Kuinka tehdä kisko (tieteellinen selitys): 17 vaihetta

2024 Kirjoittaja: John Day | [email protected]. Viimeksi muokattu: 2024-01-30 09:02

VAROITUS: Lue "TÄRKEÄ" vaiheet, jotta et vahingoita itseäsi tai saat sähköiskuja, jos päätät tehdä parannetun version kiskosta

Tekijä: Duncan Yee

Yleiskatsaus

Kiskopistoolin käsite koostuu johtavan kohteen kuljettamisesta 2 johtavaa kiskoa pitkin magneettisen voiman ja sähkövoiman vaikutuksesta. Käyttövoiman suunta johtuu sähkömagneettisista kentistä, joita kutsutaan Lorentzin voimaksi.

Varattu hiukkanen, joka liikkuu nopeudella [V] magneettikenttään [B] nähden kohtisuorassa olevan sähkökentän läpi, kokee voiman [F], kuten on esitetty oikealla olevassa kaaviossa. Tämä kaavio havainnollistaa Lorentzin voiman suuntaa oikean käden säännön avulla.

Tässä kokeessa varautuneiden hiukkasten liike sähkökentän läpi on kuparilangan poikki kulkevan sähkövarauksen virtaus. Magneettikenttä indusoidaan erittäin vahvoilla neodyymimagneeteilla.

Yhtälö on siis ristitulo: [F] = Il X [B]

I - nykyinen

l - langan pituus

Osat

Suuret suorakulmaiset neodyymimagneetit (Leen PID: 60012)

12AWD -kuparilanka (Leen PID: 22498)

12 V: n akku (Leen PID: 81036)

Alligaattoripidikkeet (Leen PID: 690)

Exacto -veitsi (Leen PID: 5457)

Diagonaalileikkuri (Leen PID: 10383)

Pahvi (Leen kierrätysastia)

Valinnainen: Digitaalinen kompassi (Leen PID: 98411)

Osat parantavat muotoilua

450 V 470uF kondensaattorit (Leen PID: 8604)

600V 35A -sillan tasasuuntaaja (Leen PID: 71096)

60VA askel alas/ylöspäin eristetyt muuntajat (Leen PID: 10501)

Virtajohto (Leen PID: 2995)

26 AWG -liitäntälankaa (Leen PID: 224007) tai enemmän Alligaattoripidikkeitä

Sähköteippi (Leen PID: 10564)

Superliima (Leen PID: 4327)

Ferriittihelmi (Leen PID: 10812)

Silikonitiiviste (Leen PID: 16028)

Digitaalinen yleismittari (Leen PID: 10924)

Vaihe 1: 12AWD -kuparijohtimien kuoriminen ja kiskojen sijoittaminen

Leikkaa kuparilangan muovisuojus pois tarkan veitsen avulla. Leikkaa kaksi lankaa 2 metrin pituiseksi lävistäjäleikkurilla. Leikkaa vielä 2 tuuman pituinen lankakaistale, jota käytetään vetävänä esineenä. Kupari valitaan, koska se on hyvä sähkönjohdin.

Leikkaa pahvista 2 pientä ympyrää ja tee reikä ympyrän keskelle. Kiinnitä tämä 2 tuuman langan päihin, jotta se pysyy sauvojen polulla polttamisen aikana.

Älä taivuta johtoja, kun tuot ne kotiin, jotta voit suoristaa ne "kiskoina". Tarjoa heille jotain, joka ei johda sähköä, jotta he eivät oikosulje. Käytin kahta viivainta, mutta voit käyttää Leen kierrätysastiasta löytyvää pahvia. Kiinnitä alligaattoripidike, jolloin toinen pää on vapaa kiskojen molemmista päistä.

Vaihe 2: Magneettikentän indusointi (1)

Käyttämieni hallitsijoiden korkeuden ansiosta voin sovittaa viisi suorakulmaista neodyymimagneettia kiskojen alle. Mitä enemmän magneetteja on pinottu, sitä voimakkaampi magneettinen voima on. Varmista, että magneetit eivät kosketa kuparilankoja, koska tämä taas aiheuttaa oikosulun.

Koska neodyymimagneetit koostuvat pohjoisnavasta toisella puolella ja etelänapa toisella puolella, pinota kasvot ylös.

Pidä magneetit samaan suuntaan koko tämän kokeilun ajan. Poista pino magneetteja halutulle korkeudelle ja aseta ne kahden kiskon alle ja väliin. Aseta toinen pino mahdollisimman lähelle kiskoja. Näiden magneettipinojen välinen magneettinen voima vastustaa toisiaan. Pidin ne paikallaan kahden hallitsijan kanssa.

Vaihe 3: Magneettikentän indusointi (2)

Tässä vaiheessa emme tiedä, suunnataanko magneettinen voima ylöspäin vai alaspäin. Sillä ei myöskään ole väliä. Voit kuitenkin määrittää suunnan kompassilla. Kompassin pohjoisnapa on suunnattu magneetin etelänapaan. Tämä kertoo myös magneettisen voiman suunnan.

TÄRKEÄÄ: näitä magneetteja on todella vaikea käsitellä, ja jos ne törmäävät toisiinsa, ne rikkoutuvat ja rikkoutuvat helposti.

Vaihe 4: Sähkövarauksen virtauksen indusointi

Aseta suoristettu 2 tuuman kuparilanka kiskoja pitkin yhden magneettipinon yläpuolelle. Tämä aiheuttaa oikosulun kiskoihin, mutta tässä haluamme sähkövarausten virtaavan.

Liitä alligaattoripidikkeiden vapaat päät, toinen 12 V: n akun navan negatiiviseen päähän ja toinen positiiviseen päähän. 2 tuuman sauva liikkuu nyt. Liikkeen suunta voidaan määrittää yllä kuvatuilla voimilla käyttämällä oikean käden sääntöä. Jos et käyttänyt kompassia magneettisen voiman suunnan määrittämiseen, voit helposti muuttaa käyttötangon suuntaa vaihtamalla liitännät akun napaan. Tämä voidaan jälleen vahvistaa oikean käden säännön kuvauksella.

Irrota yksi alligaattorin pidikkeen liitännöistä 12 V: n akun navasta.

Vaihe 5: Kiskopistoolin laukaisu

Aseta ajettava vaijeri kiskon toiseen päähän noin neljänneksen ensimmäisen magneettipinon yläpuolelle. Kytke alligaattorin pidike uudelleen 12 V: n akun napaan ja johto laukaisee.

… Tämä ei laukaise vaikuttavasti, koska näet, että lanka liikkuu vain seuraavaan magneettiin eikä sillä ole voimaa työntää sitä magneettien väliin. Mutta..

- - - - - - - - - - - - - - Kiskon parantaminen - - - - - - - - - - - - - - - - - -

Vaihe 6: Magneettikentän indusointi

Liimaa magneettipino käyttämällä johtamatonta materiaalia (puuta, muovia) kestävää mittatikkua toiselle puolelle superliimalla ja kääri se paikalleen sähköteipillä. Odota, että se kuivuu. Kun magneetit osoittavat samaan suuntaan kuin alkuperäinen malli, toista toisella magneetipinolla aivan ensimmäisen pinon vieressä. Tämä voi olla hieman vaikeaa, koska magneetit vastustavat toisiaan. Hanki joku vahva tekemään tämän.

Odota jälleen, että se kuivuu ja toista, kunnes magneettirivi saavuttaa kiskojen pituuden. Aseta mittatikku kahden kiskon alle ja väliin magneetit vastakkaiselle puolelle. Tämä aiheuttaa magneettikentän koko kiskojen pituudelta, mikä mahdollistaa langan eteenpäin viemisen eteenpäin.

Vaihe 7: Ammuksen asettaminen

Aseta ferriittihelmi tasaiselle pinnalle ja täytä puolet helmistä silikonitiivisteellä ja odota sen kuivumista. Kiinnitä työntyvän langan päät silikonin keskelle ja liimaa se paikalleen superliimalla. Varmista, että vaijeri on riittävän pitkä pitääkseen kosketuksen kiskoihin. Tämä pitää ammuksen kiskojen reitillä vähemmän kitkaa verrattuna alun perin käytettyyn kartonkiin.

HUOMAUTUS: Saatat joutua käyttämään isompaa ferriittipalloa ammuksen painon lisäämiseksi, jos se päätyy lentämään ammuttaessa.

Vaihe 8: Kondensaattoreiden asentaminen

Valittuja kondensaattoreita voidaan ajatella suurempana akuna. Akun kaltainen kondensaattori pitää varauksen, joka putoaa hyvin nopeasti verrattuna tavallisiin paristoihin, joita käytetään yleisesti (AA, AAA jne.). Tämä purkausnopeus riippuu aikavakiosta; Mitä suurempi aikavakio, sitä kauemmin kondensaattori pitää varauksensa.

Aikavakion kaava on: [T] = R * C

[T] = aikavakio

R = vastus

C = kapasitanssi (kondensaattorin)

Koska kuparin vastus ei voi muuttua rajusti, voimme lisätä varauksen pidemmän ajan vakion lisäämiseksi lisätä kondensaattoreiden kapasitanssia liittämällä ne rinnakkain 26 AWG -johdon kanssa. Valitun kondensaattorin nauhalla on negatiivinen merkki (-), mikä tarkoittaa sitä lähinnä olevaa pylvästä negatiivista. Liitä ne rinnakkain yhdistämällä yhden kondensaattorin negatiivinen napa seuraavan negatiiviseen napaan. Toista positiivisella viestillä. Tämä vastaa yhden "pariston" käyttämistä virtalähteenä, jolloin kapasitanssi on kytkettyjen kondensaattoreiden lukumäärän summa.

HUOMAUTUS: 3 kondensaattoria ei ehkä riitä latauksen pitämiseen, voit lisätä enemmän mielesi mukaan.

Vaihe 9: Kondensaattoreiden lataaminen (1)

Valitsemani kondensaattorit kestävät enintään 450 volttia. Näiden kondensaattoreiden lataamiseksi käytämme niissä 450 volttia pistorasiasta tulevan virran avulla.

TÄRKEÄÄ: tarkista maasi syöttämä jännite. Se on joko 120 tai 220 voltin vaihtovirta. Kanadassa se on 120 volttia, mikä tarkoittaa, että meidän on kerrottava tämä karkeasti 4: llä 450 voltin saavuttamiseksi.

Kytke virtajohdon päät yhteen muuntajaan 0 ja 120 pisteellä käyttämällä 2 alligaattoripidikettä. Yhdistä pidikkeiden päät muuntajan toiseen päähän 0 ja 220 ° C: lla käyttämällä vielä 2 alligaattoripidikettä. Tämä suhde moninkertaistaa jännitteen seinästä 1.8.

Liitä ensimmäisestä muuntajasta tulevien alligaattoripidikkeiden päät toiseen muuntajaan 0 ja 120. Yhdistä pidikkeiden päät muuntajan toiseen päähän 0 ja 220. Käytä vielä 2 alligaattoripidikettä. Tämä lisää jälleen jännite 1,8, jolloin yhteensä 3,6.

Vaihe 10: Kondensaattoreiden lataaminen (2)

TÄRKEÄÄ: älä koske virtajohdon päihin, muuten saat sähköiskun. Kääri paljaat johdot sähköteipillä, jotta et voi koskea niihin. Älä myöskään kosketa muuntajaan kytkettyjen alligaattoripidikkeiden päitä.

Vaihe 11: Kondensaattoreiden lataaminen (3)

Testaa jännite alligaattoripidikkeiden päistä, jotka on liitetty toisen muuntajan päihin, yleismittarilla yli 450 V: n asetuksella (vino viiva V: n vieressä, ei suora viiva). Jännite, kun se kytketään seinään, on odotettua alhaisempi johtimien ja kaiken liitetyn vuoksi.

Vaihe 12: Kondensaattoreiden lataaminen (4)

Koska seinästä tuleva virta on vaihtovirtaa ja kondensaattorit on ladattava tasavirralla (sen napaisuus on positiivinen ja negatiivinen), käytämme tasasuuntaajaa vaihtamaan verkkovirta tasavirtaan. Liitä alligaattoripidikkeiden päät toisesta muuntajasta sillan tasasuuntaajan kahteen keskimmäiseen nastaan varmistaen, että alligaattoripidikkeet eivät kosketa muita tappeja.

Vaihe 13: Kondensaattoreiden lataaminen (5)

Sillan tasasuuntaajan ulkoisten nastojen yläpuolella oleva symboli on joko + tai -. Liitä nämä kondensaattoreiden + ja - päihin käyttämällä vielä 2 alligaattoripidikettä.

Vaihe 14: Kondensaattoreiden lataaminen (6)

Kytke virtajohto seinään ja odota noin 30 sekuntia, kunnes kondensaattorit latautuvat täyteen. Irrota virtajohto.

TÄRKEÄÄ: älä kosketa kondensaattoreiden kahta päätä samanaikaisesti, muuten se voi satuttaa. Testaa, onko kondensaattorit ladattu täyteen yleismittarilla yli 450 V DC: n asetuksella (suora viivan vieressä, ei suoraviivainen).

Vaihe 15: Kondensaattoreiden lataaminen (7)

HUOMAUTUS: Voit kytkeä kondensaattorit sarjaan (negatiivinen napa positiiviseen napaan) luodun virtalähteen jännitteen lisäämiseksi. Käytä samaa määrää kondensaattoreita jokaiselle rinnakkain kytketylle kondensaattorisarjalle (esimerkki: jos 3 kondensaattoria on valittu kytkettäväksi rinnakkain alla olevassa kuvassa, kytke sarja 3 rinnakkaiskytkettyyn kondensaattoriin, joissa on yhteensä 6 kondensaattoria).

Tässä esimerkissä 2 sarjaa rinnakkaiskytkettyjä kondensaattoreita on kytketty sarjaan 900 voltin virtalähteelle. Kunkin rinnakkaiskytkettyjen kondensaattoreiden kokonaiskapasitanssi on 940uF.

Vaihe 16: Kiskon asentaminen

Aseta ammus tangon toisen pään yläpuolelle magneetin osan yläpuolelle. Kytke kondensaattorin negatiivinen pää yhteen kiskon päistä alligaattoripidikkeellä, kuten aiemmin käytetty paristo. Liitä pidikkeen toinen pää toiseen kiskoon käyttämällä toista alligaattoripidikettä ja jätä leikkeen toinen pää vapaaksi.

Vaihe 17: Kiskopistoolin laukaisu

Liitä kondensaattorin positiivinen pää alligaattoripidikkeen vapaaseen päähän, joka on liitetty toiseen tankoon, ja ammus ampuu.