「コイルガン」はどのように機能しますか？

そのいわゆる「コイルガン」がどのように機能するのか疑問に思っていましたが、それが何をしているのかはわかっていますが、内部でどのように機能し、最終的には基本的なものを作成するのですか？また、どれだけのエネルギーが必要でしょうか？

コイルガンは一連のコイルであり、磁性材料で作られた導電性の発射体が通過すると、連続的にエネルギーが与えられます。

各ステージは、ソレノイドと同じ原理で動作します。電流ループは、その中心を通る磁束を誘導します。

導電性発射体が空芯電流ループに近づくと、2つのことが起こります。ループインダクタンスが増加し、発射体が磁化されます。磁化された発射体はループ磁場に引き付けられ、加速されます。近づくとインダクタンスが増加し、正のフィードバックループが完成するため、ループによって生成される発射体と磁場の引き寄せが増加します。

このプロセスは、発射体がコイルによって完全に囲まれたときにピークに達し、さらに移動するとループのインダクタンスが減少します。この時点で、ループを通る電流は突然オフになり、発射体がコイルの磁場への引力の継続によって減速することはありません。

これらは、あなたが興味を持っているように見える、コイルガンが動作する基本的な物理学の原理です。多くの実用的な実装があります。

まずウィキペディアを見てください。記事は興味深い出発点です。

私が見るところから、あなたはそれらを研究し始めたばかりなので、最良のスタートは電磁石を作ることです。この方法では、コイルガンは基本的に電磁石の特殊なケースであるため、プロジェクトに必要な計算に慣れることができます。必要な電流と電圧を計算させます。オン状態とオフ状態の間の遷移に必要なコイルと保護回路のインピーダンスに注意してください。線径や巻数などからコイルのインダクタンスを計算できるプログラムがあります。自分の所から掘り出したらすぐにリンクを掲載します。保護に関しては、インターネット上に電動機のチュートリアルがたくさんあります。どちらもコイルが主な問題なので、必要なものはかなり似ているはずです。

最も基本的な磁石を入手したら、時間をかけて、使用する発射体のタイプ、必要な範囲などを計算する必要があります。繰り返しになりますが、ウィキペディアが助けになりますが、インターネットには他にも多くの優れた情報源があります。必要な力が得られたら、使用したい電磁石のパラメータの計算を開始できます。

その後、いくつかの電磁石をすばやくオン/オフできる回路が必要になります。おそらく何らかのカウンターを使用できるので、デジタルエレクトロニクスでスキルをリフレッシュしたいと思うかもしれませんが、私はその分野での経験があまりないので、良いアドバイスはできません。Cプログラミングを行うので、マイクロコントローラーも興味深いでしょう。

もちろん、電源も必要です。大容量で大電流の低電圧コンデンサを使用する場合、電源は単純ですが、コンデンサの充電には時間がかかります。

YoutubeにAfrotechmodsと呼ばれるこの人がいて、電源、大きなコンデンサ、電子部品の致命的な故障についてのチュートリアルがあります。

このシナリオで見落とされがちなもう1つの側面は、内部接続ケーブルです。あなたはそれらがあなたがそれらを通過することを計画している流れを維持できることを確認すべきです。安全のために、必要な強力なケーブルを使用してください。

安全性の問題もあります。最善のアドバイスは、この分野で多くの経験を積んだ人に協力してもらうことです。先生がこのプロジェクトに関する情報を提供したくない理由を理解しています。コンデンサは簡単に爆発し、スーパーコンデンサはさらに爆発する可能性があるため、計算で電流を維持できるはずであることが計算でわかっていても（これは数日前に私に起こりました）、短絡が発生する可能性があります発火する可能性のある場所では、分離する必要があるデバイスの一部に触れたときに電源が入っていて、火傷などにつながる可能性があります。したがって、あなたへの私のアドバイスは、各コンポーネントがどのように故障する可能性があるか、それが故障したときの対応方法、およびそれに備える準備を研究することです。また、安全のために、必要なものよりも高い定格のコンポーネントを使用することをお勧めします。一部の新しいコンポーネントには、過電圧（加熱、電流）、短絡などに対する内部保護機能もあります。そのようなコンポーネントを入手できる場合は、それらを使用してください。

結局のところ、この回答ではわざとあいまいになっていることを付け加えておきます。私が作成した各ポイントは非常に広範であり、それ自体のためだけにいくつかの質問をすることができます。私の考えは、始める前に必要なものの概要を説明することでした。多くの調査を行う必要があります！

コイルガンは初めてなので、まずは2つの学習コースをお勧めします。まず、コイルガンが単なるインダクターである単なるソレノイドであることを理解してください。違いは、発射体の中央がコイルの中央に到達する直前にコイルをオフにすることです。これを理解するには、アンペアの法則とファラデーの帰納法をよく理解する必要があります。これら2つのことを理解したら、それはすべて実験の問題です。さらに、上記の安全対策に関するすべてのアドバイスを守ることは賢明であると私は言います。私はそれらのアドバイスを守らなかったために非常にほとんど負傷してきました。