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自制电磁炮教程(自制多级电磁炮电路图)

根据不同的原理和结构,可以将电磁炮所用的磁场力分为如下几种:

第一个问题:电能如何转化为动能

在诸多电影中电磁炮都被赋予上神器是光环,这被视为神器的电磁炮到底是如何去运行的?其实也并不那么神秘。今天这里给大家科普一些电磁炮的知识。并且聊一聊简易电磁炮系统的制作以及用到的材料。是的,你个人可以很容易的完成简易电磁炮系统的制作。

(1)“外电路直接提供的弹丸电流”在外磁场中受到的力。这种力既可以是排斥力,也可以是吸引力,如轨道炮应用。

(2)变化的磁场排斥良导体,即“弹丸感应电流”在外磁场中受到的力。弹丸电流不是由外电路直接提供,而是用电磁感应的方式产生。这种力一般为排斥力。如物理课本中的“跳环实验”、“感应炮应用”。

(3)磁场吸引铁器:铁磁材料(如钢、铁、铁氧体)制成的弹丸在外磁场中受的力。一般为吸引力,如磁阻炮应用。

根据上述原理的差别,可以把电磁炮的分类汇总如下:

感应炮原理图

第二个问题:如何理解“磁场中受到的力”

“外电路直接提供的弹丸电流”在外磁场中受的力——安培力

直流电流中的安培力

环形电流右手定则

用安培力即“弹丸电流在外磁场中受到的作用力”,可以更精确地解释磁阻炮的电磁力,思路如下。首先,外磁场显然是来自线圈的。然后,解释弹丸电流需要引入“磁化电流”的概念。参考下图,

弹丸表面的磁化电流

将铁磁介质放入外磁场,它的分子会产生和外磁场方向相同的分子磁场,考虑这些分子磁场对应的分子电流会发现:均匀磁化时,介质内部各处总是有相反方向的分子电流流过,会相互抵消;只有横截面边缘处的分子电流未被抵消,形成与横截面边缘重合的一层电流——磁化电流。

引入“磁化电流”的概念后,磁阻炮的电磁力就可以解释为“弹丸上的磁化电流在线圈产生的磁场中所受的安培力”。弹丸之所以受到吸引力,是因为铁磁体的磁化电流具有这样的方向——它所产生的磁场方向与外磁场相同,所以安培力方向朝向线圈。

第三个问题:电磁炮制作的材料和工具有哪些

以上的材料就可以打造一个简易电磁炮系统。

具体试验套件的来源与制作方法以及系统性电磁炮理论讲解,这短短一篇文章显得过于单薄。所以给大家推荐一本书——《你好,电磁炮》,具体的试验材料和成体系的知识这本书都能提供。

此书带有以上提到的电磁炮套件

成品的模样

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