כיצד להכין רובה (מוסבר המדע): 17 שלבים

2024 מְחַבֵּר: John Day | [email protected]. שונה לאחרונה: 2024-01-30 09:16

אזהרה: קרא את השלבים "החשובים" כדי שלא תפגע בעצמך ולא תתחשמל אם תחליט לבצע את הגרסה המשופרת של אקדח המסילה

נוצר על ידי: Duncan Yee

סקירה כללית

הרעיון של אקדח מסילה מורכב מהנעת עצם מוליך לאורך 2 מסילות מוליכות עקב כוח מגנטי וכוח חשמלי. כיוון הכוח המניע נובע משדות אלקטרומגנטיים הנקראים כוח לורנץ.

חלקיק טעון הנע במהירות [V], דרך שדה חשמלי הניצב לשדה מגנטי [B], יחווה כוח [F], כפי שמתואר בתרשים מימין. תרשים זה ממחיש את כיוון כוח לורנץ בעזרת הכלל הימני.

במקרה של ניסוי זה, תנועת חלקיקים טעונים דרך שדה חשמלי היא זרימת המטען החשמלי הנע על פני חוט נחושת. השדה המגנטי נגרם באמצעות מגנטים ניאודימיום חזקים מאוד.

המשוואה היא אפוא המוצר הצלב: [F] = Il X [B]

אני - הנוכחי

l - אורך החוט

חלקים

מגנטים ניאודימיום מלבניים גדולים (PID של לי: 60012)

חוט נחושת 12AWD (PID של Lee: 22498)

סוללת 12V (PID של Lee: 81036)

קליפי תנין (PID של Lee: 690)

סכין Exacto (PID של Lee: 5457)

חותך אלכסוני (PID של Lee: 10383)

קרטון (סל המיחזור של לי)

אופציונלי: מצפן דיגיטלי (PID של Lee: 98411)

חלקים משפרים את העיצוב

קבלים של 450V 470uF (PID של Lee: 8604)

מיישר גשר 600V 35A (PID של Lee: 71096)

60VA שלב שנאי מבודד/למעלה מבודד (PID של Lee: 10501)

כבל חשמל (PID של Lee: 2995)

26 AWG Hook Up Wire (PID של Lee: 224007) או יותר קליפי תנין

קלטת חשמל (PID של Lee: 10564)

סופר דבק (PID של Lee: 4327)

חרוז פריט (PID של לי: 10812)

איטום סיליקון (PID של לי: 16028)

מודד דיגיטלי (PID של Lee: 10924)

שלב 1: הסרת חוטי הנחושת 12AWD והצבת המסילות

חותכים בעזרת סכין המדויק את מכסה הפלסטיק של חוט הנחושת. חותכים שתי רצועות חוטים באורך 2 רגל בעזרת החותך האלכסוני. חותכים עוד רצועת חוט אחת באורך 2 סנטימטרים שתשמש כאובייקט ההנעה. נחושת נבחרת כיוון שהיא מוליכה טובה של חשמל.

גוזרים 2 עיגולים קטנים מהקרטון ותוקעים חור למרכז העיגול. חבר את זה לקצות חוט 2 אינץ 'כדי לשמור אותו על שביל המוטות בזמן שהוא יורה.

נסה לא לכופף את החוטים כאשר אתה מחזיר אותם הביתה, כך שתוכל ליישר אותם כ'מסילות '. הציעו להם משהו שאינו מוליך חשמל כדי שלא יקצר. השתמשתי בשני סרגלים, אבל אתה יכול להשתמש בקרטון שנמצא בפח המיחזור של לי. מהדקים קליפ תנין ומשאיר את הקצה השני פנוי בכל קצוות המסילות.

שלב 2: גרימת השדה המגנטי (1)

עם גובה הסרגלים בהם השתמשתי, אני יכול להתאים 5 ממגנטים הניאודימיום המלבניים מתחת למסילות. ככל שערימת יותר מגנטים כך הכוח המגנטי חזק יותר. וודא שהמגנטים אינם נוגעים בחוטי הנחושת מכיוון שזה שוב יקצר את המסילות.

מכיוון שמגנטים הניאודימיום מורכבים מהקוטב הצפוני בצד אחד ומהקוטב הדרומי בצד השני, עורמים את הפנים כלפי מעלה.

שמור את המגנטים הפונים לאותו כיוון לאורך כל הניסוי הזה. הסר ערימת מגנטים לגובה הרצוי והנח אותם מתחת ובין שתי המסילות. מניחים ערימה נוספת קרוב ככל האפשר לאורך המסילות. הכוח המגנטי בין ערימות המגנטים הללו יתנגד זה לזה. החזקתי אותם במקום עם שני השליטים.

שלב 3: גרימת השדה המגנטי (2)

בשלב זה, איננו יודעים אם הכוח המגנטי מופנה כלפי מעלה או כלפי מטה. זה גם לא משנה. עם זאת, אתה יכול לקבוע את הכיוון בעזרת המצפן. הקוטב הצפוני של המצפן יופנה אל הקוטב הדרומי של המגנט. זה גם יגיד לך את כיוון הכוח המגנטי.

חשוב: זה באמת קשה להתמודד עם המגנטים האלה ואם הם יתנפצו זה לזה, הם יתנפצו בקלות ויישברו.

שלב 4: גרימת זרימת הטעינה החשמלית

הנח את חוט הנחושת המיושר בגודל 2 אינץ 'לאורך המסילות מעל אחת מערמת המגנטים. זה ייצור קצר על המסילות, אך כאן אנו רוצים שהמטענים החשמליים יזרום.

חבר את הקצוות הפנויים של קליפי התנין, אחד לקצה השלילי של מסוף הסוללה 12V ואחד לקצה החיובי. מוט 2 אינץ 'ינוע כעת. ניתן לקבוע את כיוון התנועה על ידי הכוחות שתוארו לעיל באמצעות הכלל הימני. אם לא השתמשת במצפן כדי לקבוע את כיוון הכוח המגנטי, תוכל לשנות בקלות את כיוון מוט ההנעה על ידי החלפת החיבורים למסוף הסוללה. שוב, ניתן לאשר זאת באמצעות המחשה של כלל הימין.

הסר את אחד החיבורים של קליפ התנין ממסוף הסוללות של 12V.

שלב 5: יריית הרובה

מקם את החוט להנעה בקצה אחד של המעקה בערך כרבע מעל ערימת המגנטים הראשונה. חבר מחדש את קליפ התנין למסוף הסוללה של 12V והחוט יורה.

… זה לא יירה בצורה מרשימה כפי שאתה יכול לראות שהחוט יונע רק למגנט הבא ולא יהיה לו כוח שיניע אותו בין המגנטים. אבל..

- - - - - - - - - - - - - שיפור הרכבת האקדח - - - - - - - - - - - - - - - - - -

שלב 6: גרימת השדה המגנטי

בעזרת מקל מטר חסון העשוי מחומר בלתי מוליך (עץ, פלסטיק) הדבק את ערימת המגנטים על אחד מצדיה בדבק סופר ועוטף אותה במקומה בעזרת סרט חשמלי. המתן לייבוש. כשהמגנטים פונים לאותו כיוון כמו העיצוב המקורי, חזור עם ערימת מגנטים נוספת ממש ליד הערימה הראשונה. זה עשוי להיות קצת קשה מכיוון שהמגנטים יתנגדו זה לזה. לגרום למישהו חזק לעשות את זה.

שוב, המתן לייבוש וחזור עד ששורת המגנטים תגיע לאורך המסילות. מניחים את מקל המטר מתחת ובין 2 המסילות כשהמגנטים בצד הנגדי. זה יגרום לשדה מגנטי לכל אורך המסילות ומאפשר להמשיך ולהניע את החוט קדימה.

שלב 7: הגדרת הטיל

הניחו את חרוז הפריט על משטח שטוח ומלאו את מחצית החרוז באיטום סיליקון והמתינו לייבושו. הדביקו את קצות החוט המונע למרכז הסיליקון והדביקו אותו במקומו בעזרת דבק סופר. וודא כי החוט ארוך מספיק בכדי לשמור על מגעו עם המסילות. זה ישמור את הטיל על שביל המסילות עם פחות חיכוך בהשוואה ללוח המשמש במקור.

הערה: ייתכן שיהיה עליך להשתמש בחרוז פריט גדול יותר כדי להגדיל את משקל הטיל אם הוא יסתיים כשהוא יורה.

שלב 8: הגדרת הקבלים

אפשר לראות את הקבלים שנבחרו כסוללה גדולה יותר. הסוללה כמו הקבל מחזיקה טעינה אשר יורדת מהר מאוד בהשוואה לסוללות רגילות הנמצאות בשימוש נפוץ (AA, AAA וכו '). קצב פריקה זה תלוי בקבוע הזמן; ככל שקבוע הזמן גדול יותר, כך הקבל יחזיק את המטען שלו זמן רב יותר.

הנוסחה של קבוע הזמן היא: [T] = R * C

[T] = קבוע זמן

R = התנגדות

C = קיבול (של הקבל)

מכיוון שהתנגדות הנחושת אינה יכולה להשתנות באופן דרסטי, כדי להגדיל את קבוע הזמן המאפשר להחזיק את המטען זמן רב יותר, אנו יכולים להגדיל את הקיבול של הקבלים על ידי חיבורם במקביל לחוט 26 AWG. הרצועה לאורך הקבל הנבחר מציגה סימן שלילי (-) כלומר הפוסט הקרוב אליה ביותר הוא העמוד השלילי. חבר אותם במקביל על ידי חיבור העמוד השלילי של קבל אחד למוצב השלילי של הבא. חזור על הפעולה עם הפוסט החיובי. זה יהיה שווה ערך לשימוש ב'סוללה 'אחת כמקור כוח כאשר הקיבול הוא סכום מספר הקבלים שבחרת לחבר.

הערה: 3 קבלים לא מספיקים להחזיק את הטעינה, אתה יכול להוסיף עוד לטעמך.

שלב 9: טעינת הקבלים (1)

הקבלים שבחרתי יכולים להכיל 450 וולט לכל היותר. כדי לטעון את הקבלים הללו, אנו מפעילים עליהם 450 וולט באמצעות הכוח המסופק משקע הקיר.

חשוב: בדוק את המתח המסופק על ידי המדינה שלך. זה יהיה 120 או 220 וולט AC. בקנדה הוא 120 וולט מה שאומר שאנחנו חייבים להכפיל את זה בערך ב -4 כדי להגיע ל -450 וולט.

באמצעות 2 קליפים תנין, חבר את קצות כבל החשמל לשנאי אחד ב- 0 ו -120. באמצעות 2 קליפים נוספים של תנין, חבר את קצות הקליפים לקצה השני של השנאי ב 0 ו- 220. יחס זה יכפיל את המתח מהקיר עד 1.8.

חבר את קצות קליפי התנין המגיעים מהשנאי הראשון לשנאי השני ב- 0 ו -120. באמצעות 2 קליפים נוספים של תנין, חבר את קצות הקליפים לקצה השני של השנאי ב -0 ו -220. הדבר יכפיל שוב את מתח ב 1.8 נותן סך של 3.6.

שלב 10: טעינת הקבלים (2)

חשוב: אל תיגע בקצות כבל החשמל, אחרת תתחשמל. עטפו את החוטים החשופים בעזרת סרט חשמל כך שלא תוכלו לגעת בהם. אין לגעת גם בקצות קליפי התנין המחוברים לשנאי.

שלב 11: טעינת הקבלים (3)

בדוק את המתח מקצות קליפי התנין המחוברים לקצות השנאי השני עם המולטימטר בהגדרה מעל 450V AC (קו מתפתל ליד ה- V, לא הקו הישר). המתח כאשר הוא מחובר לקיר יהיה נמוך מהצפוי בשל ההתנגדות של החוטים וכל מה שמחובר.

שלב 12: טעינת הקבלים (4)

מכיוון שהספק המגיע מהקיר הוא AC וצריך לטעון את הקבלים בספק DC (יש לו קוטביות חיובית ושלילית בקצותיו), אנו משתמשים במיישר הגשר כדי לשנות את כוח AC ל- DC. חבר את קצוות קליפי התנין מהשנאי השני ל -2 הסיכות האמצעיות של מיישר הגשר וודא שקליפי התנין אינם נוגעים באף אחד מהסיכות האחרות.

שלב 13: טעינת הקבלים (5)

הסמל מעל הסיכות החיצוניות של מיישר הגשר יהיה + או -. חבר אותם לקצות + ו - של הקבלים באמצעות עוד 2 קליפים של תנין.

שלב 14: טעינת הקבלים (6)

חבר את כבל החשמל לקיר והמתן 30 שניות בערך עד שהקבלים נטענו במלואם. נתק את כבל החשמל.

חשוב: אין לגעת בשני קצות הקבלים בו זמנית אחרת הדבר עלול להזיק. בדוק אם הקבלים טעונים במלואם באמצעות המולטימטר בהגדרה מעל 450V DC (קו ישר ליד ה- V, לא הקו המתפתל).

שלב 15: טעינת הקבלים (7)

הערה: ניתן לחבר את הקבלים בסדרה (פוסט שלילי לפוסט חיובי) כדי להגדיל את המתח של מקור החשמל שנוצר. השתמש באותו מספר קבלים עבור כל אחת מקבוצות הקבלים המחוברות במקביל (דוגמה: אם נבחרו 3 קבלים להתחבר במקביל בתמונה למטה, חבר את הסדרה עם קבוצות של 3 קבלים המחוברים במקביל עם סך הכל 6 קבלים.).

בדוגמה זו, 2 סטים של קבלים המחוברים במקביל מחוברים בסדרה עבור מקור כוח של 900 וולט. לכל קבוצה של קבלים המחוברים במקביל תהיה קיבולת כוללת של 940uF.

שלב 16: הגדרת הרובה

הגדר את הטיל מעל קצה אחד של המוט מעל חלק מהמגנט. חבר את הקצה השלילי של הקבל לאחד מקצות המסילה בעזרת קליפ תנין כמו הסוללה שהייתה בשימוש בעבר. בעזרת קליפ תנין אחר, חבר קצה אחד של הקליפ למעקה השני והשאיר את הקצה השני של הקליפ פנוי.

שלב 17: יריית הרובה

חבר את הקצה החיובי של הקבל לקצה החופשי של קליפ התנין המחובר למוט השני והקליע יירה.