教师活动 1 学生活动 1 播放一小段关于《变形金刚2》的视 观看视频频,然后使学生回答:视频中的人类 回答:电磁炮利用什么武器打败了正在破坏金字塔 的霸天虎呢?

基于STM32模拟电磁曲射炮系统的设计 王东寅

基于STM32模拟电磁曲射炮系统的设计王东寅 发表时间:2020-03-16T10:56:49.523Z 来源:《电力设备》2019年第20期作者:王东寅刘涛孟青田帅康牛献渝郭烜博[导读] 摘要:系统采用STM32F407作为控制核心,实现了模拟电磁曲射炮(以下简称电磁炮)的能量管理与发射控制,电磁炮可在水平方向及垂直方向调节并自动瞄准目标进行发射。 (中北大学朔州校区山西省朔州市朔城区中北大学朔州校区) 摘要:系统采用STM32F407作为控制核心,实现了模拟电磁曲射炮(以下简称电磁炮)的能量管理与发射控制,电磁炮可在水平方向及垂直方向调节并自动瞄准目标进行发射。硬件电路由单片机最小系统、电源模块、触摸显示模块、摄像头模块、舵机稳压模块、云台、电磁炮构成,通过串行同步数据收发接口进行各模块间的通信。 关键词: STM32F407、电磁炮、摄像头、云台 一、设计方案工作原理 1.预期实现目标定位 制作一个模拟电磁曲射炮装置,能够实现题目中的基本要求,完成发挥部分,使电磁炮能顺利发射炮弹并自动搜寻目标,击中环形靶。 2.系统方案的选择与设计 本装置主要由处理器,显示模块,电磁炮电容模块,舵机模块,摄像头模块组成。下面分别论证这几个模块的选择与设计 (1)处理器选择 方案1:采用51单片机作为主控芯片。传统的51单片机广为应用,具有使用简便,价格便宜等优点,但是其运算能力较低,片上资源少,处理速度较慢,功能相对单一,难以实现较复杂的任务要求。方案2:采用FPGA做主控制器。由FPGA来完成采集和信号处理等底层的核心计算。优点是计算速度快,功能强大;缺点是成本高,制作耗时长,不易控制。 方案3:采用STM32F407单片机做主控芯片。该系列具有动态功耗调整功能,资料丰富,外设功能丰富(ADC、DAC、PWM、内部flash 等),运算速度快,运行可靠,成本控制好。综合比较以上方案,在控制同样较为复杂的FPGA与STM32F407中,我们选择性能更为优良,可满足本系统要求的STM32F407作为系统控制器。 (2)显示系统选择 方案1:LCD液晶屏幕。LCD12864仍然是现在大多数单片机入门学习者的首选,但是因为年代悠久,对控制器占用过高,刷新率慢,色彩单一,无法触摸,LCD液晶屏无法满足需求。方案2:TFT液晶显示屏。TFT液晶显示器可以做到高速度、高亮度、高对比度显示屏幕信息。其使用特性好:低压应用,低驱动电压,固体化使用安全性和可靠性提高;低功耗,它的功耗约为CRT显示器的十分之一。综合以上方案比较,TFT液晶显示器便于操作,显示功能齐全,能够满足本系统的显示要求。因此我们选用方案2的TFT液晶显示屏作为显示系统。 (3)电磁炮电容模块选择 方案:使用4个低电压电容组成电容组。该方案的电容装置可轻松满足本装置要求,且操作简单,可直接用学生电源充电,解决了方案一中的不安全因素,使得整个装置更为安全可控。 (4) 控制部件选择 方案一:步进电机。采用步进电机进行控制,具有控制精度高、带载能力强的特点,但是由于体积庞大不便于对云台控制,对单片机IO占用过多,成本高,并不适合这次的比赛。方案二:舵机。舵机具有控制方法简单,响应速度快,噪音小,成本低而且一个舵机仅仅占用一个IO口,更加重要的是舵机本身就是一个闭环控制系统,适用于云台而且在官方采购清单中。总以上方案比较,我们选择方案二中舵机作为我们的控制系统。 (5)摄像头模块选择 OpenMV摄像头是一款小巧,低功耗,低成本的电路板,采用了STM32H7高性能微控制器。可扩展,支持Python的机器视觉模块,OpenMV搭载MicroPython解释器,允许在嵌入式上使用Python来编程 (Python 3 to be precise). Python使机器视觉算法的编程变得简单得多。同时可以使用OpenMV专用的IDE,它有有一个图像窗口可以直接看到摄像头的图像,有终端可以debug,还有一个包含图像信息的直方图。在本题中OpenMV4可完成引导标识的识别追踪,同时测算其与目标位置的距离,因此,我们选用OpenMV4作为摄像模块。 3.系统结构工作原理 系统总体框图如图所示: 二、理论分析与计算 1.电磁炮参数分析 线圈层数:4圈单层匝数:30圈

2019年全国大学生电子设计竞赛赛题J题_模拟电磁曲射炮

2019年全国大学生电子设计竞赛试题 参赛注意事项 (1)8月7日8:00竞赛正式开始。本科组参赛队只能在【本科组】题目中任选一题;高职高专组参赛队在【高职高专组】题目中任选一题,也可以选择【本科组】题目。(2)参赛队认真填写《登记表》内容,填写好的《登记表》交赛场巡视员暂时保存。(3)参赛者必须是有正式学籍的全日制在校本、专科学生,应出示能够证明参赛者学生身份的有效证件(如学生证)随时备查。 (4)每队严格限制3人,开赛后不得中途更换队员。 (5)竞赛期间,可使用各种图书资料和网络资源,但不得在学校指定竞赛场地外进行设计制作,不得以任何方式与他人交流,包括教师在内的非参赛队员必须迴避,对违纪参赛队取消评审资格。 (6)8月10日20:00竞赛结束,上交设计报告、制作实物及《登记表》,由专人封存。 模拟电磁曲射炮(J题) 【高职高专组】 一、任务 自行设计并制作一模拟电磁曲射炮(以下简称电磁炮),炮管水平方位及垂直仰角方向可调节,用电磁力将弹丸射出,击中目标环形靶(见图3),发射周期不得超过30秒。电磁炮由直流稳压电源供电,电磁炮系统内允许使用容性储能元件。

引 二、要求 电磁炮与环形靶的位置示意如图1及图2所示。电磁炮放置在定标点处,炮管初始水平方向与中轴线夹角为0°、垂直方向仰角为0°。环形靶水平放置在地面,靶心位置在与定标点距离200cm≤d≤300cm,与中心轴线夹角a≤±30°的范围内。 1.基本要求 (1)电磁炮能够将弹丸射出炮口。 (2)环形靶放置在靶心距离定标点200~300cm间,且在中心轴线上的位置,键盘输入距离d值,电磁炮将弹丸发射至该位置,距离偏差的绝 对值不大于50cm。 (3)环形靶放置在中心轴线上,用键盘给电磁炮输入环形靶中心与定标点的距离d,一键启动后,电磁炮自动瞄准射击,按击中环形靶环数计 分;若脱靶则不计分。 2.发挥部分 (1)环形靶位置参见图2,用键盘给电磁炮输入环形靶中心与定标点的距离d及与中心轴线的偏离角度a,一键启动后,电磁炮自动瞄准射击, 按击中环形靶环数计分;若脱靶则不计分。 (2)在指定范围内任给环形靶(有引导标识,参见说明2)的位置,一键启动后,电磁炮自动搜寻目标并炮击环形靶,按击中环形靶环数计分,

1.《电磁炮 》教学设计

4. 学习重点难点 重点是:电磁炮的原理及线圈炮的制作;难点是:线圈炮的原理及制作。 5.学习评价设计 评价量规 Ⅰ.知道线圈炮的组成材料 Ⅱ.成功制作并发射线圈炮 Ⅲ.知道电磁炮的原理及分类 优秀:完成ⅠⅡⅢ 良好:完成ⅠⅡ或ⅠⅢ或ⅡⅢ 及格:Ⅰ或Ⅱ或Ⅲ 6.学习活动设计 教师活动学生活动活动一:创设情景 教师活动1 播放一小段关于《变形金刚2》的视频,然后使学生回答:视频中的人类利用什么武器打败了正在破坏金字塔的霸天虎呢?学生活动1 观看视频 回答:电磁炮

紧接着,再播放一段关于“中国电磁 炮上舰试验成功”的消息,使学生初 步了解我国在电磁炮方面取得的成 果。 活动意图说明: 利用视频引入新课,可激发学生的学习兴趣,使他们迅速进入课堂。让学生了解我国电磁炮技术已处于世界领先水平的地位,激发学生的民族自豪感和爱国情怀。 活动二:新课讲解 教师活动2 利用PPT展示电磁炮的实物图,并使 学生思考:电磁炮强大的动力来源是 什么? 一、电磁炮的原理 验证学生的猜想:铜棒静止在平行导 轨上,在电或磁的作用下能否使铜棒 运动起来?播放实验视频,使学生观 察并描述实验现象。 学生活动2 回答:与电或磁有关 观看演示实验,回答问题: (1)铜棒没有动;

实验1 :将磁铁放置在铜棒附近, 观察铜棒是否运动; 实验2:将平行导轨、开关、电源 利用导线连接起来,闭合开关,观察 铜棒是否运动。 引导学生思考:如何才能使铜棒运动 起来呢? 现场演示“通电导体在磁场中受力” 的实验,请学生观察并描述实验现 象。 播放视频,让学生观看以下两组实 验:(1)当条形磁铁慢慢靠近小磁 针时,观察小磁针的运动情况; (2)将小磁针放置在一段导线附 近,闭合开关,观察小磁针的运动情 况。 二、电磁炮的类型 展示电磁轨道炮的工作原理图,并与 “通电导体在磁场中受力”的原理图 进行对比,强调从原理到现实的技术 变革。 (2)铜棒没有动 猜想:同时有电和磁时,铜棒才会动起来。 观看实验,发现铜棒由静到动;在学案上填 写电磁炮的工作原理 描述实验现象: (1)条形磁铁靠近小磁针时,小磁针开始旋 转; (2)闭合开关,小磁针开始旋转 回答学案2.1的问题 了解电磁轨道炮的工作原理

2020年中考物理第一轮复习《电磁转换》

第十六章电磁转换 【知识点梳理】 (一)、磁体与磁极 1、磁性:能够吸引等物质的性质。 2、磁体:具有的物质叫磁体。通常按磁性的来源可将磁体分为和磁体,按形状可将磁体分为,和等。 3、磁极:磁体上磁性分布,磁性最强的部分叫;由于自由转动的小磁针静止时总是一端指,一端指,所以把指极叫南的一极称为极,指北的一极叫极。(磁体上两极磁性最强,中间磁性最弱,几乎没有磁性) 4、磁极间的作用规律:,。 4、磁化:使的过程叫磁化。(使物体磁化可用与磁体摩擦或接触的方式,但撞击或火烧会使有磁性的物体失去磁性,称为去磁) 5、磁场:(1)叫磁场;(磁场看不见摸不着,但是客观存在的特殊物质)(2)磁场的方向的:小磁针在磁场中静止时极所指的方向为该处磁场方向。

(3)地磁场:地球相当于一个庞大的,我们把这个磁体产生的磁场叫地磁场。地磁场的南极在地理的极附近,地磁场的北极在地理极附近;地磁两极和地理两极(重合/不重合),这一现象是由我国的宋代学者最先发现的。 6、磁感线:磁感线是人们为了方便研究磁场而引入的曲线,是一个物理模型,实际上并不存在。在磁体外部磁感线的方向从极出来回到极。(磁感线上任意一点的切线方向代表该点的磁场方向) (二)、电流的磁场 1、奥斯特实验证明通,磁场的方向与有关,这种现象叫做电流的磁效应。(电功率大表示电流做功快,电功率大电流做功不一定多,还要看时间) 2、通电螺线管的磁场:(1)通电螺线管外部磁场和 磁场一样;(通电螺线管两端相当于磁体两极)(2)磁极的性质与有关;(3)磁极的方向可用安培定则来判断:用手握住螺线管,让四指指向螺线管中,则大拇指所指的那端就是螺线管的极。 3、电磁铁:(1)带有铁芯的通电螺线管构成了电磁铁;(2) 电磁铁的优点:a.电磁铁磁性的有无,可以由来控制(电磁起重机、电铃及电磁继电器都是根据这一特点

中国电磁炮发展历程.

中国电磁炮发展历程 经过17年的研究和实验,中国的新概念武器“超高速动能电炮”的研制已经到了最后阶段,即将问世,2007进入局部试用阶段。据透露,现在世界一些主要的国家如美、俄等,都在研究这种新概念武器,中国虽起步稍晚,但有长足的进展,电磁发射技术并不比先进国家落后,更有可能首先拥有这种超高速动能武器。 电炮分为“电磁炮”和“电热炮”两类。电磁炮是利用电磁力推进弹头到每秒50公里的超高速状态,常规武器望尘莫及,具有战略性武器的功能,分轨道炮、线圈炮和重接炮三种形式。电热炮是利用电热能量来推动弹头,最高射速每秒约3公里左右(传统火炮每秒2公里),可作为战术武器使用,分直热式和间热式两种形式。 我国的电磁炮的理论论证在上世纪80年代中期就基本完成,从那时起就开始进行实用化的研究,经过近20年的努力,已经结出丰硕的成果,2007年进部分装备部队进行量产前的定型试用。 一种电磁炮是口径20MM左右的车载反坦克电磁炮(也可能实现机载),该炮的核心设备包括**MW级的高脉冲发电机、超导线圈和高速装弹机,可以把超过120g的实心穿甲弹加速到3.5km/s以上,射速在10发/分到15发/分之间(射速和弹头初速要求有关)。实验表明,弹头虽小,但是由于初速高,完全击穿现役所有主战坦克装甲,效果就和用AK47扫射本田轿车一样。 这使人们不禁联想到在伊拉克战争中一辆M1A2侧甲上的神秘弹孔,该孔的直径和一发12.7MM弹丸类似。虽然这肯定不是中国电磁炮的杰作,但是我们可以猜想,其他国家的类似装备已经进入使用阶段的研究。

另有资料表明,我国高脉冲发电机的研究,已经为激光武器的实用提供了保证。与上述反坦克电磁炮采用相同发电机的高功率战术激光器已经达到了车载的水平,可以有效攻击近距离的空中飞行目标。 另外一种更具战略价值的电磁炮,口径在250MM-280MM之间,核心设备高脉冲发电机达到了**MW的水平,超大孔径超导磁体的储能达到了**兆焦耳以上,可以把超过150kg的弹丸加速到**km/s以上,射程超过300公里。 该炮在研制过程中,遇到了许多技术难题,在解决电磁发射的实现及可靠性方面的问题后,一个重大的课题就是研制与之配套的弹丸,需要解决的问题就是消除强电磁场和高温(弹丸高速运动时产生)对弹丸内部设备的影响。最后研制出了特殊的高分子材料解决了这一问题,由这种材料制作的外壳可以保护弹丸内部。同时,弹丸装药的配方也进行了改进。 超高速弹丸的弹道特性我们也已经掌握,弹丸在发射后接近目标区时,屏蔽外壳脱落,打开尾翼以实现减速和姿态控制,进入滑翔状态,此时可以利用卫星定位信息进行精确打击。显然,在这时我们遇到了另外的瓶颈---卫星导航,这只有等“伽利略”或“北斗2”了解决了。 毫无疑问,在本世纪的头十年以后,战争的模式将发生根本的变化。那时,美国DDX上的155MM超级大炮将实现200公里以上的射程,而我们的“超级大炮”也没有落在后面。

电磁炮的制作2

[原创]电磁炮的研究与制作 默认分类 2007-08-13 18:02 阅读 702 评论 9
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19 世纪,英国科学家法拉第发现,如果让导线在磁场中作切割磁力线的运动,导线上会产生电流;而如果给位于磁场中的导线通电,则这根导线将会受到 一个力的推动。这就是著名的法拉第电磁感应定律。正是根据这一定律,人们发明了现在广泛应用的发电机和电动机。电动机产生的强劲扭矩启示了科学家和 军事家,如果把磁场中的这根导线换成一个导轨,上面再搁一枚炮弹,或干脆把导线换作一枚可导电的炮弹,这枚炮弹能不能被发射出去呢? 1901 年,挪威人克里斯廷· 伯克兰制造出了世界上第一台电磁发射器,开创了电磁炮的先河。目前,电磁炮受到各个国家的关注,因为它具有普通火炮无 法比拟的优势:炮弹的速度快,射程远,精度高,威力大。普通炮弹的飞行速度最高约 1800 米/秒,而电磁炮炮弹弹丸的速度可达其 3 倍以上,威力巨大。电 磁炮作为发展中的高技术武器,具有广阔的军事前景。可以预见,电磁炮将很快成长为现代战场强有力的武器。 为了更好的了解关于电磁炮的一些特性,研究各种因素对其性能影响的大小,并提高自己的动手能力,我决定自己动手制作一个电磁炮模型。首先我上 网查询了有关资料(见附),了解了电磁炮的历史、特点、前景及工作原理。 了解了工作原理,接下来就要动手制作模型了。我首先设计了电磁炮模型的图纸(见图纸),然后准备了制作材料,大部分材料来自生活中的废品,也 算是废物利用。有硬纸板,断尺,回形针,圆珠笔弹簧等(详见图纸)。经过一段时间的剪剪拼拼,电磁炮雏形出现在我眼前。开始试验了,由于起初使用了 220V 电源,而线圈又太细,刚接通电源,线圈就烧坏了。无奈,只能再做了个电池盒,可装入 4 节 5 号电池,总电压 6V (必要时可再接外接电源以增加电压)。 为了方便观察,最后还在炮上装了个指示灯。试验下来,电磁炮模型射程为 0.5~1 米(原始型:6V 电压;100 匝线圈;撞针 0.25 克;无电容) 模型做好后,就该研究影响其性能的因素了。 1.首先想到的便是电压;本以为电压对射程的影响会很大,应该会成正比关系。可是实验下来的结果却让我颇感意外。以下是实验数据(取 5 次平均 值): 电压 6V 9V 18V 36V 射程 0.81m 0.92m 1.12m 1.68m
实验数据表明,虽然随电压升高,射程是有所增加,但是增加量很有限,与电压的升高不成比例。 2.线圈匝数;毋庸质疑,线圈匝数对电磁炮的射程一定有影响,那影响到底怎样呢?以下为实验数据(取 5 次平均值):

电磁炮(小型)制作

先谈谈准备材料吧:1——漆包铜1mm,2两以上 2——管(想做多大的就多大) 3——502强力胶 4——12V电瓶 5——电线数米 6——胶布 7——空气开关(我用的是2个的和一个的ps:有钱的可以用可控硅 8——万能表 9——电容63V 10000uf(我用了两个!有钱的可以用20个以上)10——ZVS 11——高压包磁芯一个 12——PVC水管(两种,要可以套如高压包磁芯的 13——uf4007二极管4个 呵呵准备的东西够多了吧!首先第一步,绕线圈 把1mm的漆包铜绕在自己准备的管上,绕20圈左右! 然后用502强力胶粘好: 然后开始绕第二层:

绕回去!绕够6层左右! 最终~~~~成型~~~~ 用绝缘胶布给包好! 好重呀 然后就是大家伙~~~~ 两大电解~~~ 还是用胶布固定~~~ 然后用电线给并联起来~~ 主要材料及大概成本: 1:高压变压器 1000W 输入220V 输出 10KV 2:大量无极电容如用0.047uf 1000v~(1600v-)的cbb电容需要准备100只左右,有大容量的高压电容请自己换算

3:直径13厘米长1米的聚氯乙烯管(壁厚0.6-1厘米),pvc管材也将就,厚0.8厘米的绝缘板材(不能是木头!最好塑料)大约2.5平米,厚0.5厘米的绝缘板材(非木!)大约1.5平米,这些都可在家庭装饰城(就是那些买涂料,板材,工具等的那种大市场里)买到 4:导线,多芯铜导线,1000v50A大约6米;10kv1A导线3米 5:耐压漆包线内径0.5mm 900米长 6:直径0.8厘米的铜管(壁厚1mm以上)长8米,直径3厘米厚》1mm长1米的铜管可在汽车配件或五金等地买到 7:电手钻,螺丝刀,手锯,钳子等工具,普通螺丝,塑料螺丝,环氧树脂胶,钢尺等 8:用于燃气热水器的排气管(金属制作,可弯曲,直径在10厘米以上)制作后期计算得到长度。 虽然按照本文设计的是一个”标准”特斯拉线圈,制作者不必花很多精力和时间在它的原理和计算上面,但是出于对特斯拉的尊敬和方便制作者制作其它规格的特斯拉线圈,还是大致了解一下这里面的原理和计算方法比较好。还有,制作一个特斯拉线圈是会对你的动手能力和电工知识都有提高的好活动 电路草图

新概念武器电磁炮

精心整理 新概念武器-电磁炮 1.引言 近年来,由于高新技术的普遍应用,许多鲜为人知的新概念火炮随之诞生。其中,电磁炮因其性能奇特、威力巨大而成为新概念武器家族中的一个重要成员。 2010年12月10日美国海军在弗吉尼亚州达尔格林水面作战中心,成功试射电磁10倍, 起,,世界,64MJ 力、财力从事现代电磁炮研究,电磁炮逐步由理论研究、实验室试验到向武器级别的电磁炮展开研究、试验,并陆续取得积极成果。 2.电磁炮原理与分类 电磁炮是一种利用电磁力推动弹丸运动的新概念火炮,由于它能将弹丸加速到极高的速度,因此被称为动能杀伤武器。法拉第电磁感应定律是电磁炮的理论基础,根据结构的不同,电磁炮可分为轨道炮、线圈炮和重接炮。

2.1轨道炮工作原理 轨道炮是电磁炮中结构和原理最为简单的一类。按照馈电方式、轨道性能及电枢类型,轨道炮有简单轨道炮、分散馈电轨道炮、分段轨道炮、增强型轨道炮、炮口分流型轨道炮、多轨型轨道炮、超导悬浮电枢型轨道炮和多相型轨道炮等不同形式。简单轨道炮主要有两条平行的金属轨道、电枢、弹丸和大功率脉冲电源组成。轨道一般是耐磨损、抗烧蚀的良导体;电枢是高导电率的金属、等离子体或金属与等离子体的混合体,电枢与轨道之间具有良好的电接触,使电源、轨道和电枢之间构成电气回路;大功率脉冲电源一般具有兆瓦级的脉冲功率。当大功率脉冲电源向轨道、电枢回路供电时,根据平行导线的磁场分布可知两轨道间的磁场方向,作用在电枢上的力F的大小和方向可由安培定理F=i B确定。如果假定电枢和弹丸的总质量和加速度分别为为m、a,轨道的自感梯度为Lr’,则作用在电枢和弹丸上的力的大小F=ma=Lr’ (1) 简单轨道炮存在两大技术问题,一是为了获得恒定的加速度,需要大量的储能和复杂的电源系统提供恒定的激励电流,在恒流激励下轨道中储存的剩余磁能无法得到利用,不仅降低了转换效率,而且会引起炮口电弧;二是通过加长轨道提高速度将使回路电阻增加,导致欧姆损失增加,效率下降。采用多储能器分散馈电的轨道炮能提供恒定的激励电流,使小尺寸轨道炮的转换效率提高20%;将较长的简单轨道炮分成若干独立部分的分段轨道炮可解决简单轨道炮存在的难题。由轨道炮的基本运动方程(1)可知,作用在弹丸上的力与轨道的电感梯度成正比,从提高轨道的电感梯度的角度出发,人们设计了各种增强型轨道炮。 2.2线圈炮工作原理 线圈炮也被称为同轴加速器或形波加速器,主要由沿导向板条轴向排列的若干驱动线圈、弹载线圈、弹丸和脉冲驱动电源组组成。弹载线圈绕在弹丸上,每个驱动线

(完整版)中国电磁炮发展历程.

? 中国电磁炮发展历程 经过17年的研究和实验,中国的新概念武器“超高速动能电炮”的研制已经到了最后阶段,即将问世,2007进入局部试用阶段。据透露,现在世界一些主要的国家如美、俄等,都在研究这种新概念武器,中国虽起步稍晚,但有长足的进展,电磁发射技术并不比先进国家落后,更有可能首先拥有这种超高速动能武器。 电炮分为“电磁炮”和“电热炮”两类。电磁炮是利用电磁力推进弹头到每秒50公里的超高速状态,常规武器望尘莫及,具有战略性武器的功能,分轨道炮、线圈炮和重接炮三种形式。电热炮是利用电热能量来推动弹头,最高射速每秒约3公里左右(传统火炮每秒2公里),可作为战术武器使用,分直热式和间热式两种形式。 我国的电磁炮的理论论证在上世纪80年代中期就基本完成,从那时起就开始进行实用化的研究,经过近20年的努力,已经结出丰硕的成果,2007年进部分装备部队进行量产前的定型试用。 一种电磁炮是口径20MM左右的车载反坦克电磁炮(也可能实现机载),该炮的核心设备包括**MW级的高脉冲发电机、超导线圈和高速装弹机,可以把超过120g的实心穿甲弹加速到3.5km/s以上,射速在10发/分到15发/分之间(射速和弹头初速要求有关)。实验表明,弹头虽小,但是由于初速高,完全击穿现役所有主战坦克装甲,效果就和用AK47扫射本田轿车一样。 这使人们不禁联想到在伊拉克战争中一辆M1A2侧甲上的神秘弹孔,该孔的直径和一发12.7MM弹丸类似。虽然这肯定不是中国电磁炮的杰作,但是我们可以猜想,其他国家的类似装备已经进入使用阶段的研究。

另有资料表明,我国高脉冲发电机的研究,已经为激光武器的实用提供了保证。与上述反坦克电磁炮采用相同发电机的高功率战术激光器已经达到了车载的水平,可以有效攻击近距离的空中飞行目标。 另外一种更具战略价值的电磁炮,口径在250MM-280MM之间,核心设备高脉冲发电机达到了**MW的水平,超大孔径超导磁体的储能达到了**兆焦耳以上,可以把超过150kg的弹丸加速到**km/s以上,射程超过300公里。 该炮在研制过程中,遇到了许多技术难题,在解决电磁发射的实现及可靠性方面的问题后,一个重大的课题就是研制与之配套的弹丸,需要解决的问题就是消除强电磁场和高温(弹丸高速运动时产生)对弹丸内部设备的影响。最后研制出了特殊的高分子材料解决了这一问题,由这种材料制作的外壳可以保护弹丸内部。同时,弹丸装药的配方也进行了改进。 超高速弹丸的弹道特性我们也已经掌握,弹丸在发射后接近目标区时,屏蔽外壳脱落,打开尾翼以实现减速和姿态控制,进入滑翔状态,此时可以利用卫星定位信息进行精确打击。显然,在这时我们遇到了另外的瓶颈---卫星导航,这只有等“伽利略”或“北斗2”了解决了。 毫无疑问,在本世纪的头十年以后,战争的模式将发生根本的变化。那时,美国DDX上的155MM超级大炮将实现200公里以上的射程,而我们的“超级大炮”也没有落在后面。

自己简易电磁炮的制作

实验与制作 一. 做一个有趣的电磁炮 电磁炮是一种利用电流磁场产生的作用力驱动炮弹加速运动的武器, 由于它具有无声,无烟, 可控等特点, 所以它己引起许多军事科学家的兴趣和重视., 右图是用于教学演示的电 磁炮实验装置, 其” 炮弹” 是放于上部线圈内的一根 缝衣针, 其下部是供给线圈 电能的电源装置, 合上开关 后, 缝衣针能飞向数米远的射击目标 为什么电源开关合上后缝衣针会飞出呢? 这可以通过下面简单电 磁炮的实验原理装置进 行实验研究,图中 K 为单刀双掷开关,C 为 容量较大的电解电容,L 为电磁炮的驱动线圈(自制), 实验时先将K 扳向1, 使C 处于充电状态, 然后将K 扳向2, 这时C 进入放电状态, 电容C 内的约0.1库的电量在1毫秒之内通过L 进行放电, 形成瞬间强大放电流(近100A), 从而产生一个瞬态较大的磁场力, 使电磁炮管内的缝衣针很快飞出 .

电磁炮的驱动线圈是用直经0.5毫米的漆包线在外经6毫米的空心玻璃管上乱绕50匝即可, 电磁炮的”炮弹”可用大头针或细铁丝替代. 实验时E取24V , C取4000微法, 大头针一般可达0.3米,同学看你的实验效果能超过0.3米多少? 二关于电磁炮实验的问题与思考 1电磁炮实验中线圈L若与直流电源E直接相连能否使大头针飞出? 为什么? 2大头针在炮管内的放置位置与射程是否有关? 你实验研究结果大头针针尖距L左端多少毫米为最佳? 3电源E的电压高低, 与射程是否有关? 试一下并说明其原因? 4电容器C的电容量与射程是否有关? 通过多个电容器并联或串联改变电容器的总容量试一下射程和效果,并请分析和说明其原因? 5提高电磁炮射程除上述几种方法以外还可采用什么方法? 自己简易电磁炮的制作电磁炮原理的奠基人 _____洛仑兹:洛仑兹是荷兰物理学家,数学家,1853年7月18日生于阿纳姆附近.1870年考入

视错觉转盘、趣味转盘、视觉旋转器、错觉转轮、视觉转盘--科技馆展品方案-科技馆方案(制作源头-上海惯量

视错觉转盘/趣味转盘/视觉旋转器/错觉转轮/视觉转盘--科技馆展品展项方案 展项描述 展品设计成一个由多个可360°旋转的圆盘和对应数量的控制按钮组成的装置。参与者可以按下任意按钮,控制相应的圆盘开始旋转,观看圆盘表面的图案在快速转动的情况下形成的视觉幻象。科技馆展品制作生产源头工厂-上海惯量自动化有限公司提示大家当一段时间后,圆盘会自动停止转动,恢复原始状态。 表现形式 机电互动 操作说明 1.参与者按下按钮,启动圆盘旋转; 2.观看圆盘表面图案形成的视觉幻象;

上海惯量自动化有限公司是一家依托于完善的工业生产流水线及领先的机械自动化技术水平、专注于科教展品定制化设计生产的专业化设备制作公司,主要专业生产省市地县区科技馆展品、科普器材,校园、社区科普馆和科学探究实验室的教学仪器、用具。产品质量过硬,多次受到有关领导、专家、教授的好评与赞赏,一次性通过验收。产品经过不断地创新、改进完善,它将以更卓越的性能、优异的品质、高档次的配置及操作简单、功能齐全、优惠的价格和其良好的售后服务质量奉献给广大客户。 公司占地面积数千平,拥有剪板机、切割机、激光雕刻机、折弯机、刨床、冲床、钻铣床、数控车床、木工推台锯、木工雕刻机、打包设备等,形成完善的工业化生产流水线;公司拥有喷漆喷塑车间及设备,通过国家环保部门认可的完整排放标准与手续,可以最大化的本公司全程完成生产制作,提高生产效率,保证订单展品的及时发货交付。 公司现拥有两千多种产品,涵盖航空航天、能源、力学、声学、电学、磁学、数学、自然、生命、人机交互、多媒体等多个品种,畅销全国多个省和地区,包含转动惯量、水世界、小球旅行记、机械墙、奥运悬浮球、伯努利原理、八音琴、风洞试验、尾翼、穿越火线、光控飞机、雅各布天梯、电磁加速

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