Wie beeinflusst ein ferromagnetisches Objekt, das in eine Magnetspule eintritt, das Magnetfeld?

Also habe ich mich gefragt, wie man eine Coilgun herstellt, und ich sehe, dass eine gemeinsame Sache in einer Coilgun darin besteht, dass eine Spule schnell ein- und ausgeschaltet werden muss, bevor das Eisenprojektil zu weit geht und "gestoppt" wird. durch das elektromagnetische Feld.

Ich versuche herauszufinden, wie ich die Schaltung so steuern könnte, dass sich die Spule abschaltet, bevor das Projektil das Zentrum des Magnetfelds erreicht oder passiert, und ich fragte meinen Physiklehrer, der sagte, ich solle nach der Verwendung einer Sekundärseite suchen Spule.

Sein Vorschlag war, dass, wenn ich eine Sekundärspule um die als Elektromagnet fungierende Spule wickeln würde, wenn das Eisenprojektil durch die Primärspule (die um ein nichtleitendes PVC-Rohr gewickelt ist) hindurchgeht, es das Magnetfeld in a beeinflussen würde nachweisbare Weise.

Ich bin mir nicht ganz sicher, wie man diese Änderung erkennen würde – zum Teufel, ich bin mir nicht einmal sicher, was diese Änderung ist.

Kann mir das jemand einfacher erklären?

Welche erkennbare Änderung würde es im Grunde auf der Sekundärseite geben?

Und wäre es praktikabel, dies als Methode zu verwenden, um zu erkennen, wann ein Projektil in die Spule eintritt?

Antworten (1)

Eine zweite Spule ist wahrscheinlich eine gute Möglichkeit, das Passieren des Projektils zu erkennen. Wenn Sie zwei Spulen wie folgt um den Lauf gewickelt haben:

  Spule 1 Spule 2
==//////|===/////|===
  | | | |
  + GND AB

An Spule 1 wird eine Spannung angelegt, um das Projektil zu beschleunigen. Diese Beschleunigung wird durch eine Änderung des Magnetfelds in dieser Spule verursacht. Nehmen wir an, es geht nach rechts. Soll dadurch das Projektil nach rechts beschleunigt werden, muss das Magnetfeld des Projektils nach links gerichtet sein. Wenn sich dieses Projektil der Spule 2 von links nähert, verursacht es ein zunehmendes, nach links gerichtetes Magnetfeld in der Spule 2. Dies wiederum induziert eine Spannung in der Spule 2, die dem sich ändernden Magnetfeld entgegenwirkt. In Spule 2 fließt also ein Strom, der ein nach rechts gerichtetes Magnetfeld erzeugt. Je nachdem, wie Sie die Spule wickeln, erhalten Sie eine positive oder negative Spannung über Spule 2. Wenn sich das Projektil weiter entfernt, sehen Sie, dass die entgegengesetzte Spannung induziert wird, da das Magnetfeld des Projektils immer noch nach links gerichtet ist. nimmt aber an Umfang ab. Dies kann mit einem Voltmeter gemessen werden (die Leitungen an A und B anschließen), um den Effekt zu sehen. Wenn Sie diese Spannung verwenden möchten, um die erste Spule auszuschalten, müssen Sie eine Schaltung erstellen oder einen Mikrocontroller wie einen Arduino verwenden.

Lange Antwort kurz, in der obigen Konfiguration sehen Sie eine in der Sekundärspule induzierte Spannung, wenn sich das Projektil nähert, und die entgegengesetzte Spannung, wenn es sich weiter entfernt.

Okay, lassen Sie mich das klarstellen. Spule 1 induziert ein nach links gerichtetes Magnetfeld im Projektil, während Spule 1 eingeschaltet ist, und wenn sich das Projektil Spule 2 nähert, erzeugt es dasselbe Feld in Spule 2. Würde nicht auch Spule 1 dieses Magnetfeld induzieren? Und wenn Sie weiter weg sagen, meinen Sie weiter weg vom Zentrum des Magnetfelds von Spule 1, richtig? Sie meinen auch, dass Spule 2 neben Spule 1 liegt und nicht um Spule 1 gewickelt ist?
Das Projektil beschleunigt durch Spule 1 und bewegt sich auf Spule 2 zu, wodurch eine Spannung über Spule 2 erzeugt wird. Der Arduino kann diese Spannung erkennen und Spule 1 abschalten. Versuchen Sie, mit dem Abstand zwischen den Spulen zu experimentieren. Das Problem beim Platzieren von Spule 2 um Spule A besteht darin, dass das Magnetfeld der Spule das vom Projektil erzeugte Magnetfeld überwältigt. Deshalb schlage ich vor, Spule 2 weiter entlang des Laufs zu platzieren.