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白井黑子 发布于2017-03-22 19:17
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低压线圈炮效率真的高吗?

楼层直达
        这段时间一些QQ群里面出现了一些神论,这类神论实在是太多,我会慢慢发帖批判一番。
        进入今天的批判的神论“低压线圈炮高效率”。
        首先我们看这两个线圈,保证这两个线圈的电流相同都是I。
        我们可以选择将两组线圈进行并联或者串联,但是无论再怎么并联串联其实际的作用效果都一样。唯一的不同就是并联的总线电流是2I,串联是I。

图片:屏幕快照 2017-03-22 17.08.46.png


        既然上面那张图的并串联的实际作用效果都一样,那么我们来一个更大胆的,把四个线圈合并成一个,也就是下面这张图。这时候线圈内的电流是4I。我们可以发现除了总线电流变大了以外,实际作用效果和上面那张图还是一样的。

图片:屏幕快照 2017-03-22 17.14.33.png


        单位面积通过的电流叫做电流密度,只要稍微读过电炮原理的人都会发现,书中很少会提到匝数问题,都是通过电流密度来求解。通过上面两张图的对比我们就可以知道,相同形状的线圈,只要控制电流密度相同,那么实际作用效果也是一样的。

图片:屏幕快照 2017-03-22 17.23.42.png


      之前有些人做的实验证明了低压的高效,其实这类实验没有任何意义,因为他们并没有做阻抗匹配,导致电流密度和放电时间也发生了变化。

那么如何设计一个不同电压,其他因素不变的电磁炮呢?
       在LC回路发生震荡的时候,由于电感抑制电流的作用,这时候线圈相当于一个电阻,只不过能量是储存在磁能中不会形成焦耳热而损失。



我们将带入电容器的能量计算公式,我可以发现:在电阻较小的情况下,峰值电流只与电容器储能和电感有关。

图片:屏幕快照 2017-03-22 17.52.27.png





当一个线圈尺寸确定后,唯一可以改变的就是匝数,当电流密度确定后,电感与匝数的二次方成正比。

图片:6d36f951f31d547ccfabc5973e97cfeb_b.png


对于一款电磁炮来说,加速时间也是一个不变量,通过公式我们可以知道,只要保证L*C相同就行。

图片:屏幕快照 2017-03-22 18.24.38.png


     简单地说就是根据不同的电压,选择合适的线圈参数。而且只需要保证L*C不变,其他参数,比如时间、电流密度等都不会发生变化,既然电流密度不变,实际的作用效果也就会不会发生改变了。

通过上面的描述,是不是证明了只要控制了阻抗匹配和电流密度,高压低压都一样呢?
       其实我们忽略了一个很重要的东西,那就是电容器到线圈处的导线电阻,低压线圈由于总线电流大很多,所以这一部分的损耗往往还会大一些,所以从效率上讲高压似乎更好一些。不过实际上电磁炮是一个系统工程,会不会不过是看一些所谓的数据,而是得权衡考虑。高压线圈绝缘稍微困难一些,而且线圈匝数多,制作费时间,不过现在爱好者的电压并没有高到这个程度,这些因素影响也不大,因此我还是更推荐高压(300-1kv这个范围)一些。
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初音ミク 发布于2017-03-23 00:04
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罗恩格林 发布于2017-03-23 01:23
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所以说还是要劝告一下齐天大圣和他的众小号们,多学习理论知识
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三水合番 发布于2017-03-23 06:47
地板F
关于“阻抗匹配”,如果认为电容能量密度和时间常数不变,那么就可以在完全相同的电容体积下,作到线圈与容量,电源内阻的匹配。也就是说可以做到等体积下的严格等效,这个等效甚至可以拓展到电池供电的方案里。
而且,高压多匝和低压少匝的等效,甚至可以扩展到轨道炮里。
很巧的是,我之前也写过一篇类似的帖子,只是写的比较烂,看的容头晕…… https://bbs.kechuang.org/t/79380
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BadboyFly 发布于2017-03-23 07:35
4楼F
三水合番:关于“阻抗匹配”,如果认为电容能量密度和时间常数不变,那么就可以在完全相同的电容体积下,作到线圈与容量,电源内阻的匹配。也就是说可以做到等体积下的严格等效,这个等效甚至可以拓展到电池供电的方案里。
而且,高压多匝和低压少匝的等效,甚至可以扩...
回到原帖
毕竟电动机属于一种动态的变压器,而电磁炮是电动机的一种。所以基本上的电磁炮都可以这样做。只是在工程设计上取舍。
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最后之作 发布于2017-04-11 00:42
5楼F
感觉低压电炮主要优势是可以直接使用高倍率航模电池,而且能很方便的连发,效率并没那么重要的。。。
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helium 发布于2017-05-20 00:54
6楼F
最后之作:感觉低压电炮主要优势是可以直接使用高倍率航模电池,而且能很方便的连发,效率并没那么重要的。。。回到原帖
电池会死的很快,毕竟不是电容
苟生苟死苟残喘,亦福亦祸亦趋之。 利国利民利天下,泽民泽世泽众生。
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最后之作 发布于2017-05-20 01:31
7楼F
helium:电池会死的很快,毕竟不是电容回到原帖
还好吧,比如花牌那款90c放电的应该能用挺长时间,航模电池本来就是消耗品,正常使用也不过上百个循环
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qwsxmkoi 发布于2017-06-02 16:45
8楼F
说低压效率高还有个原因就是低压一般级数都比较多,加速密度小,那跟级数少、加速密度高的高压比那肯定效率高呀
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五号_晓刃 发布于2017-12-24 20:47
9楼F
我以前就觉得磁力和电流密度有关,没想到还真是这样
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兰若,公主魂 发布于2020-09-21 12:20
10楼F
电流密度,细化了,就复杂了,涉及到电容的制作工艺了。
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Fruankmo117 发布于2020-09-21 13:12
11楼F
Kravitz's comment has received more than 1,360 likes while her Instagram post overall has received more than 396,840 likes as of Sunday evening.

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兰若,公主魂 发布于2020-09-30 15:47
12楼F
  进来看看,外国人说的,哈
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