نحوه ساخت اسلحه کمری (علم توضیح داده شده): 17 مرحله

2024 نویسنده: John Day | [email protected]. آخرین اصلاح شده: 2024-01-30 08:57

هشدار: مراحل "مهم" را بخوانید تا در صورت تصمیم به ساخت نسخه بهبود یافته اسلحه راه آهن به خود آسیب نرسانید یا دچار برق گرفتگی نشوید

ایجاد شده توسط: دانکن یی

بررسی اجمالی

مفهوم اسلحه راه آهن شامل حرکت یک شیء رسانا در امتداد 2 ریل رسانا به دلیل نیروی مغناطیسی و نیروی الکتریکی است. جهت نیروی پیشران به دلیل میدانهای الکترومغناطیسی است که نیروی لورنتز نامیده می شود.

یک ذره باردار که با سرعت [V] حرکت می کند ، از طریق میدان الکتریکی عمود بر میدان مغناطیسی [B] ، نیروی [F] را تجربه می کند ، همانطور که در نمودار سمت راست نشان داده شده است. این نمودار جهت نیروی لورنتز را با استفاده از قانون دست راست نشان می دهد.

در مورد این آزمایش ، حرکت ذرات باردار از طریق میدان الکتریکی ، جریان بار الکتریکی است که از طریق یک سیم مسی حرکت می کند. میدان مغناطیسی با آهنرباهای نئودیمیوم بسیار قوی ایجاد می شود.

بنابراین معادله محصول متقاطع است: [F] = Il X [B]

من - فعلی

l - طول سیم

قطعات

آهنرباهای نئودیمیوم مستطیلی بزرگ (PID لی: 60012)

سیم مسی 12AWD (PID لی: 22498)

باتری 12 ولت (PID لی: 81036)

گیره تمساح (PID لی: 690)

چاقوی دقیق (PID لی: 5457)

برش مورب (PID لی: 10383)

مقوا (سطل بازیافت لی)

اختیاری: قطب نما دیجیتال (PID لی: 98411)

قطعات بهبود طراحی

450V 470uF خازنها (PID لی: 8604)

600V 35A Bridge Rectifier (PID لی: 71096)

ترانسفورماتور 60VA Step Down/Up Isolated Transformers (PID Lee: 10501)

سیم برق (PID لی: 2995)

26 AWG Hook Up Wire (PID لی: 224007) یا بیشتر گیره تمساح

نوار الکتریکی (PID لی: 10564)

چسب فوق العاده (PID لی: 4327)

مهره فریت (PID لی: 10812)

درزگیر سیلیکونی (PID لی: 16028)

مولتی متر دیجیتال (PID لی: 10924)

مرحله 1: سفت کردن سیمهای مسی 12AWD و قرار دادن ریلها

با استفاده از چاقوی دقیق ، پوشش پلاستیکی سیم مسی را جدا کنید. دو نوار سیم را به طول 2 فوت با برش مورب برش دهید. یک نوار دیگر از سیم را به طول 2 اینچ برش دهید که بعنوان وسیله پیشران مورد استفاده قرار می گیرد. مس به عنوان رسانای خوب الکتریسیته انتخاب می شود.

2 دایره کوچک را از مقوا جدا کنید و یک سوراخ در مرکز دایره ایجاد کنید. این را به انتهای سیم 2 اینچی وصل کنید تا در حین شلیک در مسیر میله ها نگه داشته شود.

سعی کنید سیم ها را وقتی به خانه می آورید خم نکنید تا بتوانید آنها را به عنوان "ریل" راست کنید. با چیزی که برق را هدایت نمی کند به آنها کمک کنید تا کوتاه نشوند. من از 2 خط کش استفاده کردم ، اما شما می توانید از مقوایی که در سطل بازیافت لی وجود دارد استفاده کنید. یک گیره تمساح را بچسبانید و انتهای دیگر را در هر انتهای ریل آزاد بگذارید.

مرحله 2: القای میدان مغناطیسی (1)

با ارتفاع خط کش هایی که استفاده کرده ام ، می توانم 5 عدد آهنربای مستطیلی نئودیمیوم را در زیر ریل قرار دهم. هرچه آهن ربا بیشتر جمع کنید ، نیروی مغناطیسی قوی تری دارد. اطمینان حاصل کنید که آهن ربا به سیم های مسی برخورد نمی کند زیرا این امر دوباره باعث کوتاه شدن ریل ها می شود.

از آنجا که آهنرباهای نئودیمیوم از یک قطب شمال در یک طرف و قطب جنوب در طرف دیگر تشکیل شده است ، صورتها را به سمت بالا جمع کنید.

در طول این آزمایش آهنرباها را در یک جهت نگه دارید. یک دسته آهن ربا را به ارتفاع دلخواه بردارید و آنها را زیر و بین دو ریل قرار دهید. یک پشته دیگر را تا آنجا که ممکن است در امتداد ریل ها قرار دهید. نیروی مغناطیسی بین این دسته از آهنرباها با یکدیگر مخالف خواهد بود. من آنها را با دو فرمانروا در جای خود نگه داشتم.

مرحله 3: القای میدان مغناطیسی (2)

در این مرحله ، ما نمی دانیم که نیروی مغناطیسی به سمت بالا یا پایین هدایت می شود. همچنین مهم نیست. با این حال ، می توانید جهت را با قطب نما تعیین کنید. قطب شمال قطب نما به سمت قطب جنوب آهن ربا خواهد بود. این همچنین جهت نیروی مغناطیسی را به شما می گوید.

مهم: کنترل این آهنرباها واقعاً سخت است و اگر آنها به یکدیگر برخورد کنند ، به راحتی خرد می شوند و می شکنند.

مرحله 4: القای جریان بار الکتریکی

سیم مسی 2 اینچی راست شده را در امتداد ریلها در بالای یکی از دسته آهنرباها قرار دهید. این یک اتصال کوتاه روی ریل ایجاد می کند ، اما در اینجا ما می خواهیم بارهای الکتریکی جریان پیدا کنند.

انتهای آزاد گیره تمساح را یکی به انتهای منفی پایانه باتری 12 ولت و یکی را به انتهای مثبت متصل کنید. میله 2 اینچی اکنون حرکت می کند. جهت حرکت را می توان با نیروهای توصیف شده در بالا با استفاده از قانون دست راست تعیین کرد. اگر از قطب نما برای تعیین جهت نیروی مغناطیسی استفاده نکرده اید ، می توانید به راحتی جهت میله پیشران را با تعویض اتصالات به پایانه باتری تغییر دهید. باز هم ، این را می توان با نشان دادن قانون دست راست تأیید کرد.

یکی از اتصالات گیره تمساح را از پایانه باتری 12 ولت بردارید.

مرحله 5: شلیک اسلحه کمری

سیم مورد نیاز را در یک سر ریل حدود 1 ربع بالاتر از اولین دسته آهنرباها قرار دهید. گیره تمساح را به پایانه باتری 12 ولت وصل کنید تا سیم شلیک کند.

… این به طرز چشمگیری شلیک نمی شود ، زیرا می بینید که سیم فقط به آهن ربای بعدی رانده می شود و هیچ نیرویی نخواهد داشت که آن را در بین آهن ربا حرکت دهد. ولی..

- - - - - - - - - - - - - - - بهبود راه آهن - - - - - - - - - - - - - - - - - -

مرحله 6: القای میدان مغناطیسی

با استفاده از یک چوب متری محکم ساخته شده از مواد غیر رسانا (چوب ، پلاستیک) ، قطعه آهن ربا را با چسب فوق العاده به یکی از طرفین آن بچسبانید و با نوار برقی در محل خود بپیچید. صبر کنید تا خشک شود. در حالی که آهن ربا در جهت یکسانی با طرح اصلی قرار دارد ، این کار را با یک دسته دیگر آهن ربا دقیقاً در کنار اولین دسته انجام دهید. این ممکن است کمی دشوار باشد زیرا آهن ربا با یکدیگر مخالف خواهند بود. یکی را قوی کنید تا این کار را انجام دهد.

دوباره صبر کنید تا خشک شود و این کار را تکرار کنید تا ردیف آهنربا به طول ریل برسد. چوب متر را در زیر و بین 2 ریل و آهن ربا را در طرف مقابل قرار دهید. این امر باعث ایجاد میدان مغناطیسی در تمام طول ریل ها می شود که باعث می شود سیم به جلو حرکت کند.

مرحله 7: راه اندازی پرتابه

مهره فریت را روی یک سطح صاف قرار دهید و نیمی از مهره را با درزگیر سیلیکونی پر کنید و منتظر بمانید تا خشک شود. انتهای سیم را که به مرکز سیلیکون رانده می شود بچسبانید و آن را با چسب فوق العاده در جای خود بچسبانید. اطمینان حاصل کنید که سیم به اندازه کافی بلند است تا تماس خود را با ریل ها حفظ کند. این امر باعث می شود که پرتابه در مقایسه با مقوایی که در ابتدا استفاده می شد با اصطکاک کمتری در مسیر ریل ها قرار بگیرد.

توجه: ممکن است برای افزایش وزن پرتابه از مهره فریت بزرگتری برای افزایش وزن آن استفاده کنید.

مرحله 8: راه اندازی خازن ها

خازن های انتخاب شده را می توان باتری بزرگتری در نظر گرفت. خازن شبیه به باتری در مقایسه با باتری های معمولی که معمولاً استفاده می شوند (AA ، AAA و غیره) بسیار سریع شارژ می کند. این میزان تخلیه بستگی به ثابت زمان دارد. هرچه ثابت زمان بزرگتر باشد ، خازن مدت زمان بیشتری شارژ خود را نگه می دارد.

فرمول ثابت زمان این است: [T] = R * C

[T] = ثابت زمان

R = مقاومت

C = خازن (خازن)

از آنجا که مقاومت مس نمی تواند به شدت تغییر کند ، برای افزایش ثابت زمان که باعث می شود بار بیشتر نگه داشته شود ، می توان با اتصال موازی با سیم 26 AWG ، ظرفیت خازن ها را افزایش داد. نوار در امتداد خازن انتخاب شده علامت منفی (-) را نشان می دهد ، بدین معنی که پست نزدیک به آن ، پست منفی است. با اتصال پست منفی یک خازن به پست منفی خازن دیگر ، آنها را به طور موازی متصل کنید. این کار را با پست مثبت تکرار کنید. این معادل استفاده از 1 "باتری" به عنوان منبع تغذیه خواهد بود که ظرفیت آن مجموع تعداد خازن هایی است که برای اتصال انتخاب می کنید.

توجه: ممکن است 3 خازن برای نگه داشتن شارژ کافی نباشد ، می توانید مقدار بیشتری را به دلخواه اضافه کنید.

مرحله 9: شارژ خازنها (1)

خازن هایی که من انتخاب کرده ام می توانند حداکثر 450 ولت را نگه دارند. برای شارژ این خازن ها ، ما 450 ولت را با استفاده از برق تامین شده از پریز دیواری به آنها وصل می کنیم.

مهم: ولتاژ ارائه شده توسط کشور خود را بررسی کنید. یا 120 یا 220 ولت AC خواهد بود. در کانادا 120 ولت است ، به این معنی که ما باید آن را تقریباً 4 ضرب کنیم تا به 450 ولت برسیم.

با استفاده از 2 گیره تمساح ، انتهای سیم برق را به یک ترانس در 0 و 120 وصل کنید. با استفاده از 2 گیره تمساح دیگر ، انتهای گیره ها را به سر دیگر ترانس در 0 و 220 وصل کنید. این نسبت ولتاژ را چند برابر می کند از دیوار 1.8

انتهای گیره های تمساح از ترانسفورماتور اول به ترانس 2 در 0 و 120 وصل کنید. با استفاده از 2 گیره تمساح دیگر ، انتهای گیره ها را به انتهای دیگر ترانس در 0 و 220 وصل کنید. این امر بار دیگر ولتاژ 1.8 و در مجموع 3.6.

مرحله 10: شارژ خازنها (2)

مهم: به انتهای سیم برق دست نزنید وگرنه دچار برق گرفتگی می شوید. سیم های در معرض دید را با استفاده از نوار برقی بپیچید تا نتوانید آنها را لمس کنید. انتهای گیره تمساح متصل به ترانس را نیز لمس نکنید.

مرحله 11: شارژ خازنها (3)

ولتاژ انتهای گیره های تمساح متصل به انتهای ترانسفورماتور دوم را با مولتی متر در تنظیمات بالای 450 ولت AC آزمایش کنید (خط کج در کنار V ، نه خط مستقیم). ولتاژ هنگام اتصال به دیوار به دلیل مقاومت سیم ها و همه چیز متصل ، کمتر از حد انتظار خواهد بود.

مرحله 12: شارژ خازنها (4)

از آنجایی که نیرویی که از دیوار می آید AC است و خازن ها باید با جریان DC شارژ شوند (در انتهای آن قطبیت مثبت و منفی دارد) ، ما از یکسو کننده پل برای تغییر قدرت AC به DC استفاده می کنیم. انتهای گیره تمساح را از ترانسفورماتور دوم به 2 پین میانی یکسو کننده پل متصل کنید تا مطمئن شوید که گیره تمساح به هیچ کدام از پین های دیگر دست نمی زند.

مرحله 13: شارژ خازنها (5)

نماد بالای پین های خارجی یکسو کننده پل یا + یا -خواهد بود. با استفاده از 2 گیره تمساح دیگر ، آنها را به انتهای + و - خازنها وصل کنید.

مرحله 14: شارژ خازنها (6)

سیم برق را به دیوار وصل کنید و حدود 30 ثانیه صبر کنید تا خازن ها به طور کامل شارژ شوند. سیم برق را جدا کنید.

مهم: دو سر خازن ها را همزمان لمس نکنید در غیر این صورت ممکن است صدمه ببیند. آزمایش کنید که آیا خازن ها با استفاده از مولتی متر در تنظیمات بالاتر از 450 ولت DC شارژ می شوند (خط مستقیم در کنار V ، نه خط پیچیده).

مرحله 15: شارژ خازنها (7)

توجه: برای افزایش ولتاژ منبع قدرت ایجاد شده ، می توانید خازن ها را به صورت سری (پست منفی به پست مثبت) متصل کنید. برای هر یک از مجموعه های موازی متصل خازنها از تعداد یکسانی خازن استفاده کنید (به عنوان مثال: اگر در تصویر زیر 3 خازن برای اتصال موازی انتخاب شده اند ، سری را با مجموعه ای از 3 خازن متصل به موازات با مجموع 6 خازن وصل کنید.)

در این مثال ، 2 مجموعه خازن متصل به موازات به صورت سری برای منبع تغذیه 900 ولت متصل می شوند. هر مجموعه خازن متصل به موازی دارای ظرفیت خالص 940uF است.

مرحله 16: راه اندازی تفنگ حمل بار

پرتابه را در بالای یک سر میله بالای قسمتی از آهنربا قرار دهید. انتهای منفی خازن را با یک گیره تمساح مانند باتری قبلاً استفاده شده به یکی از انتهای ریل وصل کنید. با استفاده از گیره تمساح دیگر ، یک سر گیره را به ریل دیگر وصل کنید و سر دیگر گیره را آزاد بگذارید.

مرحله 17: شلیک اسلحه کمری

انتهای مثبت خازن را به انتهای آزاد گیره تمساح متصل کنید که به میله دیگر متصل است و پرتابه شلیک می کند.