tun cu plasmă electromagnetică
Pe conductor element de dl I. cu curent plasat într-un câmp magnetic cu inducție B. Ampere forță acționează dF [5]:
În cazul în care direcția de conductor de curent perpendicular pe câmpul magnetic, atunci:
Atunci când această direcție de acțiune forță perpendiculară atât pe direcția câmpului magnetic și direcția conductorului (determinat regula din stânga).
Conform legii a doua a lui Newton:
unde dm - elementul conductor de lungime dl în masă, d 2 x / dt 2 - accelerare.
Din (2) și (3) care exprimă greutatea densității și a volumului obținem.
în care r - densitatea materialului din care este confecționat conductorul. dV - elementul de volum.
Dacă este utilizat ca un fir de ghidare cu un diametru d. atunci.
Substituind (5) în (4) obținem:
Dacă accelerația firului făcut la o anumită distanță X. atunci, presupunând un câmp magnetic uniform (B = const) și curentul I constant, obținem viteza realizabilă.
Fie I = 1000 A, B = 3T. X = 0,03 m (3 cm). d = 0,0005 m (0,5 mm). r = 8960 kg / m3 (cupru). Apoi dx / dt = 320 m / s. Dacă înjumătățirea diametrul firului (0,25 mm), viteza atinsă va fi dublată și să fie de 640 m / sec.
În cazul în care firul în timpul curent timp de acțiune impuls pentru a se evapora din cauza efectului Joule, rezultatul poate fi obținut nor de plasmă se deplasează cu o viteză mai mare decât viteza sunetului în aer și la o rată comparabile gloanțe de zbor de arme de foc.
Necesară pentru topirea amplitudinii sinusoidale firului și durata impulsului de curent poate fi calculat cu ajutorul programelor dTWire [1].
2. pistol cu plasmă realizatsiyaprostoy tehnică a electromagnetice (EMI)
Pentru a testa prevăzute la alin. 1 argument a fost ușor de făcut cu EMF magnetică oh oh sisteme bazate pe magneți permanenți samariu-cobalt, o schiță, care este prezentată în Fig. 1.
Fig. 1. Proiectarea sistemului magnetic simplu pistol cu plasmă electromagnetice:
1 - magneți permanenți (2 buc P20h20h4 Sm-Co.);
2 - placă de oțel superior (oțel St3 2 mm grosime);
3 - placa de oțel inferior (oțel St3 2 mm grosime);
4 - fire (coajă) (razemeschena în decalajul sistemului magnetic este fixat în cleme, care conductorilor sunt simultan).
Între două plăci de oțel (2, 3) sunt dispuse magneți permanenți (1). Amploarea inducerii în decalajul sistemului magnetic de aproximativ 0,25 tesla. direcția câmpului este indicat de săgeți. În spațiul dintre plăci este fixat (prin intermediul clemelor) sârmă, care joacă rolul proiectilului. Înainte de a-țintă set pistol. Ansamblu pistol Aspectul prezentat în Fig. 2.
Fig. 2. Apariția unui pistol simplu de plasmă electromagnetice.
Sistemul magnet este montat pe panoul de textolit care prin grommets atașate bazei de plexiglas. Pe partea de sus a dispozitivului din motive de siguranță a incintei închise din plexiglas.
Firul este fixat prin cleme în fanta sistemului magnetic și bobina este conectată printr-un reactor la un generator puternic de impulsuri de curent [2 - 4]. Polaritatea de conectare trebuie să asigure evacuarea proiectilului către o țintă. Reactorul servește, în primul rând, pentru a limita amplitudinea curentului și, în al doilea rând, pentru a menține curentul în circuit (datorită auto-inducție), atunci când firul începe să se topească (arc și descărcare prin scânteie). Aspectul instalației este prezentată în Fig. 3.
Fig. 3. pistol cu plasmă simplă electromagnetică cu generator de impulsuri de curent unipolar puternice și a reactorului.
Atunci când se aplică un impuls de curent prin fir are loc bliț lumină strălucitoare și bumbac ascuțite ( „whiplash“). O parte a firului în stare topită și o parte în stare gazoasă este expulzat către o țintă. Feedback cupru pe plexiglas (polimetacrilat de metil) este prezentată în Fig. 4, cupru pe sticla - Fig. 5.
Fig. 4. Rezultatul efectului EMF: un înveliș - un fir de cupru, o tinta - plexiglass.
Fig. 5. Rezultatul acțiunii CEM: un proiectil - un fir de cupru, o țintă - sticlă.
În ciuda dimensiunii reduse a inducției magnetice în decalajul de sistem magnetic simplu EMI arme lucru confirma calculele făcute. Eliberarea vaporilor de metal de fapt, are loc într-o anumită direcție. Viteza de ejecție este destul de mare. Rezistența stratului de metal din sticlă sau polietilenă, astfel încât este dificil să se șteargă manual folosind vată sau țesut. Când este utilizat ca o placă de sticlă țintă se produce lovirea bucăți mici de sticlă.
Ulterior fi construit EMF cu un sistem magnet mai puternic (inducție până la 3 T), combinate cu reactor și pentru a testa diferite moduri care furnizează impulsuri de curent.
- Permanent magnet - obiectul de a crea un câmp magnetic, datorită propriilor curenți electrici elementare interne care curg fără o sursă de energie externă pentru materialul care constituie obiectul.
- inducție magnetică - vector este numeric egal cu relațiile limită de forță exercitată de câmpul magnetic de pe sârmă elementul cu un curent electric pentru produsul curentului și lungimea elementului conductor, în cazul în care lungimea acestui element tinde la zero, iar elementul amplasează în câmpul care această limită are cea mai mare valoare, și dirijată perpendicular pe direcția elementului conductor și la direcția forței care acționează asupra elementului de câmpul magnetic, în care capătul rotației sale pe cea mai mică distanță de la direcția forței la n element de regulă curent în conductorul de văzut care apar invers acelor de ceasornic.
- Generator de impulsuri - tensiune sau generator de impulsuri de curent.