Prototyp elektromagnetického děla

Prezentace na téma: "Prototyp elektromagnetického děla"— Transkript prezentace:

1 Prototyp elektromagnetického děla
(Fyzikální laboratoř řízená počítačem) VOŠ, SŠ, COP Sezimovo Ústí, Obor Elektrotechnika, počítačové systémy, 4. ročník, Martin Rendek (Vývoj, návrh, konstrukce), Roman Čižinský (Návrh a konstrukce měřičů,SW jednočipových mikropočítačů). Rok 2007/08.

2 We je energie elektrického pole
nabitého kondenzátoru [ J ] C je kapacita kondenzátoru [ F ] U je napětí na kondenzátoru [ V ] Wm je energie elektromagnetického pole cívky [ J ] L je indukčnost cívky  [ H ] I je proud protékající cívkou [ A ] Wk je kinetická energie projektilu [ J ] m je hmotnost projektilu [ kg ] v  je rychlost projektilu [ m.s-1 ]

3 Ringluncher Railgun

4 Gaussgun Výhody pro potřeby fyzikální laboratoře:
1)     stupně lze řadit za sebou 2)     lze měřit rychlost jednotlivých stupňů 3)     lze řídit zapnutí i vypnutí proudu 4)     lze zjišťovat polohu projektilu 5)     lze používat různé projektily stejného průměru

5

6

7 Celková hodnota energie 5500 J
3 x 4500 μF/450 V x 5000 μF/800 V x 2200 μF/1000 V Systém složení a počet kondenzátorů v sestavě Dielektrická pevnost součástky [V] Kapacita součástky [uF] Výsledná hodnota napětí baterie[V] Výsledná hodnota kapacity baterie[u] Výsledná hodnota energie baterie[J] 3 x paralelně - 3 450 4700 15000 1500 2 + 2 serio-paralelně - 4 400 5000 800 1600 2 x 3 serio-paralelně - 6 350 6600 1050 4400 2400 Celková hodnota energie 5500 J

8 L = 350 μH Průměr vinutí 3,14 mm 50 závitů, 6 vrstev
R je odpor vinutí [ Ω ] L je délka vinutí [ Ω ] S   je průřez [ mm2 ] Ρ je měrný odpor mědi 0,017 Ω .m .10-6

9 Infračervená závora

10 T200/1200E ČKD Polovodiče Praha Impulsní proud 5000 A
Blokovací napětí 1200 V

11 Měřič napětí Snímání a vyhodnocování naměřeného napětí na kondenzátorech v závislosti na nastavené hodnotě Možnost nastavit vypínací napětí, které je signalizování červenou LED Rozsah V s přesností 1V bez nutnosti přepínání rozsahů Upozornění řídící jednotky na pokles napětí o 10V vůči nastavené hodnotě Zajištění ochrany v případě výpadku napájecího napětí

12 Měřič rychlosti Snímání pohybu projektilu pomocí infračervených závor
Zobrazení rychlosti projektilu v metrech za sekundu v rozsahu ,9 Přesnost 0,1 m/s Signalizace překonání rozsahu měřiče

13 Možnosti experimentů:
                    Možnosti experimentů: 1)     zjišťovat účinnost přeměny energie v závislosti na napětí jednotlivých stupňů 2)     experimentálně zjišťovat vhodné časování jednotlivých stupňů 3)     měřit rychlosti (energie) na třech místech hlavně 4)     experimentovat s různými hmotnostmi a délkami projektilů 5)     možnost výměny cívek, kondenzátorů, případně i průměru hlavně

14 Bezpečnost práce: Stupeň krytí IP 00
2) Vzdálenost pro nepověřené osoby minimálně 2 metry. 3) Vždy zajistit bezpečné zachycení kinetické energie projektilu 4) Udržování přísné čistoty hlavně i projektilu 5) Vždy se pohybovat mimo potenciální dráhu letu projektilu Během experimentů je nutné mít na paměti, že pracujeme s energií 5500 J. Její okamžité uvolnění má obdobný účinek jako náraz střely z kulometu ráže 7,62 mm.