Application de canon gaussien. Travail de recherche

Canon de Gauss. Travaux de recherche des élèves de la classe 9 "A" Oleg Kurichin et Konstantin Kozlov.

Le Gauss Cannon est le nom le plus courant pour un appareil dont le principe de fonctionnement est basé sur l'utilisation d'un puissant électro-aimant pour accélérer des objets. Habituellement, un électro-aimant est constitué d'un noyau ferromagnétique sur lequel est enroulé un fil (ci-après dénommé enroulement). Lorsque le courant traverse l'enroulement, un champ magnétique est généré.

Un canon gaussien se compose d'un solénoïde avec un canon à l'intérieur (généralement constitué d'un diélectrique). Un projectile (fait de ferromagnétique) est inséré dans une extrémité du canon. Lorsqu'un courant électrique circule dans le solénoïde, un champ magnétique apparaît, qui accélère le projectile, le "attirant" dans le solénoïde. Dans ce cas, le projectile reçoit une charge aux extrémités du pôle qui est symétrique aux charges aux pôles de la bobine, grâce à laquelle, après avoir traversé le centre du solénoïde, le projectile est attiré dans la direction opposée, c'est-à-dire qu'il est décéléré.

Mais si, au moment où le projectile passe au milieu du solénoïde, le courant est coupé, le champ magnétique disparaîtra et le projectile s'envolera de l'autre extrémité du canon. Lorsque la source d'alimentation est éteinte, un courant d'auto-induction est généré dans la bobine, qui a le sens opposé du courant et inverse donc la polarité de la bobine.

Cela signifie que lorsque la source d'alimentation est soudainement coupée, le projectile qui a traversé le centre de la bobine sera repoussé et accéléré davantage. Sinon, si le projectile n'a pas atteint le centre, il sera ralenti. Pour le plus grand effet, l'impulsion de courant dans le solénoïde doit être de courte durée et puissante.

Typiquement, des condensateurs électriques avec une tension de fonctionnement élevée sont utilisés pour obtenir une telle impulsion. Les paramètres de l'enroulement, du projectile et des condensateurs doivent être coordonnés de telle manière qu'une fois tiré, au moment où le projectile approche du milieu de l'enroulement, le courant dans ce dernier ait déjà le temps de diminuer jusqu'à une valeur minimale (c'est-à-dire , la charge des condensateurs aurait déjà été complètement consommée). Dans ce cas, l'efficacité d'un canon gaussien à un étage sera maximale.

Les installations avec un seul serpentin sont généralement peu performantes. Afin d'atteindre une vitesse de vol vraiment élevée du projectile, il est nécessaire d'assembler un système dans lequel les bobines s'allumeront alternativement, tirant le projectile, et s'éteindront automatiquement lorsqu'il atteint le milieu de la bobine. La figure montre une variante d'une installation similaire avec plusieurs bobines.

Le canon de Gauss présente des avantages en tant qu'arme que les autres types d'armes légères n'ont pas. C'est l'absence de douilles et le choix illimité de la vitesse initiale et de l'énergie de la munition, ainsi que la cadence de tir du canon, la possibilité d'un tir silencieux (si la vitesse du projectile ne dépasse pas la vitesse de son), y compris sans changer le canon et les munitions, un recul relativement faible (égal à la quantité de mouvement du projectile qui s'est envolé, il n'y a pas d'impulsion supplémentaire des gaz en poudre ou des pièces mobiles), théoriquement, une plus grande fiabilité et durabilité, ainsi que la capacité de travailler dans n'importe quelles conditions, y compris dans l'espace extra-atmosphérique.

Naturellement, les militaires sont intéressés par de tels développements. En 2008, les Américains ont assemblé le canon EMRG. En voici un peu plus : 02. 2008 Le canon électromagnétique le plus puissant du monde a été testé. L'US Navy a testé le canon électromagnétique le plus puissant au monde, l'EMRG, sur un terrain d'essai en Virginie. Le canon EMRG, créé pour les navires de surface, est considéré comme une arme prometteuse de la seconde moitié du 21e siècle. Tout d'abord, parce que cet appareil, sans l'aide d'une charge de poudre, confère au projectile une vitesse de 9 000 km / h, ce qui est plusieurs fois supérieur à la vitesse du son. Le projectile prend cette vitesse en volant à travers le puissant champ électromagnétique créé par le canon. Le pouvoir destructeur d'un tel projectile est également très élevé. Lors des tests, en raison de l'énergie cinétique élevée, le projectile a complètement détruit l'ancien bunker en béton. Cela signifie qu'à l'avenir, pour détruire de tels objets, vous pourrez abandonner les explosifs. De plus, un projectile à accélération électromagnétique est capable de couvrir un trajet plus long que les projectiles conventionnels - jusqu'à 500 km. Eh bien, et le principal avantage du canon électromagnétique est que ses obus ne sont pas explosifs, ce qui signifie qu'ils sont plus sûrs. En plus de cela, il ne laisse pas derrière lui une douille contenant une poudre ou une charge chimique.

Cependant, il n'y a pas que l'armée américaine qui construit des canons de Gauss. Il n'y a pas si longtemps, Alan Parek a monté son propre gréement. Il lui a fallu 40 heures et 100 euros pour le créer. Le pistolet pèse 5 kg, est conçu pour 14 coups et dispose d'un mode de tir semi-automatique. Voici une photo de cette installation.

Cependant, malgré l'apparente simplicité du canon de Gauss et ses avantages, son utilisation comme arme se heurte à de sérieuses difficultés. La première difficulté est la faible efficacité de l'installation. Seulement 1-7% de la charge du condensateur est transféré dans l'énergie cinétique du projectile. Cet inconvénient peut être partiellement compensé en utilisant un système d'accélération de projectile à plusieurs étages, mais dans tous les cas, le rendement atteint rarement même 27%. Par conséquent, le canon de Gauss est inférieur à la puissance du tir, même avec des armes pneumatiques. La deuxième difficulté est une consommation d'énergie élevée (due à un faible rendement) et un temps de recharge suffisamment long des condensateurs, ce qui oblige à transporter une source d'alimentation (généralement une batterie rechargeable puissante) avec le pistolet Gauss. Il est possible d'augmenter considérablement l'efficacité si des solénoïdes supraconducteurs sont utilisés, mais cela nécessitera un système de refroidissement puissant, ce qui réduira considérablement la mobilité du canon gaussien. La troisième difficulté découle des deux premières. Il s'agit d'un grand poids et dimensions de l'installation, avec son faible rendement.

Nous avons également assemblé une configuration similaire à l'aide d'un tube de verre d'environ 1 m de long, d'une inductance de 100 tours et de 3 condensateurs d'une capacité de 58 microns chacun. F (tout cela a été trouvé dans le bureau de physique).

Nous avons rassemblé diverses options d'installation et essayé d'établir quelle forme de projectile serait la plus appropriée pour le tir. Projectile L 1 cm 2 cm 3 cm 4 cm Tir L 1,5 m 3,14 m 3,2 mm Projectile D 1 cm 0,5 cm 1 mm L tir 1,87 m 2, 87 m 3, 21 m 2 , 5 m Tableau 2. La longueur du projectile change (l'épaisseur est constante). 0,5 mm Tableau 3. L'épaisseur du projectile change (longueur L = 3 cm, le meilleur de l'expérience précédente).

Notre deuxième objectif était de savoir combien de tours dans la bobine de l'installation et quelle capacité des condensateurs permettront au projectile de voler au mieux. 174 100000 C 58 116 μ condensat μ μ μ. Ф Ф R Ф Ф Tir L 0,9 m 1,7 m 3,1 m 0,6 m Tours N 0,2 m 100 pcs Tir L 3,07 m 200 pcs 300 pcs 400 pcs 2. 84 m 2,7 m 2,56 m

Les meilleures caractéristiques du projectile et de l'installation dans les précédents Vous pouvez voir que les meilleures caractéristiques des tableaux ont été surlignées en rouge. sont au « milieu », entre le plus grand et le plus U 40 à 80 à 160 à 220 aux plus petites valeurs. condensation C'est assez facile à expliquer. sator Le temps de décharge complète du condensateur est égal au quart de la période. Par conséquent, ayant une grande capacité, le condensateur sera de L 1 m 1,7 m 3,3 m 3, 21 m de long décharge. En conséquence, nous obtiendrons une petite portée de tir du projectile. la En outre, l'installation, qui a une faible tension du condensateur, a par conséquent une grande capacité, ce qui, comme mentionné ci-dessus, affecte la portée du projectile. ...

Comme vous pouvez le voir sur le tableau, la longueur du canon ne joue pas ici un rôle particulier. L projectile 1, 7 cm 0, 5 m 1 m L shot 3, 01 m 2, 98 m 3, 08 m Pourtant, l'un des objectifs de nos recherches a été atteint - nous avons découvert quelles caractéristiques de la bobine et du projectile permettraient ce dernier pour voler le plus loin ... Comme déjà mentionné, il s'agit de la capacité des condensateurs à 174 microns. Ф, longueur de canon 1 m et 100 tours dans la bobine. Nous avons pris la tension des condensateurs 220 V. Le clou utilisé comme projectile mesure environ 1 mm de diamètre et 3 cm de longueur.

Après toutes les recherches, nous avons réalisé ce qui suit : La possibilité de l'existence du canon de Gauss a été prouvée, ce qui signifie que le but de la recherche a été atteint.

Travail de certification d'un étudiant de stages de perfectionnement sur
programme:
« Activités de conception et de recherche en tant que
méthode de formation des résultats du métasujet
formation dans le cadre de la mise en œuvre de la norme éducative de l'État fédéral "
Rudenko Nadejda Harisovna
Nom de famille,
Prénom Nom,
nom et patronyme
patronyme
Gymnase MBOU 10 LIK, Nevinnomyssk
Éducatif
Établissement d'enseignement,
établissement, quartier
quartier
Sur le thème de :
Projet de physique "Gaus Cannon"
1

Développement méthodique d'un projet en physique

Les activités du projet visant à identifier et
création de nouveaux objets des phénomènes du monde environnant,
différentes dans leurs caractéristiques et propriétés de
célèbre.
MBOU Gymnasium 10 LIK est une école pour enfants et
adolescents à haut niveau intellectuel
capacités. Dès les classes élémentaires, les élèves activement
créer des projets et choisir des projets de physique en 7e année
, à la fois en classe et dans le travail parascolaire. Annuel
organiser une semaine créative en décembre et
les marathons intelligents aident à créer
projets variés et intéressants. Les étudiants activement
participer annuellement à l'inter-projet "Amazing World
Physique », où se créent des projets et des projets créatifs. Annuel
les étudiants défendent leurs projets en ville et en région
conférences scientifiques et pratiques d'écoliers.
2

Un exemple des composantes de l'environnement pédagogique du gymnase MBOU 10 LIK

Marathon intellectuel
Semaine créative
Leçon de recherche
Recherche éducative
spécialisation
Mise en œuvre de projets individuels
Conférence scientifique et pratique
3

4

Objectifs du projet "Gaus-Cannon"
Comprendre l'image physique du fonctionnement du canon ;
Analyser des informations sur des œuvres similaires,
Sélectionner et préparer le matériel nécessaire;
Tâches:
.Réalisation de l'installation du canon de Gauss.
Déterminer expérimentalement la dépendance de la vitesse
projectile de masse
Déterminer expérimentalement la profondeur de pénétration
pâte à modeler en fonction de la vitesse et de la masse du projectile
Hypothèse : est-il possible de créer le fonctionnement le plus simple
une maquette de canon gaussien en milieu scolaire ?
5

6

7

Schéma d'un canon de Gauss

Capacité du condensateur = 1000 F, tension 450 V, lampe 40 watts,
bobine, 2 semi-conducteurs 1N4007, VS1, alimentation - 1,5 V.
En utilisant ce schéma, un canon de Gauss a été assemblé

Principe de fonctionnement

Un canon de Gauss se compose d'une bobine avec un canon à l'intérieur. Dans l'un des
un projectile est inséré aux extrémités du canon. Lorsqu'un courant électrique passe dans
un champ magnétique apparaît sur la bobine, ce qui accélère le projectile, "attirant"
à l'intérieur de la bobine.
L'un des principaux éléments d'un canon gaussien est un
condensateur. Connaissant l'énergie des condensateurs, vous pouvez trouver
l'énergie cinétique approximative du projectile - ou simplement
la puissance du futur accélérateur magnétique ..
Pour le plus grand effet, l'impulsion de courant dans la bobine doit être
éphémère et puissante. En règle générale, pour obtenir une telle impulsion
des condensateurs électrolytiques haute tension sont utilisés.
Les paramètres des bobines accélératrices, du projectile et des condensateurs doivent être
coordonné de telle manière que lorsqu'il est tiré avant l'heure d'arrivée
le projectile à la bobine, l'induction du champ magnétique dans la bobine était maximale,
mais au fur et à mesure que le projectile s'approchait, il tombait brusquement.
C'est le temps pendant lequel la FEM de l'inducteur augmente jusqu'à
valeur maximale (décharge complète du condensateur) et complètement
tombe à 0. T = P√LC
L - inductance, C - capacité

LOIS DE LA PHYSIQUE ET FORMULES
Energie cinétique du projectile
m est la masse du projectile ; v - sa vitesse
Énergie stockée dans le condensateur
U - tension du condensateur
C-capacité du condensateur
Selon la loi de conservation de l'énergie, l'énergie
stocké dans le condensateur se transforme en
énergie cinétique du projectile.

Ensuite, la vitesse du projectile est déterminée par la formule :

V = 0,07 U C / m
(en tenant compte de l'efficacité maximale = 7%)
Nous avons décidé de ne pas changer la tension et la capacité électrique,
changer les masses de projectiles et explorer le changement
vitesse des projectiles.
Pour ce faire, nous avons décidé de percer la pâte à modeler avec des coquillages.
ATR = FTP × S
ATR - travail de la force de frottement
FТР - force de frottement

S = mv2 / 2 FTP

Création

Les conceptions les plus simples peuvent être assemblées à partir de
matériaux même avec des connaissances scolaires en physique.

NOTRE PROCESSUS DE TRAVAIL
Notre canon de Gauss
Et voici les tests eux-mêmes
Les amis aideront toujours

Expérience 1 :

Comment la vitesse du projectile dépend de la masse
Après avoir mené des expériences avec différentes masses de projectiles 2g et 6g
en tenant compte du rendement de 7%, nous avons obtenu des vitesses de 2,25 et 1,3 m/s
V = 0,07 U√C / m
Capacité électrique
condensateur
uF
Tension
Volt
Poids du projectile
gramme
Vitesse
coquilles
SP
1000
1000
450
450
2
6
2,25
1,3
Conclusion : avec une augmentation de la masse du projectile, sa vitesse
diminué.

Expérience 2. Pénétration de coquilles de différents poids de pâte à modeler

ATR = FTP × S
ATR - travail de la force de frottement
FТР - force de frottement
Épaisseur S du poinçonnage de la pâte à modeler
S = mv2 / 2 FTP
Ils ont percé de la pâte à modeler avec des balles de 2 g et 6 g ont mesuré la profondeur
perforation. Il est passé de 1 cm à 0,5 cm

Application

A des fins pacifiques
A des fins militaires
En tant qu'installation amateur

LIMITES
Grandes tailles d'installation
Consommation d'énergie élevée

Ainsi, aujourd'hui le canon de Gauss n'a pas
perspectives comme une arme, car il est considérablement
inférieur aux autres types d'armes légères fonctionnant
sur d'autres principes. Cependant, une configuration comme un canon
Gaussien, utilisable dans l'espace
l'espace, puisque sous vide et apesanteur
bon nombre des inconvénients de telles installations sont compensés.
En particulier, dans les programmes militaires de l'URSS et des USA
la possibilité d'utiliser des installations a été envisagée,
similaire au canon de Gauss, sur des satellites en orbite pour
destruction d'autres engins spatiaux ou objets
à la surface de la terre.

GAUSS GUN DANS LA LITTÉRATURE ET LES JEUX VIDÉO
Assez souvent dans la littérature de science-fiction
du genre, le canon de Gauss est mentionné. Un exemple d'une telle
littéraire
les œuvres sont des livres
de la série "S.T.A.L.K.E.R."
écrit sur une série de jeux
S.T.A.L.K.E.R., où le canon de Gauss
était l'un des plus puissants
types d'armes. Mais le premier canon de la science-fiction
Gauss a fait de Harry Garrison une réalité dans son
le livre "La revanche du rat d'acier".

Aujourd'hui, presque tous les écoliers (moi compris) sont friands de jeux vidéo et
le canon de Gauss y est activement utilisé.
Dans les jeux vidéo Halo 2, Crimsonland, Warzone 2100, S.T.A.L.K.E.R, Crysis, B Ogame cannon
Gaussa est une puissante structure défensive.
Le jeu Crimsonland propose un fusil Gauss qui tire silencieusement.
V
jeu S.T.A.L.K.E.R. Le canon de Gauss a une puissance énorme et se recharge lentement.
Fusil Crysis
Gauss
maximum de dégâts.
est
un tireur d'élite
arme,
infliger

Conclusions des élèves : J'ai rencontré les découvreurs des effets électromagnétiques ; Appris à mener des recherches physiques ; Démonter

Conclusions des élèves :
J'ai rencontré les pionniers de l'électromagnétique
impacter;
Appris à mener des recherches physiques ;
Comprendre le principe de fonctionnement du canon de Gauss et créer son agencement
à la maison;
Expériences menées : la dépendance de la vitesse du projectile sur son
masse, profondeur de pénétration de la pâte à modeler, en fonction de
énergie cinétique des projectiles;
Il y a eu quelques difficultés à créer la mise en page, mais en général pour
mon travail était très excitant et intéressant ;
J'étais convaincu que créer un canon de Gauss de mes propres mains peut même
Élève de 7e.
Après avoir terminé le travail, j'ai pensé que le temps
dépensé pour les jeux vidéo est mieux dépensé pour étudier la physique et
créer des modèles de vos propres mains.

Un rôle particulier dans la mise en forme
UUD éducatif joue le travail des gars sur
projets, préparation pour parler à
conférence annuelle. Au coeur de ce
méthode réside dans le développement de la cognition
compétences des élèves, compétences en autonomie
construire vos connaissances, compétences
naviguer dans les informations
l'espace, le développement de la critique et
la pensée créative.
22

La méthode projet est toujours centrée sur
activité indépendante des élèves, individuel, binôme, groupe,
que les élèves complètent au cours
une certaine durée. Cette sorte
le travail se combine organiquement avec le groupe
Activités. La méthode projet est toujours
consiste à résoudre un problème,
qui offre, d'une part,
utiliser dans l'ensemble
diverses méthodes, supports pédagogiques,
d'autre part, cela implique la nécessité
intégration des connaissances, des compétences à appliquer
connaissances de divers domaines scientifiques,
ingénierie, technologie, domaines créatifs.
23

Mise en place de la méthode projet et
méthode de recherche en pratique
entraîne un changement dans la position de l'enseignant. À partir de
porteur de connaissances toutes faites, il se transforme en
organisateur de l'enseignement,
activités de recherche de leur
étudiants. Des changements psychologiques aussi
le climat de la classe, car l'enseignant doit
réorienter votre enseignement et votre apprentissage et le travail des élèves
sur différents types de soi
activités étudiantes, prioriser
activités de recherche,
recherche, nature créative.
24

Chaque leçon, projet, chaque périscolaire
la leçon d'aujourd'hui devrait être nouvelle
une étape de la connaissance. Bienveillance,
la capacité de voir une personnalité en chacun,
capable de créativité et d'expression de soi,
empathie et cordialité aussi
professionnalisme et des exigences élevées pour
à vous-même et à votre travail - ce sont les qualités qui
doit avoir un professeur aujourd'hui. En choisissant
profession enseignante, nous nous vouons à
formation continue. Choisissez parmi les nouveaux
l'essentiel et acceptable pour soi, d'apprendre et
apprendre à utiliser de nouvelles
technologies, mais ne perdez pas le plus
la principale et la meilleure chose qui était dans la vieille école.

Nous présentons un schéma d'un canon électromagnétique sur une minuterie NE555 et un microcircuit 4017B.

Le principe de fonctionnement d'un canon électromagnétique (gaussien) repose sur l'actionnement successif rapide d'électroaimants L1-L4, dont chacun crée une force supplémentaire qui accélère la charge métallique. La minuterie NE555 envoie des impulsions au microcircuit 4017 avec une période d'environ 10 ms, la fréquence d'impulsion est signalée par la LED D1.

Lorsque le bouton PB1 est enfoncé, IC2 avec le même intervalle ouvre séquentiellement les transistors de TR1 à TR4, dans le circuit collecteur desquels les électro-aimants L1-L4 sont connectés.

Pour fabriquer ces électro-aimants, nous avons besoin d'un tube en cuivre de 25 cm de long et 3 mm de diamètre. Chaque bobine contient 500 tours de fil émaillé de 0,315 mm. Les bobines doivent être réalisées de manière à pouvoir se déplacer librement. Un morceau de clou de 3 cm de long et 2 mm de diamètre fait office de projectile.

Le pistolet peut être alimenté soit par une batterie de 25 V, soit par un secteur.

En changeant la position des électro-aimants, nous obtenons le meilleur effet, d'après la figure ci-dessus, on peut voir que l'intervalle entre chaque bobine augmente - cela est dû à une augmentation de la vitesse du projectile.

Bien sûr, ce n'est pas un vrai canon de Gauss, mais un prototype fonctionnel, sur la base duquel, en améliorant le circuit, vous pouvez assembler un canon de Gauss plus puissant.

Autres types d'armes électromagnétiques.

En plus des accélérateurs de masse magnétiques, il existe de nombreux autres types d'armes qui utilisent l'énergie électromagnétique pour fonctionner. Considérons les types les plus célèbres et les plus courants d'entre eux.

Accélérateurs de masse électromagnétiques.

En plus des « pistolets de Gauss », il existe au moins 2 types d'accélérateurs de masse - les accélérateurs de masse à induction (bobine de Thompson) et les accélérateurs de masse sur rail, également appelés « pistolets à rail » (de l'anglais « Rail gun » - rail gun).

Le fonctionnement d'un accélérateur de masse à induction est basé sur le principe de l'induction électromagnétique. Un courant électrique à croissance rapide est généré dans un enroulement plat, ce qui provoque un champ magnétique alternatif dans l'espace qui l'entoure. Un noyau de ferrite est inséré dans le bobinage, à l'extrémité libre duquel est placé un anneau de matériau conducteur. Sous l'action d'un flux magnétique alternatif pénétrant dans l'anneau, un courant électrique s'y produit, créant un champ magnétique en sens inverse par rapport au champ d'enroulement. Avec son champ, l'anneau commence à pousser du champ d'enroulement et accélère, s'envolant de l'extrémité libre de la tige de ferrite. Plus l'impulsion de courant dans l'enroulement est courte et forte, plus l'anneau s'envole avec puissance.

L'accélérateur de masse ferroviaire fonctionne différemment. Dans celui-ci, un projectile conducteur se déplace entre deux rails - des électrodes (d'où il tire son nom - railgun), à travers lesquels le courant est fourni.

La source de courant est connectée aux rails à leur base, donc le courant circule en quelque sorte pour rattraper le projectile et le champ magnétique créé autour des conducteurs avec du courant est complètement concentré derrière le projectile conducteur. Dans ce cas, le projectile est un conducteur avec un courant placé dans un champ magnétique perpendiculaire créé par les rails. Selon toutes les lois de la physique, le projectile est sollicité par la force de Lorentz, dirigée dans la direction opposée au point de connexion au rail et accélérant le projectile. Un certain nombre de problèmes sérieux sont associés à la fabrication d'un railgun - l'impulsion de courant doit être si puissante et pointue que le projectile n'aurait pas le temps de s'évaporer (après tout, un courant énorme le traverse !), mais une force d'accélération surgir qui l'accélère vers l'avant. Par conséquent, le matériau du projectile et du rail doit avoir la conductivité la plus élevée possible, le projectile doit être aussi petit que possible et la source de courant doit être aussi puissante que possible et avoir moins d'inductance. Cependant, la caractéristique de l'accélérateur ferroviaire est qu'il est capable d'accélérer des masses ultra-faibles à des vitesses très élevées. Dans la pratique, les rails sont en cuivre sans oxygène recouvert d'argent, des barres d'aluminium sont utilisées comme projectiles, une batterie de condensateurs haute tension est utilisée comme source d'alimentation et le projectile lui-même, avant d'entrer dans les rails, est tenté de donner une vitesse initiale aussi élevée que possible, en utilisant pour cela des armes pneumatiques ou à feu.

En plus des accélérateurs de masse, les armes électromagnétiques comprennent des sources de rayonnement électromagnétique puissant, telles que les lasers et les magnétrons.

Tout le monde connaît le laser. Il se compose d'un milieu de travail, dans lequel, lorsqu'il est tiré, une population inverse de niveaux quantiques avec des électrons est créée, un résonateur pour augmenter la gamme de photons à l'intérieur du milieu de travail et un générateur, qui créera cette population très inverse. En principe, la population inverse peut être créée dans n'importe quelle substance, et de nos jours, il est plus facile de dire de quoi les lasers ne sont PAS faits.

Les lasers peuvent être classés par le milieu de travail : rubis, CO2, argon, hélium-néon, à l'état solide (GaAs), alcool, etc., par le mode de fonctionnement : pulsé, continu, pseudo-continu, peuvent être classés par le nombre de niveaux quantiques utilisés : 3 niveaux, 4 niveaux, 5 niveaux. Les lasers sont également classés en fonction de la fréquence du rayonnement généré - micro-ondes, infrarouge, vert, ultraviolet, rayons X, etc. L'efficacité d'un laser ne dépasse généralement pas 0,5%, mais maintenant la situation a changé - les lasers à semi-conducteurs (lasers à semi-conducteurs basés sur GaAs) ont une efficacité de plus de 30% et ils peuvent aujourd'hui avoir une puissance de sortie allant jusqu'à 100 ( !) W, c'est-à-dire comparable aux puissants lasers rubis ou CO2 "classiques". De plus, il existe des lasers à gaz dynamique qui sont moins similaires aux autres types de lasers. Leur différence est qu'ils sont capables de produire un faisceau continu d'une puissance énorme, ce qui leur permet d'être utilisés à des fins militaires. Essentiellement, un laser à gaz dynamique est un moteur à réaction, dans lequel se trouve un résonateur perpendiculaire au flux de gaz. Le gaz incandescent sortant de la buse est dans un état de population inverse.

Cela vaut la peine d'y ajouter un résonateur, et un flux de photons de plusieurs mégawatts s'envolera dans l'espace.

Pistolets à micro-ondes - l'unité fonctionnelle principale est un magnétron - une puissante source de rayonnement micro-ondes. L'inconvénient des pistolets à micro-ondes est qu'ils sont trop dangereux même par rapport aux lasers - le rayonnement micro-ondes est bien réfléchi par les obstacles et en cas de tir à l'intérieur, littéralement tout à l'intérieur sera exposé au rayonnement ! De plus, un puissant rayonnement micro-ondes est fatal à toute électronique, ce qui doit également être pris en compte.

Et pourquoi, en fait, exactement « gun gauss », et non les disques, les rails ou les armes à faisceau de Thompson ?

Le fait est que de tous les types d'armes électromagnétiques, c'est le canon de Gauss qui est le plus simple à fabriquer. De plus, il a un rendement assez élevé par rapport aux autres tireurs électromagnétiques et peut fonctionner à basse tension.

Sur la prochaine étape la plus difficile, il y a les accélérateurs à induction - les lanceurs de disques (ou transformateurs) de Thompson. Pour leur fonctionnement, des tensions légèrement plus élevées que pour une gaussienne conventionnelle sont nécessaires, alors, peut-être, les lasers et les micro-ondes sont-ils complexes, et en dernier lieu se trouve le railgun, qui nécessite des matériaux de construction coûteux, une précision de calcul et de fabrication irréprochable, un coût cher et source d'énergie puissante (une batterie de condensateurs haute tension) et beaucoup plus chère.

De plus, le pistolet de Gauss, malgré sa simplicité, a une portée incroyablement large pour les solutions de conception et la recherche en ingénierie - cette direction est donc assez intéressante et prometteuse.

Pistolet à micro-ondes bricolage

Tout d'abord, je vous préviens : cette arme est très dangereuse, faites preuve du maximum de prudence dans la fabrication et le fonctionnement !

Bref, je t'avais prévenu. Et maintenant, nous commençons à fabriquer.

Nous prenons n'importe quel four à micro-ondes, de préférence le moins puissant et le moins cher.

S'il est grillé, cela n'a pas d'importance - tant que le magnétron fonctionne. Voici son schéma simplifié et sa vue interne.

1. Lampe d'éclairage.
2. Trous d'aération.
3. Magnétron.
4. Antenne.
5. Guide d'ondes.
6. Condenseur.
7. Transformateur.
8. Panneau de commande.
9. Conduisez.
10. Palette rotative.
11. Séparateur à rouleaux.
12. Loquet de porte.

Ensuite, nous en sortons ce même magnétron. Le magnétron a été développé comme un puissant générateur d'oscillations électromagnétiques micro-ondes à utiliser dans les systèmes radar. Les micro-ondes contiennent des magnétrons avec une fréquence micro-ondes de 2450 MHz. Dans le travail d'un magnétron, le processus de mouvement des électrons est utilisé en présence de deux champs - magnétique et électrique, perpendiculaires l'un à l'autre. Un magnétron est une lampe ou une diode à deux électrodes contenant une cathode incandescente qui émet des électrons et une anode froide. Le magnétron est placé dans un champ magnétique externe.

Canon de Gauss bricolage

L'anode du magnétron a une structure monolithique complexe avec un système de résonateurs nécessaires pour compliquer la structure du champ électrique à l'intérieur du magnétron. Le champ magnétique est créé par des bobines à courant (électro-aimant), entre les pôles desquelles est placé un magnétron. S'il n'y avait pas de champ magnétique, alors les électrons s'échappant de la cathode avec pratiquement aucune vitesse initiale se déplaceraient dans un champ électrique le long de lignes droites perpendiculaires à la cathode, et tout tomberait sur l'anode. En présence d'un champ magnétique perpendiculaire, les trajectoires des électrons sont courbées par la force de Lorentz.

Dans notre bazar radio, les magnétrons usagés sont vendus 15ue.

Il s'agit d'un magnétron en coupe sans dissipateur thermique.

Maintenant, vous devez savoir comment l'alimenter. Le schéma montre que le chauffage est nécessaire - 3V 5A et anode - 3kV 0,1A. Les valeurs de puissance indiquées s'appliquent aux magnétrons des micro-ondes faibles, et pour celles à haute puissance, elles peuvent être légèrement plus élevées. La puissance magnétron des fours à micro-ondes modernes est d'environ 700 watts.

Pour la compacité et la mobilité du pistolet à micro-ondes, ces valeurs peuvent être quelque peu réduites - si seulement la génération se produit. Nous allons alimenter le magnétron à partir d'un convertisseur avec une batterie à partir d'une alimentation sans coupure d'ordinateur.

Valeur passeport 12 volts 7,5 ampères. Le combat devrait suffire pour quelques minutes. Le chauffage du magnétron est de 3V, nous l'obtenons à l'aide du microcircuit stabilisateur LM150.

Il est conseillé d'allumer la lueur quelques secondes avant d'allumer la tension d'anode. Et nous prenons des kilovolts à l'anode du convertisseur (voir schéma ci-dessous).

L'alimentation de la lueur et du P210 est fournie en allumant l'interrupteur à bascule principal quelques secondes avant le tir, et le tir lui-même est effectué avec un bouton qui alimente l'oscillateur principal sur le P217-x. Les données des transformateurs sont tirées du même article, seulement nous enroulons l'unité secondaire Tr2 avec 2000 - 3000 tours de PEL0.2. À partir de l'enroulement résultant, le changement est transmis au redresseur demi-onde le plus simple.

Un condensateur haute tension et une diode peuvent être extraits d'un micro-ondes ou, en cas d'absence, remplacés par 0,5 microfarads - 2 kV, une diode - KTs201E.

Pour la directionnalité du rayonnement, et en coupant les lobes inverses (afin qu'il ne s'accroche pas), on place le magnétron dans un cornet. Pour cela, nous utilisons une corne en métal provenant de cloches d'école ou de haut-parleurs de stade. En dernier recours, vous pouvez sortir un bidon cylindrique d'un litre sous la peinture.

L'ensemble du pistolet à micro-ondes est placé dans un boîtier constitué d'un tube épais d'un diamètre de 150 à 200 mm.

Eh bien, le pistolet est prêt. Vous pouvez l'utiliser pour griller l'ordinateur de bord et l'alarme dans une voiture, griller les cerveaux et les téléviseurs aux méchants voisins, chasser les créatures qui courent et volent. J'espère que vous ne lancerez pas cette arme à micro-ondes - pour votre propre sécurité.

Compilé par: Patlakh V.V.
http://patlah.ru

ATTENTION!

Canon Gauss (fusil Gauss)

Autres noms : fusil gauss, fusil gauss, fusil gauss, fusil gauss, fusil accélérateur.

Le Gauss Rifle (ou sa version plus grande du Gauss Cannon), comme le Railgun, est classé comme une arme électromagnétique.

Canon de Gauss

À l'heure actuelle, il n'y a pas de conceptions industrielles militaires, bien qu'un certain nombre de laboratoires (principalement amateurs et universitaires) continuent de travailler de manière agressive sur la création de ces armes. Le système porte le nom du scientifique allemand Karl Gauss (1777-1855). Avec quelle frayeur le mathématicien a reçu un tel honneur, je ne peux personnellement pas comprendre (pourtant je ne peux pas, ou plutôt je n'ai pas les informations pertinentes). Gauss avait beaucoup moins à voir avec la théorie de l'électromagnétisme que, par exemple, Oersted, Ampere, Faraday ou Maxwell, mais, néanmoins, le pistolet a été nommé en son honneur. Le nom est resté, et donc nous l'utiliserons aussi.

Principe de fonctionnement:
Un fusil Gauss est constitué de bobines (électro-aimants puissants) montées sur un canon en diélectrique. Lorsque le courant est appliqué, les électro-aimants sont allumés un court instant l'un après l'autre dans le sens du récepteur à la bouche. Ils attirent à tour de rôle une balle d'acier (une aiguille, une fléchette ou un projectile, si l'on parle de canon) et l'accélèrent ainsi à des vitesses importantes.

Avantages de l'arme :
1. Manque de cartouche. Cela vous permet d'augmenter considérablement la capacité du magasin. Par exemple, un chargeur contenant 30 cartouches peut être chargé de 100 à 150 balles.
2. Cadence de tir élevée. En théorie, le système vous permet de commencer à accélérer la balle suivante avant même que la précédente n'ait quitté le canon.
3. Prise de vue silencieuse. La conception même de l'arme vous permet de vous débarrasser de la plupart des composants acoustiques du tir (voir les critiques), de sorte que le tir d'un fusil Gauss ressemble à une série de pops subtils.
4. Manque de flash de démasquage. Cette propriété est particulièrement utile la nuit.
5. Faibles rendements. Pour cette raison, lors du tir, le canon de l'arme ne se gonfle pratiquement pas et la précision du tir augmente donc.
6. Fiabilité. Le fusil Gauss n'utilise pas de cartouches, et donc la question des munitions de mauvaise qualité disparaît immédiatement. Si, en plus de cela, on se souvient de l'absence de mécanisme de mise à feu, alors le concept même de « raté » peut être oublié comme un mauvais rêve.
7. Résistance à l'usure accrue. Cette propriété est due au faible nombre de pièces mobiles, aux faibles charges sur les unités et les pièces lors de la cuisson, et à l'absence de produits de combustion de poudre.
8. Possibilité d'utiliser à la fois dans un espace ouvert et dans des atmosphères qui suppriment la combustion de la poudre à canon.
9. Vitesse de balle réglable. Cette fonction permet de réduire la vitesse de la balle en dessous de la vitesse du son, si nécessaire. En conséquence, les pops caractéristiques disparaissent et le fusil Gauss devient complètement silencieux et convient donc pour effectuer des opérations spéciales secrètes.

Inconvénients des armes :
Parmi les défauts des fusils Gauss, les suivants sont souvent appelés: faible efficacité, consommation d'énergie élevée, poids et dimensions importants, temps de recharge long des condensateurs, etc. Je tiens à dire que tous ces problèmes ne sont causés que par le niveau de la technologie moderne développement. À l'avenir, lors de la création de sources d'énergie compactes et puissantes, en utilisant de nouveaux matériaux de structure et des supraconducteurs, le canon de Gauss peut vraiment devenir une arme puissante et efficace.

En littérature, bien sûr, fantastique, le fusil Gauss était armé de légionnaires par William Keith dans sa série « Cinquième Légion étrangère ». (L'un de mes livres préférés !) Il était également au service des militaristes de la planète Klizand, auxquels Jim di Gries a été amené dans le roman de Harrison La Revanche du rat en acier inoxydable. On dit que le gauss se retrouve aussi dans les livres de la série S.T.A.L.K.E.R., mais je n'en ai lu que cinq. Là je n'ai rien trouvé de tel, et je ne parlerai pas pour les autres.

Quant à mon travail personnel, dans mon nouveau roman "Les Maraudeurs", j'ai présenté la carabine Blizzard-16 Gauss de Tula à mon protagoniste Sergei Korn. Certes, il ne l'a possédé qu'au début du livre. Après tout, le personnage principal est tout de même, ce qui veut dire qu'il a droit à une arme plus impressionnante.

Oleg Shovkunenko

Commentaires et commentaires :

Alexandre 29/12/13
Selon la revendication 3, un tir avec une vitesse de balle supersonique sera bruyant dans tous les cas. Pour cette raison, des cartouches subsoniques spéciales sont utilisées pour les armes silencieuses.
Selon la revendication 5, le recul sera inhérent à toute arme qui tire des "objets matériels" et dépend du rapport des masses de la balle et de l'arme, et de l'impulsion de la force accélérant la balle.
Selon la revendication 8 - aucune atmosphère ne peut affecter la combustion de la poudre à canon dans une cartouche scellée. Dans l'espace, les armes à feu tireront également.
Le problème ne peut résider que dans la stabilité mécanique des pièces de l'arme et les propriétés du lubrifiant à des températures ultra basses. Mais ce problème peut être résolu, et en 1972, un essai de tir dans l'espace ouvert à partir d'un canon orbital de la station orbitale militaire OPS-2 (Salyut-3) a été effectué.

Oleg Shovkunenko
Alexander est bon qu'ils aient écrit.

Pour être honnête, j'ai fait une description de l'arme basée sur ma propre compréhension du sujet. Mais peut-être qu'il se trompait sur quelque chose. Réglons les points ensemble.

Article numéro 3. "Tir silencieux".
Pour autant que je sache, le son d'un coup de feu de n'importe quelle arme à feu se compose de plusieurs éléments :
1) Le son, ou plutôt les sons du déclenchement du mécanisme de l'arme. Cela inclut l'impact du percuteur sur la capsule, le cliquetis du boulon, etc.
2) Le son créé par l'air remplissant le canon avant le tir. Il est déplacé à la fois par la balle et les gaz de poudre fuyant à travers les canaux de coupe.
3) Le son que les gaz propulseurs eux-mêmes créent lors d'une expansion et d'un refroidissement brusques.
4) Le son généré par une onde de choc acoustique.
Les trois premiers points ne s'appliquent pas du tout au gaussien.

Je prévois une question en l'air dans le canon, mais dans une culpabilité gaussienne, le canon n'a pas à être solide et tubulaire, ce qui veut dire que le problème disparaît de lui-même. Il reste donc le point numéro 4, exactement celui dont vous, Alexandre, parlez. Je tiens à dire que l'onde de choc acoustique est loin d'être la partie la plus bruyante du plan. Les silencieux des armes modernes ne le combattent pratiquement pas du tout. Et pourtant, les armes à feu silencieuses sont toujours dites silencieuses. Par conséquent, la gaussienne peut également être appelée sans bruit. Au fait, merci beaucoup de me le rappeler. J'ai oublié de mentionner parmi les avantages du pistolet gauss la possibilité de régler la vitesse de la balle. Après tout, il est possible d'établir un mode subsonique (qui rendra l'arme complètement silencieuse et destinée à une action secrète au corps à corps) et supersonique (c'est pour la vraie guerre).

Article numéro 5. "Absence presque totale de recul."
Bien sûr, l'arrêt a également un recul. Où pouvons-nous aller sans elle ?! La loi de conservation de la quantité de mouvement n'a pas encore été annulée. Seul le principe de fonctionnement d'un fusil de Gauss le rendra non explosif, comme dans une arme à feu, mais comme étiré et lisse et donc beaucoup moins tangible pour le tireur. Bien que, pour être honnête, ce ne sont que mes soupçons. Je n'ai pas encore tiré avec une telle arme :))

Numéro d'article 8. "La possibilité d'utiliser les deux dans l'espace extra-atmosphérique ...".
Eh bien, je n'ai rien dit sur l'impossibilité d'utiliser des armes à feu dans l'espace. Seulement il faudra le modifier de telle manière, tant de problèmes techniques à résoudre qu'il est plus facile de créer un pistolet de gauss :)) Quant aux planètes avec des atmosphères spécifiques, l'utilisation d'une arme à feu sur elles peut vraiment être non seulement difficile, mais aussi dangereux. Mais cela vient déjà de la section de fiction, en fait, dans laquelle votre humble serviteur est engagé.

Viatcheslav 04/05/14
Merci pour l'histoire intéressante sur l'arme. Tout est très facilement énoncé et trié sur les étagères. Un autre croquis pour plus de clarté.

Oleg Shovkunenko
Vyacheslav, a inséré le schéma comme vous l'avez demandé).

intéressé par le 22.02.15
« Pourquoi le fusil Gaus ? » - Wikipédia dit cela parce qu'il a jeté les bases de la théorie de l'électromagnétisme.

Oleg Shovkunenko
Premièrement, sur la base de cette logique, la bombe aérienne aurait dû s'appeler "Newton's Bomb", car elle tombe au sol, obéissant à la loi de la gravité. Deuxièmement, dans le même Wikipédia, Gauss n'est pas du tout mentionné dans l'article "Interaction électromagnétique". Il est bon que nous soyons tous des gens instruits et que nous nous souvenions que Gauss en a déduit un théorème du même nom. Il est vrai que ce théorème est inclus dans les équations plus générales de Maxwell, de sorte que Gauss semble ici être à nouveau dans l'ordre de « poser les bases de la théorie de l'électromagnétisme ».

Evgeniy 05/11/15
Le fusil Gauss est le nom inventé pour l'arme. Il est apparu pour la première fois dans le légendaire jeu post-apocalyptique Fallout 2.

Romain 26/11/16
1) sur quelle relation Gauss a avec le nom) lu sur Wikipedia, mais pas l'électromagnétisme, mais le théorème de Gauss, ce théorème est la base de l'électromagnétisme et est la base des équations de Maxwell.
2) le rugissement du tir est principalement dû aux gaz en poudre en expansion rapide. car la balle est supersonique et après 500m du canon coupé, mais il n'y a pas de rugissement ! seulement le sifflement de l'air coupé par l'onde de choc de la balle et rien de plus !)
3) sur le fait qu'il existe des exemples d'armes légères et qu'il est silencieux parce qu'ils disent que la balle est subsonique - c'est un non-sens ! quand des arguments sont donnés, vous devez aller au fond du problème ! le tir est silencieux, non pas parce que la balle est subsonique, mais parce que les gaz de poudre ne s'échappent pas du canon là-bas ! lire sur le pistolet PSS dans Vick.

Oleg Shovkunenko
Roman, êtes-vous par hasard un parent de Gauss ? Vous défendez douloureusement avec zèle son droit à ce nom. Personnellement, je m'en fous si les gens aiment ça, que ce soit un canon de Gauss. Comme pour tout le reste, lisez les critiques de l'article, la question de l'absence de bruit a déjà été discutée en détail. Je ne peux rien ajouter de nouveau à cela.

Dacha 03/12/17
J'écris de la science-fiction. Avis : LA COURSE est l'arme du futur. Je n'attribuerais pas à un étranger le droit d'avoir la primauté sur cette arme. Russe L'ACCÉLÉRATION SERA AU-DESSUS de l'ouest pourri. Il vaut mieux ne pas donner à un étranger pourri le DROIT D'APPEL L'ARME PAR SON NOM DE SHITTLE ! Les Russes ont beaucoup de leurs gars intelligents! (oublié injustement). À propos, la mitrailleuse Gatling (canon) est apparue PLUS TARD que la FORTY russe (système à canon rotatif). Gatling a simplement breveté une idée volée à la Russie. (Nous l'appellerons désormais Goat Gutl pour cela !). Par conséquent, Gauss n'a rien à voir avec l'overclocking des armes !

Oleg Shovkunenko
Dasha, le patriotisme est certes bon, mais seulement sain et raisonnable. Mais avec le canon de Gauss, comme on dit, le train est parti. Le terme a déjà fait son chemin, comme beaucoup d'autres. On ne va pas changer les concepts : Internet, le carburateur, le foot, etc. Cependant, peu importe le nom de telle ou telle invention, l'essentiel est de savoir qui peut l'amener à la perfection ou, comme dans le cas du fusil Gauss, au moins à l'état de combat. Malheureusement, je n'ai pas encore entendu parler de développements sérieux dans les systèmes de gauss de combat, tant en Russie qu'à l'étranger.

Bojkov Alexandre 26/09/17
Tout est clair. Mais pouvez-vous ajouter des articles sur d'autres types d'armes ?

Écrire un commentaire

Pistolet Gauss bricolage

Malgré sa taille relativement modeste, le pistolet Gauss est l'arme la plus sérieuse que nous ayons jamais construite. Dès les premières étapes de sa fabrication, la moindre négligence lors de la manipulation de l'appareil ou de ses différents composants peut entraîner un choc électrique.

Canon de Gauss. Le schéma le plus simple

Fais attention!

L'élément de puissance principal de notre pistolet est l'inducteur.

Radiographie du canon gaussien

Emplacements des contacts sur le circuit de charge d'un appareil photo jetable Kodak

Avoir une arme qui, même dans les jeux informatiques, ne peut être trouvée que dans le laboratoire d'un savant fou ou à proximité d'un portail temporaire vers le futur, c'est cool. Regarder des personnes indifférentes à la technologie fixer sans le vouloir leur regard sur l'appareil et des joueurs invétérés ramasser à la hâte leur mâchoire du sol - pour cela, cela vaut la peine de passer une journée à assembler un canon de Gauss.

Comme d'habitude, nous avons décidé de commencer par la conception la plus simple - un pistolet à induction à simple bobine. Les expériences d'accélération multi-étages du projectile ont été laissées à des ingénieurs en électronique expérimentés qui ont pu construire un système de commutation complexe basé sur de puissants thyristors et affiner les moments de mise en marche séquentielle des bobines. Au lieu de cela, nous nous sommes concentrés sur la possibilité de préparer un repas avec des ingrédients universellement disponibles. Donc, pour construire un canon de Gauss, il faut d'abord faire du shopping. Dans un magasin de radio, vous devez acheter plusieurs condensateurs d'une tension de 350-400 V et d'une capacité totale de 1000-2000 microfarads, un fil de cuivre émaillé d'un diamètre de 0,8 mm, des compartiments à piles pour "Krona" et deux 1,5- volts de type C, un interrupteur à bascule et un bouton. Dans les produits photographiques, nous prendrons cinq appareils photo Kodak jetables, en pièces automobiles - un simple relais à quatre broches de Zhiguli, en "produits" - un paquet de pailles à cocktail et en "jouets" - un pistolet en plastique, une mitraillette, un fusil de chasse, pistolet ou tout autre canon que vous souhaitez transformer en une arme du futur.

Secouez-le sur la moustache

L'élément de puissance principal de notre pistolet est l'inducteur. Avec sa fabrication, il vaut la peine de commencer l'assemblage de l'arme. Prenez un morceau de paille d'une longueur de 30 mm et deux grosses rondelles (plastique ou carton), assemblez-en la bobine à l'aide de la vis et de l'écrou. Commencez à enrouler le fil émaillé autour de lui soigneusement, tour à tour (avec un gros diamètre de fil, c'est assez simple). Faites attention à ne pas faire de courbures brusques du fil, n'endommagez pas l'isolation. Après avoir terminé la première couche, remplissez-la de superglue et commencez à enrouler la suivante. Faites cela avec chaque couche. Au total, 12 couches doivent être enroulées. Vous pouvez ensuite démonter la canette, retirer les rondelles et poser la bobine sur une longue paille qui servira de canon. Arrachez une extrémité de la paille. La bobine finie peut être facilement testée en la connectant à une pile de 9 volts : si elle peut contenir un trombone, alors vous avez réussi. Vous pouvez insérer une paille dans la bobine et la tester en tant que solénoïde : elle devrait attirer activement un morceau de trombone et même le jeter hors du canon de 20 à 30 cm lorsqu'elle est pulsée.

On décortique les valeurs

Pour la formation d'une impulsion électrique puissante, une batterie de condensateurs est la mieux adaptée (dans cet avis, nous sommes solidaires des créateurs des railguns de laboratoire les plus puissants). Les condensateurs sont bons non seulement pour leur contenu énergétique élevé, mais aussi pour leur capacité à abandonner toute l'énergie en très peu de temps avant que le projectile n'atteigne le centre de la bobine. Cependant, les condensateurs doivent être chargés d'une manière ou d'une autre. Heureusement, le chargeur dont nous avons besoin se trouve dans n'importe quel appareil photo : le condensateur y est utilisé pour former une impulsion haute tension pour l'électrode d'allumage du flash. Les appareils photo jetables fonctionnent mieux pour nous, car le condensateur et la "charge" sont les seuls composants électriques qu'ils possèdent, ce qui signifie qu'il est aussi facile d'en extraire le circuit de charge que de décortiquer des poires.

Le démontage d'un appareil photo jetable est une étape où vous devez commencer à être prudent. Lors de l'ouverture du boîtier, essayez de ne pas toucher les éléments du circuit électrique : le condensateur peut conserver sa charge longtemps. Après avoir accédé au condensateur, fermez tout d'abord ses bornes avec un tournevis à poignée diélectrique. Ce n'est qu'alors que vous pouvez toucher la planche sans craindre de recevoir un choc électrique. Retirez les clips de la batterie du circuit de charge, dessoudez le condensateur, soudez le cavalier aux contacts du bouton de charge - nous n'en aurons plus besoin. Préparez ainsi au moins cinq planches de charge. Faites attention à l'emplacement des pistes conductrices sur la carte : vous pouvez vous connecter aux mêmes éléments de circuit à des endroits différents.

Nous priorisons

Le choix de la capacité des condensateurs est une affaire de compromis entre l'énergie du tir et le temps de charge du canon. Nous avons opté pour quatre condensateurs de 470 microfarads (400 V) connectés en parallèle. Avant chaque tir, nous attendons environ une minute pour un signal des LED sur les circuits de charge, informant que la tension dans les condensateurs a atteint les 330 V prescrits. Le processus de charge peut être accéléré en connectant plusieurs compartiments de batterie de 3 volts à les circuits de charge en parallèle. Cependant, il convient de garder à l'esprit que les puissantes batteries "C" ont un ampérage excessif pour les circuits de caméra faibles. Pour éviter que les transistors des cartes ne grillent, il doit y avoir 3 à 5 circuits de charge connectés en parallèle pour chaque assemblage de 3 volts. Sur notre pistolet, un seul compartiment de batterie est connecté aux "charges". Tous les autres servent de magasins de rechange.

Définition des zones de sécurité

Nous ne conseillons à personne de maintenir sous son doigt un bouton qui décharge une batterie de condensateurs de 400 volts. Il est préférable d'installer un relais pour contrôler la descente. Son circuit de contrôle est connecté à une batterie de 9 volts via le bouton de déverrouillage, et le circuit contrôlé est connecté au circuit entre la bobine et les condensateurs. Un diagramme schématique aidera à assembler correctement le pistolet. Lors du montage du circuit haute tension, utilisez un fil d'une section d'au moins un millimètre ; tous les fils fins conviennent aux circuits de charge et de commande.

Lorsque vous expérimentez un circuit, n'oubliez pas que les condensateurs peuvent avoir une charge résiduelle. Déchargez-les en les court-circuitant avant de les toucher.

En résumé

Le processus de prise de vue ressemble à ceci : allumez l'interrupteur d'alimentation ; nous attendons la lueur brillante des LED; nous abaissons le projectile dans le canon de manière à ce qu'il se trouve légèrement en arrière de la bobine; coupez l'alimentation pour que lors du tir, les batteries ne prennent pas d'énergie sur elles-mêmes ; visez et appuyez sur le déclencheur. Le résultat dépend en grande partie de la masse du projectile. A l'aide d'un ongle court au capuchon arraché, nous avons réussi à tirer sur une canette de boisson énergisante, qui a explosé et a inondé la moitié de la rédaction d'une fontaine. Puis le canon, débarrassé de la soude collante, a lancé un clou dans le mur à une distance de cinquante mètres. Et le cœur des fans de science-fiction et de jeux informatiques est frappé par notre arme sans obus.

Compilé par: Patlakh V.V.
http://patlah.ru

© "Encyclopédie des technologies et des techniques" Patlakh V.V. 1993-2007

ATTENTION!
Toute réédition, reproduction totale ou partielle des éléments de cet article, ainsi que des photographies, dessins et schémas qui y sont publiés, sans le consentement écrit préalable des éditeurs de l'encyclopédie est interdite.

Je vous rappelle! Que pour toute utilisation illégale et illégale des matériaux publiés dans l'encyclopédie, les éditeurs ne sont pas responsables.

Gavrilkine Timofey Sergueïevitch

Actuellement, il existe de nombreux types d'accélérateurs de masse électromagnétiques. Les plus connus sont « Railgun » et « Gauss Cannon ».

Le canon de Gauss présente des avantages en tant qu'arme que les autres types d'armes légères n'ont pas. C'est l'absence de douilles et le choix illimité de la vitesse initiale et de l'énergie de la munition, la possibilité d'un tir silencieux (si la vitesse d'un projectile suffisamment caréné ne dépasse pas la vitesse du son), y compris sans changer de canon et munitions, un recul relativement faible (égal à la quantité de mouvement du projectile qui s'est envolé, il n'y a pas d'impulsion supplémentaire des gaz en poudre ou des pièces mobiles), théoriquement, une grande fiabilité et durabilité, ainsi que la capacité de travailler dans toutes les conditions, y compris l'espace extra-atmosphérique.

Télécharger:

Aperçu:

Pour utiliser l'aperçu des présentations, créez vous-même un compte Google (compte) et connectez-vous : https://accounts.google.com

Légendes des diapositives :

Accélérateurs de masse électromagnétiques. Gauss Cannon Terminé par l'élève 10 classe "M" Lycée MBOU №185 Gavrilkin Timofey Responsable : Timchenko Irina Aleksandrovna professeur de physique MBOU Lyceum № 185

Objectif du travail : Apprendre à utiliser les forces électromagnétiques ; montrent expérimentalement leur existence en assemblant le plus simple des accélérateurs de masse - un canon gaussien.

Tâches : 1) Considérer l'appareil selon les dessins et les schémas ; 2) Étudier la structure et le principe de fonctionnement de l'accélérateur de masse électromagnétique ; 3) Créer un modèle de travail

Pertinence du travail Le principe de l'accélération électromagnétique des masses peut être utilisé en pratique dans divers domaines

Un exemple d'accélérateur de masse électromagnétique

Karl Friedrich Gauss (30/04/1777 - 23/02/1855)

Le principe du canon

Un exemple de canon à plusieurs étages

Inducteur

Schéma du canon de Gauss

Aspect du modèle

Objectif de l'expérience : Calculer la vitesse de libération approximative de différents types de balles. Équipement : canon de Gauss ; 2 balles, poids 1 g et 3 g, constituées d'une aiguille et d'un clou ; 2 corps - une éponge pesant 3 g et un ruban adhésif pesant 60 g ; règle; caméra vidéo numérique

Avancement du travail : Placez le corps à une distance de 3 à 5 cm de l'extrémité du tronc ; Alignez le repère 0 sur la règle avec la face du corps ; Tirez un projectile dans le corps ; Enregistrez la prise de vue et le mouvement avec une caméra vidéo ; Mesurer la distance parcourue par le corps; Faites l'expérience avec chaque projectile et corps ; À l'aide d'un ordinateur et d'une caméra vidéo, déterminez le temps de mouvement; Entrez les résultats dans le tableau.

Tableau des mesures et des résultats masse de balle de tir kg poids corporel kg temps s distance m vitesse totale m / s vitesse de balle m / s 1 0,001 éponge 0,003 0,01 0,006 1,2 4,8 2 0,001 scotch 0,06 0,03 0,002 0 , 13 8,13 3 0,003 éponge 0,003 0,04 0,22 11 22 4 0,003 ruban adhésif 0,06 0,07 0,04 1,14 24

Efficacité d'efficacité de l'installation = (A p / A z) * 100 % d'efficacité du pistolet est de 5 %

Merci pour votre attention!

Aperçu:

département d'éducation

mairie de Novossibirsk

établissement d'enseignement budgétaire municipal de la ville de Novossibirsk "Lyceum No. 185"

District d'Oktyabrsky

Accélérateurs de masse électromagnétiques. Canon de Gauss.

j'ai fait le travail

Élève 10 M année

Gavrilkine Timofey Sergueïevitch

Superviseur

Irina A. Timchenko,

Professeur de physique

Catégorie de qualification la plus élevée

Novossibirsk, 2016

introduction

2.1. Partie théorique. Accélérateur de masse électromagnétique.

2.2. La partie pratique. Construire un modèle fonctionnel d'un accélérateur de masse à la maison.

Conclusion

Littérature

introduction

Actuellement, il existe de nombreux types d'accélérateurs de masse électromagnétiques. Les plus connus sont « Railgun » et « Gauss Cannon ».

Le canon de Gauss présente des avantages en tant qu'arme que les autres types d'armes légères n'ont pas. C'est l'absence de douilles et le choix illimité de la vitesse initiale et de l'énergie de la munition, la possibilité d'un tir silencieux (si la vitesse d'un projectile suffisamment caréné ne dépasse pas la vitesse du son), y compris sans changer de canon et munitions, un recul relativement faible (égal à la quantité de mouvement du projectile qui s'est envolé, il n'y a pas d'impulsion supplémentaire des gaz en poudre ou des pièces mobiles), théoriquement, une grande fiabilité et durabilité, ainsi que la capacité de travailler dans toutes les conditions, y compris l'espace extra-atmosphérique.

Cependant, malgré l'apparente simplicité du canon de Gauss et ses avantages, son utilisation comme arme se heurte à de sérieuses difficultés.

La première difficulté est la faible efficacité de l'installation. Seulement 1-7% de la charge du condensateur est transféré dans l'énergie cinétique du projectile. Cet inconvénient peut être partiellement compensé par l'utilisation d'un système d'accélération de projectile à plusieurs étages, mais dans tous les cas, le rendement atteint rarement 27%.

La deuxième difficulté est une consommation d'énergie élevée (en raison d'un faible rendement) et une durée de recharge cumulée suffisamment longue des condensateurs, ce qui oblige à transporter une source d'alimentation (en règle générale, une batterie rechargeable puissante) avec un pistolet Gauss. Il est possible d'augmenter considérablement l'efficacité si des solénoïdes supraconducteurs sont utilisés, mais cela nécessitera un système de refroidissement puissant, ce qui réduira considérablement la mobilité du canon gaussien.

Pour mon travail, j'ai choisi le canon de Gauss, car le plan d'installation est simple et l'accessibilité de ses éléments.

Le but de mon travail : apprendre à utiliser les forces électromagnétiques ; montrent expérimentalement leur existence en assemblant le plus simple des accélérateurs de masse - un canon gaussien.

Les tâches que je me suis fixées :

1. Considérez le dispositif d'un canon gaussien selon les dessins et modèles.

2. Etudier le dispositif et le principe de fonctionnement de l'accélérateur électromagnétique de masse.

3. Créez un modèle de travail.

La pertinence du travail réside dans le fait que le principe de l'accélération électromagnétique des masses peut être utilisé en pratique, par exemple, lors de la création d'outils de construction. L'accélération électromagnétique est une voie prometteuse dans le développement de la science.

Aujourd'hui, ces accélérateurs existent principalement en tant que types d'armes les plus récents (bien qu'ils ne soient pratiquement pas utilisés) et en tant qu'installations utilisées par les scientifiques pour des tests pratiques de divers matériaux, tels que des alliages solides pour la fabrication d'engins spatiaux, d'éléments de blindage de char et d'énergie nucléaire.

Partie théorique

Le canon porte le nom du scientifique allemand Karl Gauss, qui a jeté les bases de la théorie mathématique de l'électromagnétisme. Un système d'unités porte son nom - le système d'unités gaussien. Cependant, Gauss lui-même n'a pas grand-chose à voir directement avec l'accélérateur.

Les idées de tels accélérateurs de masse ont été présentées par Yu.V. Kondratyuk pour le lancement de divers conteneurs et véhicules spatiaux depuis la surface de la Terre. Fondamentalement, ces accélérateurs étaient considérés comme des « armes du futur » ou des « modes de transport super puissants ». Cependant, les prototypes fonctionnels n'existent pas encore, ou leurs développements sont gardés dans un secret spécial.

La structure du canon de Gauss.

1. Éléments principaux :

• Stockage de potentiel électrique puissant et suffisamment énergivore, capable de le décharger dans les plus brefs délais (condensateur).
• Une bobine (enroulement cylindrique) servant directement d'accélérateur.

2. Principe de fonctionnement.

Dans un enroulement cylindrique (solénoïde), lorsqu'un courant électrique le traverse, un champ magnétique apparaît. Ce champ magnétique commence à attirer un projectile ferromagnétique à l'intérieur du solénoïde, qui commence à accélérer. Si, au moment où le projectile est au milieu de l'enroulement, le courant dans cet enroulement est coupé, alors le champ magnétique de traction disparaîtra et le projectile, qui a pris de la vitesse, s'envolera librement par l'autre extrémité de le bobinage.

Plus le champ magnétique est fort et plus il s'éteint vite, plus le projectile décolle vite. Mais les systèmes à un étage (c'est-à-dire constitués d'une seule bobine) ont un rendement plutôt faible. Cela est dû à un certain nombre de facteurs :

• L'inertie du solénoïde lui-même, dont l'auto-induction empêche d'abord l'aspiration du projectile, puis, après avoir coupé le courant, inhibe son mouvement.
• L'inertie d'un projectile de masse importante.
• La force de frottement, qui au départ, lors de l'accélération du projectile, est très élevée.

Pour obtenir des résultats tangibles, il est nécessaire de réaliser des enroulements de solénoïde avec une puissance spécifique extrêmement élevée, ce qui est hautement indésirable, car cela conduit au mieux à une surchauffe, et au pire à leur grillage.

La conception et la création de systèmes à plusieurs étages aideront à résoudre tous ces problèmes. En raison de l'accélération progressive, plutôt qu'impulsionnelle, du projectile, la puissance spécifique des enroulements peut être réduite et, par conséquent, un échauffement réduit et une durée de vie prolongée.

Dans les systèmes à plusieurs étages, une efficacité plus élevée est obtenue, ce qui est associé à une diminution progressive du frottement et à un coefficient de transfert d'énergie plus élevé dans les étages suivants. Cela signifie que plus la vitesse initiale du projectile est élevée, plus il peut tirer d'énergie du solénoïde. En d'autres termes, si dans la première étape 1 à 3 % de l'énergie du champ magnétique est transférée au projectile, alors dans cette dernière, pratiquement toute l'énergie du champ est convertie en énergie cinétique du projectile accéléré.

Le rendement des systèmes à plusieurs étages les plus simples est supérieur à celui des systèmes à un étage et peut atteindre 50 %. Mais ce n'est pas la limite ! Les systèmes à plusieurs étages permettent d'obtenir une utilisation plus complète de l'énergie des sources de courant pulsé, ce qui permet à l'avenir d'augmenter l'efficacité du système jusqu'à 90 % ou plus.

Partie pratique

Pour assembler le pistolet, j'ai fabriqué mon propre inducteur de 350 spires (5 couches de 70 spires chacune). J'ai utilisé un condensateur de 1000 uF, un thyristor T-122-25-10 et une batterie 3V. Pour charger le condensateur, j'ai en plus monté un circuit alimenté par le réseau, composé d'une lampe à incandescence de 60 W et d'une diode de redressement.

J'ai assemblé le modèle selon le schéma suivant :

Caractéristiques techniques de l'arme.

1. Coquilles : clou 3g, aiguille 1g.

2. Inducteur : 350 spires, 7 couches de 50 chacune ;

3. Capacité du condensateur: 1000 uF.

L'apparence du modèle est montrée sur les photos:

Expérience

Équipements et matériaux :

Canon de Gauss ; 2 balles, poids 1 g et 3 g, constituées d'une aiguille et d'un clou ;

2 corps - une éponge pesant 3 g et un ruban adhésif pesant 60 g ; règle; caméra vidéo numérique.

Le progrès:

1. Placez le corps à une distance de 3 à 5 cm de l'extrémité du tronc.

2. Alignez le repère 0 sur la règle avec la face du corps.

3. Tirez un projectile dans le corps.

4. Enregistrez la prise de vue et le mouvement avec une caméra vidéo.

5. Mesurez la distance parcourue par le corps.

6. Faites l'expérience avec chaque projectile et corps.

7. À l'aide d'un ordinateur et d'une caméra vidéo, déterminez l'heure du mouvement.

8. Saisissez les résultats dans le tableau.

9. Calculez l'efficacité de l'installation.

Schéma d'expérience :

Balle de canon Gauss, m p Corps, m t

Calculs :

1.Selon la formule S = t (V + V sur ) / 2, vous pouvez calculer la vitesse du corps.

Puisque la vitesse initiale du corps est V = 0, cette formule est transformée en une formule qui ressemble à V environ = 2S / t

2. D'après la loi de conservation de la quantité de mouvement : m p * v p + m t * v t = (m p + m t) v à propos

D'où V p = (v environ * m environ) / m p, où m environ = m p + m t

Tableau des mesures et des résultats :

coup	masse de balle m p, kg	poids corporel m t, kg		temps t, s	distance S, m	vitesse générale v environ, m / s	vitesse de balle V p, m / s
	0,001	éponge	0,003	0,01	0,006	1,20	4,80
	0,001	éponge	0,003	0,01	0,008	1,60	6,40
	0,001	scotch	0,060	0,02	0,001	0,10	6,10
	0,001	scotch	0,060	0,02	0,002	0,13	8,13
	0,003	éponge	0,003	0,04	0,22	11,0	22,00
	0,003	éponge	0,003	0,04	0,22	11,0	22,00
	0,003	scotch	0,060	0,07	0,04	1,14	24,00
	0,003	scotch	0,060	0,06	0,05	1,17	24,57

Conclusion : une différence notable des vitesses d'un projectile s'explique par la présence d'une force de frottement (glissement pour une éponge et frottement de roulement pour un ruban adhésif), une erreur de calcul, une imprécision des mesures et d'autres facteurs de résistance. La vitesse d'une balle dépend de sa taille, de sa masse et de son matériau.

Calcul de l'efficacité de l'installation

Efficacité = (A p / A z) * 100 %

Le travail utile de la configuration est d'accélérer la balle. Vous pouvez calculer l'énergie cinétique de la balle, acquise à la suite du fonctionnement du pistolet par la formule: A n = E k = (mv 2) / 2

Au fur et à mesure du travail, vous pouvez utiliser l'énergie stockée par le condensateur, qui est dépensée pour le fonctionnement du pistolet:

Az = E = (C * U 2) / 2

C - capacité du condensateur 1000 mKF

U - tension 250 V

Efficacité = (0,003 * 22 2) / (0,001 * 250 2) * 100 %

Efficacité = 5%

Conclusion: l'efficacité de l'accélérateur est d'autant plus élevée que les paramètres du solénoïde correspondent mieux aux paramètres du condensateur et aux paramètres de la balle, c'est-à-dire lors du tir, au moment où la balle approche du milieu de l'enroulement, le courant dans la bobine est déjà proche de zéro et le champ magnétique est absent, sans empêcher le projectile de sortir du solénoïde. Cependant, dans la pratique, cela est rarement obtenu - le moindre écart par rapport à l'idéal théorique réduit fortement l'efficacité. Le reste de l'énergie du condensateur est perdu sur la résistance active des fils.

Conclusion

Mon premier échantillon de canon gaussien est un simple accélérateur à un étage, qui sert plutôt de modèle visuel pour comprendre le principe de fonctionnement d'un véritable accélérateur.

À l'avenir, je prévois d'assembler un accélérateur à plusieurs étages plus puissant, améliorant les performances et ajoutant la possibilité de le charger à partir d'une batterie. Étudiez également plus en détail la structure et le principe de fonctionnement du "Railgun", puis essayez de le récupérer.

Bibliographie

1. Physique: un manuel pour la 10e année avec une étude approfondie de la physique / AT Glazunov, OF Kabardin, AN Malinin, etc. éd. A.A. Pinsky, O.F. Kabardina. - M. : Éducation, 2009.

2. Physique : un manuel pour la 11e année avec une étude approfondie de la physique / AT Glazunov, OF Kabardin, AN Malinin et autres ; éd. A.A. Pinsky, O.F. Kabardina. - M. : Éducation, 2010.

3.S.A. Tikhomirova, B.M. Yavorsky. La physique.10 e année : manuel pour les établissements d'enseignement (niveau de base et avancé). - M. : Mnémosina, 2010.

4.S.A. Tikhomirova, B.M. Yavorsky. La physique.11e année : manuel pour les établissements d'enseignement (niveau de base et avancé). - M. : Mnémosina, 2009.

5. Les principaux types d'EMO. -ressource électronique: http: // www. gauss2k. narod. ru / index. hm

6. Gauss cannon.- ressource électronique: http: // ru. Wikipédia. organisation

Taille : px

Commencer à afficher à partir de la page :

Transcription

1 Travail de recherche Thème « Canon de Gauss, arme ou jouet ? Complété par : Konstantin Beketov, un élève de 9e année de l'établissement d'enseignement budgétaire municipal "École secondaire du village de Svyatoslavka, district de Samoilovsky, région de Saratov". Responsable : Mezina Olga Alekseevna Professeur de Physique et Informatique MBOU "École Secondaire" Sviatoslavka "

2 Table des matières Introduction Chapitre 1. Fondements théoriques de la recherche 1.1 Canons électromagnétiques. Canon de type bobine à bobine 1.2 Histoire du canon de Gauss 1.3 Canon de Gauss 1.4 Le principe de fonctionnement du canon de Gauss Chapitre 2. Création d'une maquette du canon de Gauss 2.1.les armes. De nombreux scientifiques tentent d'améliorer son principe de fonctionnement, mais jusqu'à présent, les caractéristiques de la plupart des échantillons laissent beaucoup à désirer. La méthode électromagnétique de mise en mouvement d'un corps physique a été proposée au début du XIXe siècle, mais le manque de moyens appropriés pour stocker l'énergie électrique a empêché sa mise en œuvre. Les développements récents ont conduit à des progrès significatifs dans le stockage de l'énergie électrique, augmentant ainsi considérablement la possibilité d'émergence de systèmes à canons électromagnétiques. Maintenant, le canon de Gauss en tant qu'arme présente des avantages que les autres types d'armes légères n'ont pas :

3 - l'absence de douilles et le choix illimité de la vitesse initiale et de l'énergie de la munition ; - la possibilité d'un tir silencieux (si la vitesse d'un projectile suffisamment caréné ne dépasse pas la vitesse du son), y compris sans changement de canon et de munition ; - recul relativement faible (égal à l'impulsion du projectile, pas d'impulsion supplémentaire des gaz pulvérulents ou des pièces mobiles) ; - une grande fiabilité et durabilité, ainsi que la capacité de travailler dans toutes les conditions, y compris l'espace extra-atmosphérique. J'ai suggéré que le canon de Gauss puisse être utilisé dans divers domaines liés à la vie humaine. De nouveaux matériaux ou différentes options de conception peuvent jouer un rôle important. Ainsi, le canon électromagnétique, en plus de son importance militaire attendue, peut être une impulsion forte pour le progrès technologique et l'innovation avec un effet significatif dans le secteur civil. Mon intérêt pour la reconstruction du canon de Gauss est dû à la facilité d'assemblage et de disponibilité des matériaux, la facilité d'utilisation d'une part et la forte consommation énergétique d'autre part, qui ont déterminé le problème principal de l'étude. La gamme d'applications de l'accélérateur électromagnétique dans la vie quotidienne n'a pas été suffisamment étudiée. Pour créer un modèle d'accélérateur de masse, basé sur l'analyse de données expérimentales, découvrez où le canon de Gauss peut être utilisé, dans quelles sphères d'activité humaine. Ces contradictions ont actualisé et déterminé le choix du sujet de recherche : « Arme-canon ou jouet de Gauss ? Pourquoi ai-je choisi ce sujet ? Je me suis intéressé au dispositif du canon et j'ai décidé de créer un modèle d'un tel canon de Gauss, c'est-à-dire montage amateur. Ça peut être

4 utiliser comme un jouet. Mais, en créant le modèle, j'ai commencé à me demander où d'autre le canon de Gauss peut-il être utilisé et comment concevoir un canon plus puissant, que faut-il pour cela ?! Comment augmenter le champ électromagnétique itinérant ? Objectif du travail : créer et étudier diverses variantes des modèles de canon de Gauss lors de la modification des paramètres physiques des pièces du canon. Objectifs de recherche : 1. Créer un modèle fonctionnel d'un canon gaussien pour démontrer le phénomène d'induction électromagnétique dans les cours de physique. 2. Étudiez l'efficacité du canon gaussien à partir de la capacité du condensateur et de l'inductance du solénoïde. 3. Sur la base des résultats de l'étude, proposer de nouveaux domaines d'application du pistolet dans le domaine de l'assistance à la vie humaine. Le sujet de recherche est le phénomène de l'induction électromagnétique. L'objet de la recherche est le modèle Gauss Cannon. Méthodes de recherche : 1. Analyse de la littérature scientifique. 2. Modélisation des matériaux, conception. 3. Méthodes de recherche expérimentale 4. Analyse, généralisation, déduction, induction. Importance pratique : Cet appareil peut être utilisé pour la démonstration dans les cours de physique, ce qui contribuera à une meilleure assimilation par les étudiants de ces phénomènes physiques. Partie principale Chapitre 1. Fondements théoriques de la recherche 1. 1. Canons électromagnétiques. Canons à bobines.

5 Pistolets électromagnétiques est le nom général des installations conçues pour accélérer des objets (objets) en utilisant des forces électromagnétiques. De tels dispositifs sont appelés accélérateurs de masse électromagnétiques. Les canons électromagnétiques sont divisés en types suivants : 1. Railgun Cet appareil est un accélérateur de masse d'impulsions à électrodes. Le travail de cet appareil consiste à déplacer le projectile entre deux électrodes de rail - à travers lesquelles le courant circule. Grâce à cela, les pistolets électromagnétiques de ce type ont reçu leur nom de railgun. Dans de tels appareils, les sources de courant sont connectées à la base du rail, de sorte que le courant circule "après" l'objet en mouvement. Le champ magnétique est créé autour des conducteurs parcourus par le courant, il se concentre derrière le projectile en mouvement. En conséquence, l'objet est essentiellement un conducteur qui est placé dans un champ magnétique perpendiculaire créé par les rails. Selon les lois de la physique, le projectile est affecté par la force de Lorentz, qui est dirigée dans la direction opposée au point de connexion au rail et accélère l'objet. 2. Les canons électromagnétiques de Thompson sont des accélérateurs de masse à induction. Le fonctionnement des pistolets à induction est basé sur les principes de l'induction électromagnétique. Un courant en croissance rapide apparaît dans la bobine de l'appareil, il provoque un champ magnétique alternatif dans l'espace. Enroulement

6 est enroulé autour d'un noyau de ferrite, au bout duquel se trouve un anneau conducteur. Sous l'effet d'un flux magnétique qui imprègne l'anneau, un courant alternatif est généré. Il crée un champ magnétique qui a la direction opposée au champ d'enroulement. L'anneau conducteur avec son champ repousse le champ opposé de l'enroulement et, en accélérant, s'envole de la tige de ferrite. La vitesse et la puissance de la libération de l'anneau dépendent directement de la force de l'impulsion de courant. 3. Accélérateur de masse magnétique à canon de Gauss électromagnétique. Nommé d'après le mathématicien-scientifique Karl Gauss, qui a apporté une énorme contribution à l'étude des propriétés de l'électromagnétisme. L'élément principal du canon gaussien est le solénoïde. Il est enroulé sur un tube diélectrique (tonneau). Un objet ferromagnétique est inséré dans une extrémité du tube. Au moment où un courant électrique apparaît dans la bobine, un champ magnétique apparaîtra dans le solénoïde, sous l'action duquel le projectile est accéléré (en direction du centre du solénoïde). Dans ce cas, des pôles sont formés aux extrémités de la charge, qui sont orientés de manière correspondante aux pôles de la bobine, de sorte que, après que le projectile a traversé le centre du solénoïde, il commence à être attiré dans le sens opposé. direction (inhibée). Le schéma du canon électromagnétique est montré sur la photo. La science moderne a fait des progrès significatifs dans l'étude de l'accélération et du stockage de l'énergie, ainsi que de la formation des impulsions. On peut supposer que dans un avenir proche, l'humanité sera confrontée à un nouveau type d'arme - les canons électromagnétiques. Le développement de cette technologie nécessite une énorme quantité de travail dans tous les aspects des accélérateurs de masse, y compris les projectiles et l'alimentation électrique. Les nouveaux matériaux joueront un rôle essentiel. Pour mettre en œuvre un tel projet, des sources d'énergie électrique puissantes et compactes seront nécessaires. Et aussi des supraconducteurs à haute température.

7 1.2 L'histoire du canon de Gauss Le Dr. Wolfram Witt est à la tête de la coordination des programmes de recherche à Rhin/Métal. Avec Markus Loeffler, ils sont actuellement engagés dans des recherches dans le domaine des dispositifs d'accélération électriques ultra-puissants. Leur article fournit des faits sur le développement et l'utilisation des canons électromagnétiques. Ils notent qu'en 1845 un tel canon de type bobine à bobine a été utilisé pour lancer une tige métallique d'environ 20 m de long. Christian Berkeland, professeur de physique à l'Université d'Oslo (travaillant de 1898 à 1917), de 1901 à 1903 . reçu trois brevets pour son « pistolet électromagnétique ». En 1901. Berkelend a créé le premier canon électromagnétique de type bobine et l'a utilisé pour accélérer un projectile de 500 g à une vitesse de 50 m/s. Avec l'aide du deuxième grand canon, créé en 1903. et est actuellement exposé au Musée technique norvégien d'Oslo, il a atteint l'accélération d'un projectile pesant 10 kg à une vitesse d'environ 100 m/s. Le calibre du canon est de 65 mm, la longueur est de 10 m. Au printemps 1944. Le Dr Joachim Hensler et l'inspecteur en chef Bunsel ont mené des recherches sur le canon à bobines. Sur le site d'essai de Hillersleben à Magdebourg, dans un garage soigneusement clôturé, ils ont tiré un appareil de petit calibre (10 mm), vraisemblablement composé de nombreuses bobines, tirant sur des plaques de blindage. Les sources d'énergie comprenaient les batteries de voiture, les condensateurs (condensateurs) et les groupes électrogènes. Mais les tests ont échoué et ont été arrêtés six mois plus tard. Les travaux sur tous les composants décisifs du canon électromagnétique avancent rapidement aux États-Unis et commencent également dans d'autres pays. Les progrès modernes en matière d'accélérateur, de stockage d'énergie et de

8 de la formation d'impulsions indiquent la probabilité que les systèmes d'armes d'une génération (peu après le début du siècle) soient équipés de canons électromagnétiques. Ainsi, le canon électromagnétique, en plus de son importance militaire attendue, devrait être une impulsion forte pour le progrès technologique et l'innovation avec un effet significatif dans le secteur civil. 1.3 Gauss Cannon Gauss Cannon (eng. Gaussgun, Coilgun, Gausscannon) est l'une des variétés de l'accélérateur de masse électromagnétique. Il porte le nom du scientifique allemand Karl Gauss, qui a jeté les bases de la théorie mathématique de l'électromagnétisme. Il convient de garder à l'esprit que cette méthode d'accélération de masse est principalement utilisée dans les installations amateurs, car elle n'est pas assez efficace pour une mise en œuvre pratique. Son principe de fonctionnement (création d'un champ magnétique mobile) est similaire à un dispositif appelé moteur linéaire. 1.4 Le principe de fonctionnement du canon de Gauss Le canon de Gauss est constitué d'un solénoïde, à l'intérieur duquel se trouve un canon (généralement constitué d'un diélectrique). Un projectile (fait de ferromagnétique) est inséré dans une extrémité du canon. Lorsqu'un courant électrique circule dans le solénoïde, un champ magnétique apparaît, qui accélère le projectile, le "attirant" dans le solénoïde. Dans ce cas, des pôles sont formés aux extrémités du projectile, orientés selon les pôles de la bobine, grâce auxquels, après avoir passé le centre du solénoïde, le projectile est attiré dans la direction opposée, c'est-à-dire qu'il est décéléré . Dans les circuits amateurs, un aimant permanent est parfois utilisé comme projectile, car il est plus facile de gérer la CEM résultante de l'induction. Le même effet se produit lors de l'utilisation de ferroaimants, mais il n'est pas si prononcé en raison du fait que le projectile est facilement rémagnétisé (force coercitive).

9 Pour le plus grand effet, l'impulsion de courant dans le solénoïde doit être à court terme et puissante. Typiquement, des condensateurs électrolytiques avec une tension de fonctionnement élevée sont utilisés pour obtenir une telle impulsion. Les paramètres des bobines d'accélération, du projectile et des condensateurs doivent être coordonnés de telle sorte que lorsque le coup est tiré au moment où le projectile s'approche du solénoïde, l'induction de champ magnétique dans le solénoïde est maximale, mais à mesure que le projectile s'approche plus loin , il chute fortement. Il est à noter que différents algorithmes de fonctionnement des bobines accélératrices sont possibles. L'énergie cinétique du projectile la masse du projectile sa vitesse L'énergie stockée dans le condensateur la tension du condensateur la capacité du condensateur Le temps de décharge des condensateurs C'est le temps pendant lequel le condensateur est complètement déchargé : la capacité d'inductance Le temps de fonctionnement de l'inducteur Ceci est le temps pendant lequel la FEM de l'inductance augmente jusqu'à la valeur maximale (décharge complète du condensateur) et tombe complètement à 0. Elle est égale à la demi-période supérieure de la sinusoïde. T = 2π

10 inductance capacitance Il convient de noter que dans la forme présentée, les deux dernières formules ne peuvent pas être utilisées pour calculer le canon gaussien, ne serait-ce que pour la raison que lorsque le projectile se déplace à l'intérieur de la bobine, son inductance change tout le temps. Chapitre 2. Création d'un modèle de canon gaussien 2.1 Calcul des composants La base de conception d'un canon gaussien sont des condensateurs dont les paramètres déterminent les paramètres du futur canon magnétique. En analysant la littérature scientifique et les sources d'information, je parlerai de la construction des paramètres de mon modèle. Un condensateur est caractérisé par sa capacité électrique et la tension maximale à laquelle il peut être chargé. De plus, les condensateurs sont polaires et non polaires ; presque tous les gros condensateurs utilisés dans les accélérateurs magnétiques sont électrolytiques et polaires. Celles. il est très important de le connecter correctement, nous fournissons une charge positive à la borne +, et une charge négative à -. Connaissant la capacité du condensateur et sa tension maximale, vous pouvez trouver l'énergie que ce condensateur peut stocker. E = Connaissant l'énergie du condensateur, on peut trouver l'énergie cinétique approximative du projectile, ou simplement la puissance du futur accélérateur magnétique. En règle générale, l'efficacité du pistolet est d'environ 1,7% - c'est-à-dire divisé par 100 l'énergie des condensateurs, vous pouvez trouver l'énergie cinétique du projectile.

11 Cependant, lors de l'optimisation de la gaussienne, son efficacité peut être augmentée jusqu'à 4 à 7 %, ce qui est déjà significatif. Connaissant l'énergie cinétique du projectile et sa masse (m), on calcule sa vitesse de vol. V = 2 / [m / s], on le traduit en kilomètres par heure. Ensuite, nous calculons la longueur approximative de l'enroulement du solénoïde. Elle est égale à la longueur du projectile. L'enroulement doit être tel que lorsque le coup est tiré, au moment où le projectile approche de son milieu, le courant à l'intérieur serait déjà minime et le champ magnétique n'empêcherait pas le projectile de s'envoler de l'autre extrémité de l'enroulement. Le système condensateur-bobine est un circuit oscillant. Trouvons sa période d'oscillation. Le temps de la première demi-période d'oscillations est égal au temps que le clou vole depuis le début du bobinage jusqu'à son milieu, et puisque le clou était initialement au repos, alors environ ce temps est égal à la longueur de l'enroulement divisée par la vitesse du clou. Т = 2π Dans notre système, les oscillations ne seront pas du tout libres, donc la période d'oscillation sera légèrement supérieure à cette valeur. Cependant, nous en tiendrons compte plus tard lorsque nous calculerons directement le bobinage lui-même. La demi-période des oscillations est connue, la capacité des condensateurs ne reste également qu'à exprimer l'inductance de la bobine à partir de la formule. En pratique, nous prenons l'inductance de la bobine un peu moins en raison du fait que la période d'oscillations dues à la présence de résistance active dans le circuit sera plus longue. Divisez l'inductance par 1,5, je pense, pour un calcul estimé, c'est quelque chose comme ça. Maintenant on trouve à travers l'inductance et la longueur des paramètres de la bobine, le nombre de tours, etc. l'inductance du solénoïde est trouvée par la formule L = mm 0 (N 2 S) / l [H].

12 Où m est la perméabilité magnétique relative du noyau, m0 est la perméabilité magnétique du vide = 4π10-7, S est la section transversale du solénoïde, l est la longueur du solénoïde, N est le nombre de se tourne. Trouver la section transversale du solénoïde est assez simple, connaissant les paramètres du futur projectile, que nous avons déjà utilisés dans le calcul, vous devez déjà avoir regardé le tube sur lequel vous allez enrouler le solénoïde. Le diamètre du tube est facile à mesurer, estimer grossièrement l'épaisseur du futur enroulement et calculer la section transversale [m 2 ]. L'inductance nous est prise en tenant compte de la présence d'un projectile à l'intérieur de la bobine. Par conséquent, nous prenons la perméabilité magnétique relative approximativement (plus est possible, moins est impossible !) Bien que vous puissiez regarder le livre de référence et diviser cette valeur par deux (le projectile n'est pas toujours à l'intérieur du solénoïde). De plus, le diamètre de l'enroulement est supérieur au diamètre du projectile, par conséquent, la valeur de m tirée du livre de référence peut être à nouveau divisée par 2. Connaissant la longueur du solénoïde, la section transversale, le champ magnétique perméabilité du noyau à partir de la formule d'inductance, nous pouvons facilement exprimer le nombre de tours. Estimons maintenant les paramètres du fil lui-même. Comme vous le savez, la résistance d'un fil est calculée comme la résistivité du matériau multipliée par la longueur du conducteur et divisée par la section transversale du conducteur. Soit dit en passant, la résistivité du cuivre du fil de bobinage est légèrement supérieure à la valeur tabulée donnée pour le cuivre PURE. Moins il y a de résistance, mieux c'est. Celles. Il semble qu'un fil de plus grand diamètre soit préférable, mais cela entraînera une augmentation des dimensions géométriques de la bobine et une diminution de la densité du champ magnétique en son milieu, vous devez donc ici rechercher votre juste milieu. Dans le cas général, typique du foyer Gauss, pour une énergie de l'ordre de J et une tension dans un fil de bobinage en cuivre d'un diamètre de 0,8-1,2 mm est tout à fait acceptable.

13 ohms. À propos, la puissance des pertes actives est trouvée par la formule P = I 2 R [W] Où : I est le courant en ampères, R est la résistance des fils en En règle générale, 50% de l'énergie du condensateurs est TOUJOURS perdu sur la résistance active de la gaussienne. Sachant cela, il est assez facile de trouver le courant de bobine maximum. L'énergie dans une bobine est égale au carré du courant multiplié par l'inductance et divisée par 2, tout comme un condensateur. 2.2 Création et débogage du canon de Gauss Les constructions les plus simples peuvent être assemblées à partir de matériaux de récupération même avec des connaissances scolaires en physique. Attention! Les gros condensateurs chargés peuvent être très dangereux ! Fais attention! Commençons par assembler le pistolet avec un solénoïde (inducteur sans noyau). Le canon de la bobine est un morceau de paille en plastique de 40 cm de long. Enroulez soigneusement un fil de cuivre autour, boucle à boucle - la portée de tir de notre pistolet dépendra de la qualité de fabrication. Au total, vous devez enrouler 9 couches. En pratique, j'ai trouvé qu'il vaut mieux enrouler deux couches du bobinage d'excitation avec un conducteur en isolant PVC, qui dans ce cas ne doit pas être trop épais (pas plus de 1,5 mm de diamètre). Ensuite, vous pouvez tout démonter, retirer les rondelles et mettre la bobine sur la tige du feutre, qui servira de canon. La bobine finie peut être facilement testée en la connectant à une batterie de 9 volts : elle agit comme un électro-aimant. Les paramètres de l'enroulement, du projectile et des condensateurs doivent être coordonnés de telle sorte que, lors du tir, au moment où le projectile s'approche du milieu de l'enroulement, le courant dans ce dernier aurait déjà le temps

14 diminuera jusqu'à la valeur minimale, c'est-à-dire que la charge des condensateurs aurait déjà été complètement épuisée. Dans ce cas, l'efficacité d'un canon gaussien à un étage sera maximale. Ensuite, nous assemblons le circuit électrique, fixons ses éléments sur un support fixe. Vous pouvez façonner le canon en pistolet en plaçant les morceaux de chaîne dans le corps d'un jouet en plastique pour enfants. Mais j'ai mis la chaîne dans un corps de boîte en carton. Conformément à la technologie décrite, j'ai créé deux modèles de travail. J'ai mené une expérience parallèle, modifiant en conséquence le système de condensateurs (dans le deuxième modèle, il y a plusieurs condensateurs, dans le premier), le nombre de tours de solénoïde, divers types de connexion des sections de circuit. Tableau 1. Paramètres comparatifs des modèles de canon de Gauss. Paramètres 1er modèle 2ème modèle Avantages, inconvénients Capacité du condensateur [µF] Plus la capacité du condensateur est grande, plus le transformateur du circuit chauffe. La quantité d'énergie des tours de champ magnétique augmente avec le nombre de tours. 2.3 Analyse de la recherche J'ai étudié la dépendance de l'efficacité du canon sur la capacité du condensateur et l'inductance du solénoïde. En travaillant sur ce projet, je suis arrivé à la conclusion que la vitesse du projectile dépend de la capacité du condensateur et de l'inductance du solénoïde. Si j'inclus un transformateur dans mon montage, dont l'enroulement secondaire est plusieurs fois plus gros que l'enroulement primaire, alors :

15 Le taux de charge du condensateur augmente La puissance du condensateur La diminution de la tension d'entrée de l'installation Mais en étudiant les propriétés du pistolet, nous avons été confrontés au fait que le transformateur est très chaud. Par conséquent, le temps de fonctionnement de l'installation est considérablement réduit. En essayant de résoudre le problème de déperdition de chaleur du transformateur, j'ai proposé plusieurs solutions : Installer un système de refroidissement pour le transformateur. Refaire l'installation. Considérons chaque solution. Installer un système de refroidissement pour le transformateur. Nous mettons le transformateur dans une boîte spéciale. Nous installons des ventilateurs dans les murs de cette boîte, qui feront passer l'air à travers le transformateur et le jetteront. Mais des problèmes secondaires surviennent : la consommation d'énergie de l'installation augmente, la taille de l'installation elle-même augmente, de grandes quantités de dioxyde de carbone sont libérées dans l'atmosphère. Refaire l'installation. L'idée est d'utiliser plusieurs condensateurs au lieu d'un transformateur, qui sera connecté en série.

16 La puissance de l'installation est augmentée. Mais le temps de charge des condensateurs augmente, tout comme la consommation d'énergie. Le problème de la consommation élevée d'électricité peut être résolu à l'aide de nouvelles technologies. Un réacteur thermonucléaire peut être utilisé comme source de courant. Mais une telle configuration n'est pas encore bien comprise : elle produit beaucoup moins d'électricité qu'elle n'en consomme. Lors de son utilisation, une grande quantité de chaleur est dégagée, ce qui rend le temps de fonctionnement du réacteur très court. Réduisez le temps de décharge, alors l'inertie sera augmentée. Conclusion En recherchant le canon, je suis arrivé à la conclusion que les matériaux pour assembler la configuration sont disponibles ; il y a beaucoup de littérature dans le monde qui aide à comprendre les principes du canon et les différentes façons de l'assembler. Mais lors de l'utilisation d'un canon, le problème de son utilisation se pose, que dans le monde moderne, un canon ne peut être utilisé que dans des intérêts militaires et spatiaux, tk. il est très difficile de calculer le comportement de la bobine lors de l'utilisation de modèles dans d'autres domaines de la vie humaine. J'ai découvert qu'il est théoriquement possible d'utiliser des canons de Gauss pour lancer des satellites légers en orbite. L'application principale est les installations d'amateurs, la démonstration des propriétés des ferromagnétiques. Il est aussi assez activement utilisé comme jouet d'enfant ou comme installation artisanale qui développe la créativité technique (simplicité et sécurité relative). Cependant, malgré l'apparente simplicité du canon de Gauss, son utilisation comme arme se heurte à de sérieuses difficultés, dont la principale : des coûts énergétiques élevés.

17 La première et principale difficulté est le faible rendement de l'installation. Seulement 1-7% de la charge du condensateur est transféré dans l'énergie cinétique du projectile. Cet inconvénient peut être partiellement compensé par l'utilisation d'un système d'accélération de projectile à plusieurs étages, mais dans tous les cas, le rendement atteint rarement 27%. Fondamentalement, dans les installations amateurs, l'énergie stockée sous forme de champ magnétique n'est en aucun cas utilisée, mais est la raison d'utiliser des clés puissantes pour ouvrir la bobine (règle de Lenz). La deuxième difficulté est la forte consommation d'énergie (due à un faible rendement). La troisième difficulté (qui découle des deux premières) est le poids et les dimensions importants de l'installation avec son faible rendement. La quatrième difficulté est le temps assez long de recharge cumulée des condensateurs, ce qui oblige à transporter une source d'alimentation avec un pistolet Gauss (en règle générale, une batterie rechargeable puissante), ainsi que leur coût élevé. Il est théoriquement possible d'augmenter le rendement si des solénoïdes supraconducteurs sont utilisés, mais cela nécessitera un système de refroidissement puissant, ce qui pose des problèmes supplémentaires et affecte sérieusement le domaine d'application de l'installation. Vous pouvez également utiliser des condensateurs de batterie remplaçables. La cinquième difficulté avec une augmentation de la vitesse du projectile, le temps d'action du champ magnétique, pendant le temps du vol du projectile solénoïde, est considérablement réduit, ce qui conduit à la nécessité non seulement d'allumer chaque bobine suivante du système à plusieurs étages à l'avance, mais aussi d'augmenter la puissance de son champ au prorata de la réduction de ce temps. Habituellement, cet inconvénient est immédiatement ignoré, car la plupart des systèmes faits maison ont soit un petit nombre de bobines, soit une vitesse de balle insuffisante. En milieu aquatique, l'utilisation d'un pistolet sans gaine de protection est également sérieusement limitée par la distance d'induction de courant suffisante pour que la solution saline se dissocie sur la gaine avec formation d'agents agressifs.

18 médias (dissolvants), ce qui nécessite un blindage magnétique supplémentaire. Ainsi, aujourd'hui, le canon de Gauss n'a aucune perspective en tant qu'arme, car il est nettement inférieur aux autres types d'armes légères fonctionnant selon d'autres principes. Théoriquement, des perspectives sont bien sûr possibles si des sources compactes et puissantes de courant électrique et des supraconducteurs (K) à haute température sont créées. Cependant, une installation similaire à un canon de Gauss peut être utilisée dans l'espace, car dans des conditions de vide et d'apesanteur, bon nombre des inconvénients de telles installations sont nivelés. En particulier, les programmes militaires de l'URSS et des États-Unis ont envisagé la possibilité d'utiliser des installations comme le canon de Gauss sur des satellites en orbite pour détruire d'autres engins spatiaux (obus avec un grand nombre de petites pièces dommageables) ou des objets à la surface de la Terre. Les tests du canon de Gauss ont donné un chiffre de 27% d'efficacité. C'est-à-dire, selon les experts, qu'un tir d'un gauss perd même contre les pneumatiques chinois. La recharge est lente - la cadence de tir est hors de question. Et le plus gros problème est qu'il n'y a pas de sources d'énergie puissantes et mobiles. Et jusqu'à ce que ces sources soient trouvées, vous pouvez oublier de vous armer de canons Gauss.

dix-neuf . Références 1.G.S. Landsberg Manuel élémentaire de physique I, II, III tome. Maison d'édition "Prosveshchenie" 1988 2. Melkovskaya LB Répétons la physique. Manuel pour les candidats aux universités. Vysshaya Shkola Publishing House 1977 Ressources utilisées : 1. Ressources Internet : article : 2. Vidéo : «

20 5.

Gymnase GBOU 1540 Nomination : "Projet de travail". Travail de conception et de recherche sur le thème : "Création d'une maquette du Gun & Gas".

Travail de recherche sur le thème : « FABRICATION D'UN PISTOLET GAUSS DANS DES CONDITIONS DOMESTIQUES ET RECHERCHE DE SES CARACTÉRISTIQUES » Réalisé par : Vanchikov Viktor Popov Vladimir Élèves de 11e de MAOU « Lycée 22 » Encadrant :

Électricité et magnétisme, partie 2 1. Le condensateur du circuit oscillant est connecté à une source de tension constante. Graphiques et représentent la dépendance au temps t des grandeurs physiques caractérisant

VÉRIFIER LE FONCTIONNEMENT 3 OPTION 1 1. Trois sources de courant avec EMF ξ 1 = 1,8 V, ξ 2 = 1,4 V, ξ 3 = 1,1 V sont court-circuitées par les mêmes pôles. Résistance interne de la première source r 1 = 0,4 Ohm, la seconde

VIe conférence scientifique des écoliers de la région d'Irkoutsk "L'homme et l'espace" Pistolets électromagnétiques Travaux de recherche Réalisé par : Dmitry Sergeevich Cherepanov gr. 25-11 Professeur de physique : Demidova L.I.,

"LOIS DC". Le courant électrique est appelé mouvement directionnel ordonné des particules chargées. Pour l'existence d'un courant, deux conditions sont nécessaires : ​​La présence de charges gratuites ; La présence d'un externe

PHYSIQUE 11.1 MODULE 2 1. Champ magnétique. Vecteur d'induction magnétique. Ampère force Option 1 1. L'interaction de deux conducteurs parallèles à travers lesquels circule un courant électrique est appelée 1) électrique

Électricité et magnétisme Champ électrostatique dans le vide Tâche 1 Les affirmations suivantes sont vraies pour les champs électriques statiques : 1) le flux du vecteur de l'intensité du champ électrostatique à travers

4.4. Induction électromagnétique. La règle de Lenz. Le phénomène d'induction électromagnétique a été découvert par l'éminent physicien anglais M. Faraday en 1831. Il consiste en l'apparition d'un courant électrique dans un

Induction électromagnétique Le phénomène d'induction électromagnétique L'induction électromagnétique est le phénomène de l'apparition d'un courant dans un circuit conducteur fermé lorsque le flux magnétique qui le traverse change. Phénomène

LYCEUM 1580 (AT MSTU nommé d'après N.E. Bauman) DEPARTEMENT "FONDATIONS DE PHYSIQUE", CLASSE 11, 3 SEMESTRE 2018-2019 ANNEE SCOLAIRE Option 0 Problème 1. Anneau de désherbage à lisier de surface S = 100 cm 2 - ayant une résistance R = 0 , 01

9.Électrodynamique. Magnétisme. 005 1. La force de Lorentz peut être déterminée par la formule A) F = q Bsinα. B) F = I l Bsinα. C) F = qe. D) F = k. E) F = pgv .. les courants apparaissant dans les conducteurs massifs sont appelés A)

Tâches. Principe de superposition. 1. Aux sommets du carré, il y a des charges identiques Q = 0, 3 nL chacune. Quelle charge négative Q x doit être placée au centre du carré pour que la force de répulsion mutuelle

Travail d'épreuve sur le thème Electromagnétisme 11 classe 1 option A1. A l'aiguille magnétique (le pôle nord est ombré, voir photo), qui peut être tournée autour d'un axe vertical perpendiculaire au plan

C1.1. La figure montre un circuit électrique composé d'une cellule galvanique, d'un rhéostat, d'un transformateur, d'un ampèremètre et d'un voltmètre. Au moment initial, le curseur du rhéostat est placé au milieu

10. La figure montre deux circuits électriques isolés l'un de l'autre. Le premier contient une source de courant connectée en série, un rhéostat, une bobine d'inductance et un ampèremètre, et le second fil

Dans le schéma de la figure, la résistance de la résistance et l'impédance du rhéostat sont égales à R, la FEM de la batterie est égale à E, sa résistance interne est négligeable (r = 0). Comment ils se comportent (augmenter, diminuer, rester

4. Longues files 4.1. Propagation du signal sur une longue ligne Lors de la transmission de signaux pulsés sur une ligne bifilaire, il est souvent nécessaire de prendre en compte la vitesse de propagation finale du signal le long de la ligne.

C1.1. La photo montre un circuit électrique composé d'une résistance, d'un rhéostat, d'une clé, d'un voltmètre numérique connecté à une batterie et d'un ampèremètre. En utilisant les lois du courant continu, expliquez comment

Devoirs sur le thème : Option "Vibrations électriques". Dans le circuit oscillant, l'inductance de la bobine L = 0, H. L'amplitude du courant change selon la loi I (t) = 0,8sin (000t + 0,3), où t est le temps en secondes,

Essai de génie électrique. Option 1. 1. Quels appareils sont représentés sur le schéma ? a) ampoule et résistance ; b) ampoule et fusible ; c) une source de courant électrique et une résistance.

Département de l'enseignement professionnel secondaire de la branche de l'établissement d'enseignement budgétaire de l'État fédéral de l'enseignement professionnel supérieur "Ufa State Aviation

TRAVAIL 4 RECHERCHE DES PROCESSUS DE TRANSITION DANS UN CIRCUIT CONTENANT UNE RESISTANCE ET UN CONDENSATEUR Objectif du travail : étudier la loi de variation de tension lors de la décharge du condensateur, déterminer la constante de temps du circuit R et

4 L'induction électromagnétique 41 La loi de l'induction électromagnétique 1 Les courants électriques créent un champ magnétique autour d'eux Il existe aussi le phénomène inverse : un champ magnétique provoque l'apparition de courants électriques

Bloc 9. Induction électromagnétique. Courant alternatif. Cours : 9.1 Le phénomène de l'induction électromagnétique. Flux magnétique. La loi de l'induction électromagnétique. Raisons du courant d'induction : force de Lorentz

ACCÉLÉRATEUR DE MASSE ÉLECTROMAGNÉTIQUE PHYSIQUE Monin V.S. MBOU Odintsovo Lyceum 10, 9e année 429 Superviseur : Chistyakova I.V., MBOU Odintsovo Lyceum 10, professeur de physique Superviseur : Monin S.V. Le passeport

TRAVAIL DE CONTRLE 3 OPTION 1 1. Quatre charges identiques Q 1 = Q 2 = Q 3 = Q 4 = 40 knl sont fixées aux sommets d'un carré de côté a = 10 cm Déterminer la force F agissant sur chacune de ces charges

Conférence 6 Le phénomène d'auto-induction. Inductance Dans un circuit conducteur fermé situé dans un champ magnétique alternatif, en raison du phénomène d'induction électromagnétique, un courant d'induction apparaît. Dans ce cas, le magnétique

DC 2008 Le circuit se compose d'une source de courant avec une FEM de 4,5V et une résistance interne de r =, 5 ohms et des conducteurs avec une résistance de 4,5 ohms et 2 = ohms Le travail effectué par le courant dans le conducteur en 20 minutes est égal à r

Gymnase GBOU 1576 Projet "Déchets dans l'espace" Moscou 2017 Réalisé par : Zotova Daria Mityushina Anastasia Blind Ksenia Ivanova Ksenia Gazaev Georgy Superviseur : Ermolenko I. V. Introduction Problèmes

EMPLOI APPROXIMATIF EN PHYSIQUE CLASSE 11 (NIVEAU DE BASE) plongée 2 Champ magnétique. Champ magnétique homogène et inhomogène 1. Quelle substance n'est pas du tout attirée par un aimant ? 1) Acier 2) Verre 3)

Variante 1 1. Les charges de 10 nL sont situées à une distance de 6 cm les unes des autres. Trouvez l'intensité et le potentiel du champ en un point situé à 5 cm de chaque charge. 2. Deux charges de + 2nC chacune sont allumées

Recueil de problèmes pour la spécialité OP 251 1 Champ électrique. Tâches de difficulté moyenne 1. Deux corps ponctuels avec des charges Q 1 = Q 2 = 6 10 11 C sont situés dans les airs à une distance de 12 cm l'un de l'autre. Définir

Sujet 2.3. INDUCTION ELECTROMAGNETIQUE 1. Phénomène d'induction électromagnétique (expériences de Faraday) 2. Loi de Faraday 3. Courants de Foucault (courants de Foucault) 4. Inductance de circuit. Auto-induction 5. Induction mutuelle 1. Phénomène

Karl Friedrich Gauss (1777 1855) Modèle d'école en pratique pour étudier les principes et les subtilités du canon de Gauss construire une installation électromagnétique pour les cours de physique développer des compétences en travaillant avec l'électricité

Option 1 1. Deux charges électriques ponctuelles q et 2q à une distance r l'une de l'autre sont attirées avec une force F. Avec quelle force les charges 2q et 2q seront-elles attirées à une distance de 2r ? Réponse. 1 2 F. 2. Aux sommets

IV Yakovlev Matériaux de physique MathUs.ru Auto-induction Thèmes du codificateur USE : auto-induction, inductance, énergie du champ magnétique. L'auto-induction est un cas particulier d'induction électromagnétique. Il s'avère que,

Recueil de problèmes pour la spécialité AT 251 1 Circuits électriques à courant continu Tâches de complexité moyenne 1. Déterminer quelle doit être la polarité et la distance entre deux charges 1.6 10 -b C et 8 10

Le travail de la force Ampère Permettez-moi de vous rappeler que la force Ampère agissant sur l'élément du courant linéaire est donnée par la formule (1) Regardons la figure Le long de deux conducteurs horizontaux fixes (rails) il peut se déplacer librement

Sur le schéma de circuit non linéaire, les résistances des résistances linéaires sont indiquées en Ohms ; courant J = 0,4 A ; la caractéristique de l'élément non linéaire est donnée dans un tableau. Trouver la tension et le courant d'un élément non linéaire. moi, un 0 1,8 4

1. Résultats attendus de la maîtrise de la matière académique A l'issue des études de physique de la 8e année dans la section étudiée : Phénomènes électriques et magnétiques L'étudiant apprendra : à reconnaître les phénomènes électromagnétiques

Département de physique, épreuves pour étudiants par correspondance 1 Travail d'épreuve 3 ÉLECTRICITÉ 1. Deux billes de même charge sont suspendues en un point à des fils de même longueur. Dans ce cas, les filets s'écartaient d'un angle . des ballons

La figure montre un circuit CC. La résistance interne de la source de courant peut être négligée. Établir une correspondance entre les quantités physiques et les formules par lesquelles elles peuvent être calculées (

Exemples de résolution de problèmes Exemple Trouver l'inductance d'une bobine toroïdale de N tours, dont le rayon intérieur est b, et la section transversale est carrée avec un côté Espace à l'intérieur de la bobine

3.3 CHAMP MAGNÉTIQUE 3.3.1 Interaction mécanique des aimants. Un champ magnétique. Vecteur d'induction magnétique. Principe de superposition des champs magnétiques : Lignes du champ magnétique. Motif des lignes de la rayure et du champ en forme de fer à cheval

Sujet : Conférence 33 Loi de Faraday sur l'induction électromagnétique. La règle de Lenz. EMF d'un conducteur se déplaçant dans un champ magnétique. La nature de la CEM apparaissant dans un conducteur fixe. La relation électrique et magnétique

Électricité et magnétisme Électrostatique L'électrostatique est une branche de l'électrodynamique dans laquelle les propriétés et les interactions des corps immobiles chargés électriquement sont étudiées. Lors de la résolution de problèmes en électrostatique

ELECTRODYNAMIQUE Kirillov AM, professeur de gymnase en 44, Sotchi (http://kirilladrey7.arod.ru/) ., Horuzhy

1 CALCUL DES PARAMÈTRES D'UNE INSTALLATION ÉLECTROMAGNÉTIQUE DE TRAITEMENT DES LIQUIDES DU DÉPT VATYEGANSKY TPP "KOGALYMNEFTEGAZ" V.I.

IV Yakovlev Matériaux de physique MthUs.ru Induction électromagnétique Problème 1. Un anneau de fil de rayon r est dans un champ magnétique uniforme, dont les lignes sont perpendiculaires au plan de l'anneau. Induction

C1 "ELECTROMAGNETISME", "INDUCTION ELECTROMAGNETIQUE" Un conducteur horizontal droit est suspendu à deux ressorts. Un courant électrique circule dans le conducteur dans le sens indiqué sur la figure. A un moment donné

Elena Morozova, Alexey Razin Alimentations laser Brèves notes de cours sur la discipline "Technologie laser" Cours Tomsk 202 Composants d'alimentation et circuits simples basés sur ceux-ci Tout laser

Département de physique de l'Académie agricole d'État de Nijni Novgorod. ÉLECTROMAGNÉTISME. VIBRATIONS ET ONDES. PROCESSUS D'ONDES Tâches thématiques pour contrôler le niveau de connaissances des étudiants en physique.

3 Oscillations électromagnétiques Informations de référence Les tâches de cette section sont consacrées aux oscillations électromagnétiques naturelles Les valeurs efficaces du courant et de la tension sont déterminées à partir de l'expression i dt, 4 u dt,

Travail de recherche Sujet physique "Accélérateur de masse électromagnétique" Réalisé par: Monin Viktor Sergeevich étudiant de la 9e année MBOU Odintsovo Lyceum 10 Superviseur: Chistyakova Irina Viktorovna

Électrodynamique 1. Lorsqu'une résistance de résistance inconnue est connectée à une source de courant avec une FEM de 10 V et une résistance interne de 1 Ohm, la tension à la sortie de la source de courant est de 8 V. Quelle est l'intensité du courant

1 4 Induction électromagnétique 41 La loi de l'induction électromagnétique La règle de Lenz En 1831, Faraday découvrit l'un des phénomènes les plus fondamentaux de l'électrodynamique, le phénomène de l'induction électromagnétique : dans un

IV Yakovlev Matériaux de physique MathUs.ru Oscillations électromagnétiques Problème 1. (MFO, 2014, 11) Un condensateur chargé commence à se décharger à travers l'inducteur. En deux millisecondes son électrique

SOLUTIONS DE PROBLÈMES DU DEUXIÈME TOUR DE L'OLYMPIADE EN ÉLECTRONIQUE 017/018 année académique. 9 CLASSE 1. Le principe de fonctionnement de nombreux appareils électroniques est basé sur le mouvement des électrons dans un champ électrique. La figure montre

Partie 1 Les réponses aux tâches 1 4 sont un chiffre, un nombre ou une séquence de nombres. Notez la réponse dans le champ de réponse dans le texte du travail, puis transférez-la dans le FORMULAIRE DE RÉPONSE 1 à droite du numéro de la tâche correspondante,

PRÉPARATION ÉLECTROMAGNÉTISME. 1. Quelle lettre en physique est d'usage pour désigner l'induction magnétique ? Flux magnétique? Inductance? CEM d'induction ? Longueur du conducteur actif ? La perméabilité magnétique du milieu ? Énergie

Option 1 A1. Dans l'équation de vibration harmonique q = qmcos (ωt + φ0), la valeur sous le signe cosinus est appelée 3) l'amplitude de la charge A2. La figure montre un graphique de la dépendance du courant dans le métal