![Page 1: Coilgun, railgun Magtetické zbraně - cvut.czfyzsem.fjfi.cvut.cz/2017-2018/Leto18/doprovod/coilgun.pdfReference •Studium na SPŠST Panská • Fyzika -> Mgr. Jaroslav Reichl •](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022052817/60af7f6a417c066f22618b93/html5/thumbnails/1.jpg)
Coilgun II.
IVAN PÍTAFYZIKÁLNÍ SEMINÁŘZIMNÍ SEMESTR 2018
![Page 2: Coilgun, railgun Magtetické zbraně - cvut.czfyzsem.fjfi.cvut.cz/2017-2018/Leto18/doprovod/coilgun.pdfReference •Studium na SPŠST Panská • Fyzika -> Mgr. Jaroslav Reichl •](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022052817/60af7f6a417c066f22618b93/html5/thumbnails/2.jpg)
O čem se tu bude bavit
- MOJE MOTIVACE - JOHANN CARL FRIEDRICH GAUSS- TROCHA TEORIE - VZOREČKY- COILGUN TROCHU DOPODROBNA- PRVNÍ KROKY A TVORBA PRVNÍHO MODELU- POSTUPNÉ VYLEPŠOVANÍ VÝROBKU- VÝSLEDNÝ VÝROBEK- PŘEDVEDENÍ- MOŽNÁ VYLEPŠENÍ
![Page 3: Coilgun, railgun Magtetické zbraně - cvut.czfyzsem.fjfi.cvut.cz/2017-2018/Leto18/doprovod/coilgun.pdfReference •Studium na SPŠST Panská • Fyzika -> Mgr. Jaroslav Reichl •](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022052817/60af7f6a417c066f22618b93/html5/thumbnails/3.jpg)
Moje motivace• Může vůbec něco
takového fungovat
• Hry
• Výzva od pana Svobody
• Prvotní nezdar z FYS1[1] nahoře[2] vlevo
![Page 4: Coilgun, railgun Magtetické zbraně - cvut.czfyzsem.fjfi.cvut.cz/2017-2018/Leto18/doprovod/coilgun.pdfReference •Studium na SPŠST Panská • Fyzika -> Mgr. Jaroslav Reichl •](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022052817/60af7f6a417c066f22618b93/html5/thumbnails/4.jpg)
Johann Carl Friedrich Gauss• Německý matematik a fyzik
• duben 1777 – únor 1855
• Zabýval se: geometrií, matematickou analýzou, teorií čísel, astronomií, elektrostatikou, geodézií a optikou
• Od roku 1831 spolupracoval s Wilhelmem Weberem – mnoho objevů na poli elekromagnetismu
• Objevil princip elektromagnetického děla[3]
![Page 5: Coilgun, railgun Magtetické zbraně - cvut.czfyzsem.fjfi.cvut.cz/2017-2018/Leto18/doprovod/coilgun.pdfReference •Studium na SPŠST Panská • Fyzika -> Mgr. Jaroslav Reichl •](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022052817/60af7f6a417c066f22618b93/html5/thumbnails/5.jpg)
Trocha teorie - vzorečky• Energie v kondenzátorech
𝐸 =1
2𝑈2𝐶
• Čas potřebný k předání energie z kondenzátorů do projektilu
𝑡 = 2π 𝐿𝐶
![Page 6: Coilgun, railgun Magtetické zbraně - cvut.czfyzsem.fjfi.cvut.cz/2017-2018/Leto18/doprovod/coilgun.pdfReference •Studium na SPŠST Panská • Fyzika -> Mgr. Jaroslav Reichl •](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022052817/60af7f6a417c066f22618b93/html5/thumbnails/6.jpg)
Coilgun• Nebo též Gaussgun
• Toto označení nesou zbraně které ke své funkci užívají magnetické pole tvořené cívkou
• Řez modelem:
[4] - upraveno
![Page 7: Coilgun, railgun Magtetické zbraně - cvut.czfyzsem.fjfi.cvut.cz/2017-2018/Leto18/doprovod/coilgun.pdfReference •Studium na SPŠST Panská • Fyzika -> Mgr. Jaroslav Reichl •](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022052817/60af7f6a417c066f22618b93/html5/thumbnails/7.jpg)
Coilgun – Ampérovo pravidlo pravé ruky
• Toto pravidlo zní:
„Uchopte vodič pravou rukou tak, aby palec byl ve směru proudu. Prsty následně ukážou směr magnetických siločar.“
[5] - upraveno
![Page 8: Coilgun, railgun Magtetické zbraně - cvut.czfyzsem.fjfi.cvut.cz/2017-2018/Leto18/doprovod/coilgun.pdfReference •Studium na SPŠST Panská • Fyzika -> Mgr. Jaroslav Reichl •](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022052817/60af7f6a417c066f22618b93/html5/thumbnails/8.jpg)
Stavba Coilgunu
![Page 9: Coilgun, railgun Magtetické zbraně - cvut.czfyzsem.fjfi.cvut.cz/2017-2018/Leto18/doprovod/coilgun.pdfReference •Studium na SPŠST Panská • Fyzika -> Mgr. Jaroslav Reichl •](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022052817/60af7f6a417c066f22618b93/html5/thumbnails/9.jpg)
První kroky a tvorba prvního modelu
• Paramenty:
• C = 2 mF
• L = 1 mH
• U = 27 V
• Schéma zapojení:
• A takhle to vypadalo:• Energie:• E = 0,75 J
![Page 10: Coilgun, railgun Magtetické zbraně - cvut.czfyzsem.fjfi.cvut.cz/2017-2018/Leto18/doprovod/coilgun.pdfReference •Studium na SPŠST Panská • Fyzika -> Mgr. Jaroslav Reichl •](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022052817/60af7f6a417c066f22618b93/html5/thumbnails/10.jpg)
První test• A takhle to fungovalo:
![Page 11: Coilgun, railgun Magtetické zbraně - cvut.czfyzsem.fjfi.cvut.cz/2017-2018/Leto18/doprovod/coilgun.pdfReference •Studium na SPŠST Panská • Fyzika -> Mgr. Jaroslav Reichl •](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022052817/60af7f6a417c066f22618b93/html5/thumbnails/11.jpg)
Výsledek z FYS1• Nakonec zvolené parametry:
• U = 230 V
• C = 38,4 mF (z kondenzátorů)
• L = 1 mH
• Další parametry:• E = 1015 J
• t = 39,9 ms
• Výsledné zapojení:
[6] - upraveno
![Page 12: Coilgun, railgun Magtetické zbraně - cvut.czfyzsem.fjfi.cvut.cz/2017-2018/Leto18/doprovod/coilgun.pdfReference •Studium na SPŠST Panská • Fyzika -> Mgr. Jaroslav Reichl •](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022052817/60af7f6a417c066f22618b93/html5/thumbnails/12.jpg)
Takhle vypadalo na FYS1
![Page 13: Coilgun, railgun Magtetické zbraně - cvut.czfyzsem.fjfi.cvut.cz/2017-2018/Leto18/doprovod/coilgun.pdfReference •Studium na SPŠST Panská • Fyzika -> Mgr. Jaroslav Reichl •](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022052817/60af7f6a417c066f22618b93/html5/thumbnails/13.jpg)
Jak to vypadá teď ?• Nakonec zvolené parametry:
• U = 230 V
• C = 38,4 mF (z kondenzátorů)
• L = 0,2 mH
• Další parametry:
• E = 1015 J
• t = 17,4 ms
• Schéma zapojení:
![Page 14: Coilgun, railgun Magtetické zbraně - cvut.czfyzsem.fjfi.cvut.cz/2017-2018/Leto18/doprovod/coilgun.pdfReference •Studium na SPŠST Panská • Fyzika -> Mgr. Jaroslav Reichl •](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022052817/60af7f6a417c066f22618b93/html5/thumbnails/14.jpg)
Takhle
![Page 15: Coilgun, railgun Magtetické zbraně - cvut.czfyzsem.fjfi.cvut.cz/2017-2018/Leto18/doprovod/coilgun.pdfReference •Studium na SPŠST Panská • Fyzika -> Mgr. Jaroslav Reichl •](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022052817/60af7f6a417c066f22618b93/html5/thumbnails/15.jpg)
Porovnání výrobků FYS1 a FYS2• FYS1 • FYS2
• E = 1015 J• t = 39,9 ms
• E = 1015 J• t = 17,4 ms
![Page 16: Coilgun, railgun Magtetické zbraně - cvut.czfyzsem.fjfi.cvut.cz/2017-2018/Leto18/doprovod/coilgun.pdfReference •Studium na SPŠST Panská • Fyzika -> Mgr. Jaroslav Reichl •](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022052817/60af7f6a417c066f22618b93/html5/thumbnails/16.jpg)
Zdroj• Oddělovací transformátor - poměr 1:1
• 230 V ~
• Slouží k oddělení ´živé´ sítě
![Page 17: Coilgun, railgun Magtetické zbraně - cvut.czfyzsem.fjfi.cvut.cz/2017-2018/Leto18/doprovod/coilgun.pdfReference •Studium na SPŠST Panská • Fyzika -> Mgr. Jaroslav Reichl •](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022052817/60af7f6a417c066f22618b93/html5/thumbnails/17.jpg)
Diody• 1N5408 • Pulzní dioda
![Page 18: Coilgun, railgun Magtetické zbraně - cvut.czfyzsem.fjfi.cvut.cz/2017-2018/Leto18/doprovod/coilgun.pdfReference •Studium na SPŠST Panská • Fyzika -> Mgr. Jaroslav Reichl •](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022052817/60af7f6a417c066f22618b93/html5/thumbnails/18.jpg)
Kondenzátory
• Kapacita kondenzátorů:
• Na kondenzátorech => 38,4 mF
• Z RLC můstku => 7 mF
![Page 19: Coilgun, railgun Magtetické zbraně - cvut.czfyzsem.fjfi.cvut.cz/2017-2018/Leto18/doprovod/coilgun.pdfReference •Studium na SPŠST Panská • Fyzika -> Mgr. Jaroslav Reichl •](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022052817/60af7f6a417c066f22618b93/html5/thumbnails/19.jpg)
Spouštěcí obvod
![Page 20: Coilgun, railgun Magtetické zbraně - cvut.czfyzsem.fjfi.cvut.cz/2017-2018/Leto18/doprovod/coilgun.pdfReference •Studium na SPŠST Panská • Fyzika -> Mgr. Jaroslav Reichl •](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022052817/60af7f6a417c066f22618b93/html5/thumbnails/20.jpg)
Cívka• Indukčnost L = 0,2 mH
• Tloušťka drátu => 0,8 mm
• Diracuv impuls (jednotkový skok):
[7] - vlevo
![Page 21: Coilgun, railgun Magtetické zbraně - cvut.czfyzsem.fjfi.cvut.cz/2017-2018/Leto18/doprovod/coilgun.pdfReference •Studium na SPŠST Panská • Fyzika -> Mgr. Jaroslav Reichl •](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022052817/60af7f6a417c066f22618b93/html5/thumbnails/21.jpg)
Cívka - průřez
![Page 22: Coilgun, railgun Magtetické zbraně - cvut.czfyzsem.fjfi.cvut.cz/2017-2018/Leto18/doprovod/coilgun.pdfReference •Studium na SPŠST Panská • Fyzika -> Mgr. Jaroslav Reichl •](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022052817/60af7f6a417c066f22618b93/html5/thumbnails/22.jpg)
Cívka – původní x nová• Původní
• L = 1 mH
• Průměr drátu => 0,5 mm
• Nová
• L = 0,2 mH
• Průměr drátu => 0,8 mm
![Page 23: Coilgun, railgun Magtetické zbraně - cvut.czfyzsem.fjfi.cvut.cz/2017-2018/Leto18/doprovod/coilgun.pdfReference •Studium na SPŠST Panská • Fyzika -> Mgr. Jaroslav Reichl •](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022052817/60af7f6a417c066f22618b93/html5/thumbnails/23.jpg)
Vybíjecí obvod
![Page 24: Coilgun, railgun Magtetické zbraně - cvut.czfyzsem.fjfi.cvut.cz/2017-2018/Leto18/doprovod/coilgun.pdfReference •Studium na SPŠST Panská • Fyzika -> Mgr. Jaroslav Reichl •](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022052817/60af7f6a417c066f22618b93/html5/thumbnails/24.jpg)
Předvedení
![Page 25: Coilgun, railgun Magtetické zbraně - cvut.czfyzsem.fjfi.cvut.cz/2017-2018/Leto18/doprovod/coilgun.pdfReference •Studium na SPŠST Panská • Fyzika -> Mgr. Jaroslav Reichl •](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022052817/60af7f6a417c066f22618b93/html5/thumbnails/25.jpg)
Video
![Page 26: Coilgun, railgun Magtetické zbraně - cvut.czfyzsem.fjfi.cvut.cz/2017-2018/Leto18/doprovod/coilgun.pdfReference •Studium na SPŠST Panská • Fyzika -> Mgr. Jaroslav Reichl •](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022052817/60af7f6a417c066f22618b93/html5/thumbnails/26.jpg)
Možná vylepšení
• Přidělat na hlaveň (brčko) další dvě cívky a k nim připojit „jejich“ kondenzátory
• Přidělat na hlaveň (brčko) optické členy, které budou spouštět další cívky
--------------------------------------------------------------------------------------------
• Celé dělo předělat do mobilní verze -> transformátor nahradit násobičem napětí a zmenšit (lépe uskladnit) kondenzátory
![Page 27: Coilgun, railgun Magtetické zbraně - cvut.czfyzsem.fjfi.cvut.cz/2017-2018/Leto18/doprovod/coilgun.pdfReference •Studium na SPŠST Panská • Fyzika -> Mgr. Jaroslav Reichl •](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022052817/60af7f6a417c066f22618b93/html5/thumbnails/27.jpg)
Děkuji za pozornost
![Page 28: Coilgun, railgun Magtetické zbraně - cvut.czfyzsem.fjfi.cvut.cz/2017-2018/Leto18/doprovod/coilgun.pdfReference •Studium na SPŠST Panská • Fyzika -> Mgr. Jaroslav Reichl •](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022052817/60af7f6a417c066f22618b93/html5/thumbnails/28.jpg)
Reference• Studium na SPŠST Panská
• Fyzika -> Mgr. Jaroslav Reichl
• Elektrotechnika -> Ing. Jaroslav Moucha, Ing. Jiří Novotný, Ing. Otakar Fischer,
Ing. Milomír Berka
• Digitální technika -> Ing. Tomáš Kubalík
• Přenos a záznam dat -> Ing. Jakub Šerých
• Internet• Wikipedie - https://cs.wikipedia.org/wiki/Hlavn%C3%AD_strana [17. 11. 2017]
• danyk.cz [20. 11. 2017]
• Obrázky• [1] - vignette.wikia.nocookie.net/crysis/images/4/41/Gauss_Rifle.jpg/revision/latest?cb=20091020160542
• [2] - vignette.wikia.nocookie.net/fallout/images/8/81/Art_of_Fallout_4_Gauss_rifle.jpg/revision/latest?cb=201705221750
• [3] - cs.wikipedia.org/wiki/Carl_Friedrich_Gauss#/media/File:Carl_Friedrich_Gauss.jpg
• [4] - danyk.cz/pistol_r.png
• [5] - knihomilka.webnode.cz/news/magneticke-pole-civky/
• [6] - danyk.cz
• [7] - amber.feld.cvut.cz/vyu/eo2/files/lectures/X31EO2_P9.pdf