Як працює «котушка»?


9

Мені було цікаво, як працює так звана «котушка», я знаю, що це робить, але мені було цікаво, як вона працює під кришкою і, зрештою, як зробити базовий? Також, скільки потрібно енергії?


1
Чи можете ви надати посилання, що описує саме те, про що ви думаєте? Є кілька пов'язаних конструкцій, які мають деякі відмінності.
AndrejaKo

Ну, це не особливо одна з них, але на youtube я бачу декілька (більш-менш потужних), які запускають металеві палички - зазвичай цвяхи. Головним чином, про що я запитую, чим сильніше вам потрібна одна котушка для створення однієї чи багатьох, а також як вона насправді працює, так як енергія передається для того, щоб ніготь рухався вперед. Також я блукав, чи буде краще мати високий струм або високу напругу. Я, очевидно, розумію, що це протилежність альтернатору, але я перебуваю в середньому і тільки почав їх вивчати. Як ви можете зрозуміти, мій вчитель фізики не сказав мені про котушки.
Олександр Кассань

Відповіді:


16

Котушка - це серія котушок, які послідовно напружуються як провідний снаряд, виготовлений з магнітного матеріалу, що проходить повз них.

котушка

Кожна стадія діє за аналогічними принципами соленоїда . Струмові петлі індукують магнітний потік через їх центр:
http://en.wikipedia.org/wiki/File:VFPt_Solenoid_correct2.svg

Коли провідний снаряд наближається до струмових петель повітряного стрижня, трапляються дві речі: збільшується індуктивність петлі і снаряд нагнічується . Потім намагнічений снаряд притягується до магнітного поля петлі, прискорюючись до нього. По мірі наближення індуктивність збільшується, завершуючи цикл позитивного зворотного зв'язку таким чином, що потяг на снаряд і магнітне поле, створене петлями, збільшується.
alt текст

Цей процес досягає піку, коли снаряд повністю закритий котушкою, де подальший хід зменшує індуктивність петлі. У цей момент струм через петлю різко вимикається, тому снаряд не буде гальмуватися його постійним притяганням до магнітного поля котушки.
alt текст alt текст Gif: WikiPedia

Це основні принципи фізики, за допомогою яких спрацьовує котушка, що, як видається, цікавить вас. Існує багато практичних реалізацій.


4

Спочатку подивіться на Вікіпедію . Стаття є цікавою відправною точкою.

З того, що я бачу, оскільки ви тільки почали їх вивчати, найкращим початком є ​​виготовлення електромагніту . Таким чином, ви можете ознайомитись з розрахунком, необхідним для вашого проекту, оскільки котушка - це в основному особливий випадок електромагніту. Я дозволю вам розрахувати, який струм і напруга вам потрібні. Просто майте на увазі імпеданс котушки та схеми захисту, необхідний для переходів між станами увімкнення та вимкнення. Існують програми, які можуть обчислювати індуктивність котушки на основі діаметра дроту, кількості витків тощо. Я опублікую посилання, як тільки перекопаю звідки дістав своє. Щодо захисту, то в Інтернеті можна знайти безліч навчальних посібників для електродвигунів. Те, що вам потрібно, має бути досить схожим, оскільки котушка є основною проблемою в обох.

Отримавши найосновніший магніт, вам слід витратити час, щоб обчислити, який тип снаряда ви будете використовувати, який діапазон ви хочете тощо. Знову Вікіпедія приходить на допомогу , але в Інтернеті є багато інших хороших джерел. Коли ви отримаєте необхідну силу, можете приступити до обчислення параметрів електромагнітів, які ви хочете використовувати.

Після цього вам знадобиться схема, яка може швидко включати і вимикати кілька електромагнітів. Можливо, ви захочете оновити свої навички цифровою електронікою, оскільки ви, напевно, могли використовувати для цього якийсь лічильник, але я не маю великого досвіду в цій галузі, тому не можу дати вам гарну пораду. Мікроконтролери також будуть цікаві, оскільки ви займаєтесь програмуванням на С.

Звичайно, вам знадобиться і джерело живлення. Якщо ви використовуєте конденсатори низької напруги з великою ємністю та великим струмом, у вас може бути просте джерело живлення, але для його заряджання конденсаторів знадобиться певний час.

У Youtube є цей хлопець під назвою Afrotechmods, який має кілька навчальних посібників щодо джерел живлення, великих конденсаторів та катастрофічних збоїв електронних компонентів.

Іншим аспектом у цьому сценарії, який легко помітити, є внутрішні кабелі зв'язку. Ви повинні переконатися, що вони можуть підтримувати струми, які ви плануєте провести через них. Для безпечності використовуйте більш міцні кабелі, які необхідні.

Існує також питання безпеки. Найкращою порадою було б залучити когось, хто має великий досвід у цій галузі, працювати з вами. Я розумію, чому ваш вчитель не хоче надати вам інформацію про цей проект. Конденсатори можуть легко вибухнути, а суперконденсатори ще більше, силові кабелі можуть танути і загорятися, навіть якщо ваші розрахунки показують, що вони повинні мати змогу витримати струм (це сталося зі мною кілька днів тому), ви можете отримати коротке замикання десь, що може запустити вогонь, частина пристрою, який слід ізолювати, може бути під напругою, коли ви торкаєтесь його, і це може призвести до опіків тощо. Тому моя порада вам - дослідити, як кожен компонент може вийти з ладу, як реагувати, коли він виходить з ладу, і бути готовим до цього. Крім того, було б корисно використовувати компоненти з більш високим рейтингом, ніж потрібний, просто для безпечності. Деякі нові компоненти також мають внутрішній захист від перенапруги (напруга, нагрівання, струм), короткого замикання тощо. Якщо ви можете отримати такі компоненти, використовуйте їх.

На закінчення я просто додам, що я навмисно невиразний у цій відповіді. Кожен із пунктів, які я висловив, дуже широкий і міг би зайняти кілька питань лише для себе. Моя ідея полягала в тому, щоб дати вам огляд того, що потрібно перед початком роботи. Вам потрібно буде зробити багато досліджень!


1

Оскільки ви новачок у рулонах, я б рекомендував почати два курси навчання. Спочатку зрозумійте, що котушки - це лише соленоїди, які є просто індукторами. Різниця полягає в тому, що ви вимикаєте котушку лише до того, як середина снаряда досягне середини котушки. Для того щоб зрозуміти це, вам потрібно добре зрозуміти закон Ампера та закон індукції Фарадея. Як тільки ти зрозумієш ці дві речі, то це все питання експерименту. Я б ще сказав, що прислухатися до всіх порад щодо запобіжних заходів вище, дійсно, мудре, оскільки я майже не раз отримував травми, не дотримуючись цих порад.

Використовуючи наш веб-сайт, ви визнаєте, що прочитали та зрозуміли наші Політику щодо файлів cookie та Політику конфіденційності.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.