Springen naar inhoud

Railgun gebouwd, niet krachtig genoeg?


  • Log in om te kunnen reageren

#1

Gorbatsjov

    Gorbatsjov


  • 0 - 25 berichten
  • 2 berichten
  • Gebruiker

Geplaatst op 26 oktober 2010 - 18:20

Hallo allemaal,

Wij (een vriend van me en ik) hebben voor ons profielwerkstuk een railgun ge(probeerd te )bouw(en)(d). Omdat we er nog helemaal niks van af wisten hebben we gewoon geprobeerd alles zelf uit te zoeken, onderdelen besteld en het ding in elkaar gezet, maar... hij doet het niet. ;) De condensatoren laden gewoon op en zodra we het projectiel tussen de rails schieten zien we wel een flinke vonk maar het projectiel komt meteen stil te liggen en versmelt meteen een beetje met de rails.
De condensatoren die we gebruiken hebben een capaciteit van 22.000µF en een maximale spanning van 40V, we hebben er 6. We hebben voor deze condensatoren gekozen omdat ze een relatief hoge capaciteit en een redelijk veilige spanning hebben. De rails zijn gemaakt van koper (het zijn 2 10kV aansluitingen, die gebruikt worden voor bliksemafleiders op telecommasten), als projectiel hebben we ijzeren fietskogellagerkogeltjes en propjes aluminiumfolie geprobeerd. Verder hebben we een 230 naar 2x20 transformator gekocht en daar een gelijkrichter achter gemaakt.
Een van de problemen die we zijn tegengekomen is mooi glad maken van de binnenkant van de rails, het balletje bleef soms nog hangen, misschien ook de reden waarom het balletje steeds vastslaat. Klopt het dat de rails perfect glad moeten zijn zodat het balletje de rails de hele weg raakt of zal de stroom sterk genoeg zijn om het kleine stukje lucht (minder dan 0.05mm volgens de voelermaatjes) te overbruggen?

Hier wat foto's van de railgun:
Geplaatste afbeelding
Geplaatste afbeelding
Geplaatste afbeelding

Heeft iemand hier toevallig zelf wel eens een railgun gebouwd of is er iemand anders die ziet wat we fout doen? Wij komen er even niet meer uit.

Groeten,
Jim

Dit forum kan gratis blijven vanwege banners als deze. Door te registeren zal de onderstaande banner overigens verdwijnen.

#2

mcs51mc

    mcs51mc


  • >250 berichten
  • 470 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 27 oktober 2010 - 06:53

Zo op het eerste gezicht hebben jullie:
a) een transfo 230/2*20Vac right? Hoe zijn die secindaire wikkelingen aangesloten? Parallel zodanig dat je 20Vac hebt of in serie zodanig dat je 40Vac hebt? Wat is maximum secundaire stroom van die transfo?

b) vier dioden als bruggelijkrichter. Zijn de dioden nog ok? Geleidend in de ene richting, sperren in de andere?

c) een berg capacitieiten. Waarom zoveel???? Dienen die enkel als afvlakking of niet?

d) twee rails waar jullie het projectiel op zetten


Wat is de DC spanning tussen jullie rails? Ik zie altijd 0.0 op de multimeter maar het is mij niet duidelijk of hij op AC of DC staat ;)

Volgens wiki heb je een sterke stroom nodig voor een rail gun.
Ik zie niets in jullie opstelling die een sterke stroom kan overleven/opwekken?
Ik bedoel:
a) wanneer jullie een kortsluiting maken tussen de rails met "de kogel" dan zijn de dioden volgens mij al lang defect of
b) wanneer er een luchtspleetje is tussen de kogel en de rail kan er onmogelijk een sterke stroom vloeien door de (bijna) oneindige weerstand.

#3

Meegrob

    Meegrob


  • 0 - 25 berichten
  • 1 berichten
  • Gebruiker

Geplaatst op 27 oktober 2010 - 19:03

Ik zal proberen de boel nog een beetje te verduidelijken ;)
Ten eerste een stroomschema:
Geplaatste afbeelding

We hebben een transfo die van 230V 2*20V maakt, en we hebben 'm in serie gezet zodat we dus 40Vac krijgen. Dan komt de gelijkrichter die er dus DC van maakt, dan 2 24V lampjes in serie, die als weerstand dienen zodat de condensatoren niet in een keer opladen, en om het oplaadproces zichtbaar te maken. De multometer meet de spanning over de rails, in DC. In de foto was het systeem ontladen en is er dus geen spanning. Als je dus op de knop drukt gaan de condensatoren opladen, en de lampjes steeds zwakker branden totdat de multometer een spanning van rond de 40V aangeeft. Dan zetten we de schakelaar weer uit, en zodra er dan een projectiel tussen de rails komt is er verbinding en zullen de condensatoren ontladen. Het idee is dan dat er een magnetisch veld ontstaat wat voor een Lorentzkracht zorgt.

Ons probleem zit 'm in de rails. Het projectiel maakt óf net niet contact, óf blijft vastzitten.

PS. Ik ben dus die vriend waarmee Gorbatsjov samenwerkt ;)

Veranderd door Meegrob, 27 oktober 2010 - 19:04


#4

Gorbatsjov

    Gorbatsjov


  • 0 - 25 berichten
  • 2 berichten
  • Gebruiker

Geplaatst op 27 oktober 2010 - 19:54

Zo op het eerste gezicht hebben jullie:
a) een transfo 230/2*20Vac right? Hoe zijn die secindaire wikkelingen aangesloten? Parallel zodanig dat je 20Vac hebt of in serie zodanig dat je 40Vac hebt? Wat is maximum secundaire stroom van die transfo?

b) vier dioden als bruggelijkrichter. Zijn de dioden nog ok? Geleidend in de ene richting, sperren in de andere?

c) een berg capacitieiten. Waarom zoveel???? Dienen die enkel als afvlakking of niet?

d) twee rails waar jullie het projectiel op zetten


Wat is de DC spanning tussen jullie rails? Ik zie altijd 0.0 op de multimeter maar het is mij niet duidelijk of hij op AC of DC staat ;)

Volgens wiki heb je een sterke stroom nodig voor een rail gun.
Ik zie niets in jullie opstelling die een sterke stroom kan overleven/opwekken?
Ik bedoel:
a) wanneer jullie een kortsluiting maken tussen de rails met "de kogel" dan zijn de dioden volgens mij al lang defect of
b) wanneer er een luchtspleetje is tussen de kogel en de rail kan er onmogelijk een sterke stroom vloeien door de (bijna) oneindige weerstand.


De meeste dingen zijn nu wel duidelijk door de post van Meegrob denk ik. Hetgeen dat de sterke stroom levert in onze opstelling zijn de condensatoren, daarom hebben we er dus ook zoveel. Er is in principe geen luchtspleetje tussen de kogel en de rails, maar de rails zijn niet perfect recht dus de precieze afstand tussen de rails en het projectiel varieert een heel klein beetje, maar blijft in ieder geval onder de 0,05mm. In principe raakt het projectiel de rails dus langs hun hele lengte, maar omdat de rails niet perfect recht (kunnen) zijn zal dit nooit helemaal het geval zijn.
Ik denk wel dat we moeten proberen om de rails nog een stuk gladder te krijgen dan ze nu zijn, zodat de weerstand zo laag mogelijk wordt

#5

mcs51mc

    mcs51mc


  • >250 berichten
  • 470 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 28 oktober 2010 - 11:34

Hebben jullie dit filmpje al eens bekeken?

Volgens mij zitten jullie met een elektrisch probleem, zeker geen "gladheid van de rails" probleem .

In de film spreken ze van 300V!!!
Dat is een beetje meer dan jullie 40V ;)

Als ik het goed voor heb gebruiken zij de electronica uit een wegwerp camera met flits.
In dergelijke camera hoor je een gefluit wanneer de capaciteit van de flits oplaad tot ....... V.
Verborgen inhoud
ik heb geen idee van hoeveel maar 't zal wel véél zijn


Uit jullie eerste post had ik begrepen dat het projectiel langs de rails moest glijden maar uit dat filmke is daar niets van aan. Gewoon projectiel op de rails plaatsen, stroomkring sluiten en BANG!!!

Dus zou ik zeggen probeer maar eerst eens +300V op te wekken en kom dan maar eens terug :)

Heb je ook gezien hoe zij een projectiel maken?
Alu folie rond een paperclip wikkelen, meer niet.
Om

ijzeren fietskogellagerkogeltjes

weg te schieten zal je een paar kA/kV nodig hebben ;)

#6

317070

    317070


  • >5k berichten
  • 5567 berichten
  • Moderator

Geplaatst op 28 oktober 2010 - 18:51

Om weg te schieten zal je een paar kA/kV nodig hebben ;)

Bereken tot welke snelheid je je fietskogeltje wil versnellen, en dan moet je alleen nog weten hoeveel dat kost en dan is het eenvoudig om stroom/spanning te bepalen.

Neem een kogeltje van 100g tegen 60km/h, die heeft een energie van 0.1kg*(60km/h*1000m/km*1/3600*h/s)²/2
Verborgen inhoud
mv²/2 weetjewel

=13.8J

Dus zou je als je 40V hebt, 0.345As moeten leveren. Dat is dus gedurende 1 seconde 0.345A, of gedurende 10s 34.5mA (maar je bol moet dan ook zolang op de rail blijven natuurlijk...) Ervan uitgaande dat de spanning 40V blijft uiteraard.

Reken er wel nog ook verliezen bij...
Maar kV en kA heb je dus niet nodig.

Wat voor condensatoren moeten dat dan zijn? Wel, een condensator slaat E = C*V²/2 aan energie op. Jullie hebben 40V, en we willen 13,8J aan energie, dan moet je minstens een capaciteit hebben van. 2E/V², oftewel 0.01725F. (daar zitten jullie dus op het randje, de hoeveelheid die daarvan wordt omgezet in beweging is volgens mij redelijk klein; een berekening van het exacte rendement kun je hier vinden: http://old.4hv.org/i...y;threadid=5192 )

Om de verwachte snelheid van jullie kogel te bepalen, of te bepalen hoe groot je condensatoren zouden moeten zijn om een beoogde snelheid te halen, zou je dus ook nog de lengte en diameter van je rails, de weerstand van je circuit als de kogel op de rails ligt (die is NIET 0) en het gewicht van je kogeltje moeten geven.
What it all comes down to, is that I haven't got it all figured out just yet
And I've got one hand in my pocket and the other one is giving the peace sign
-Alanis Morisette-

#7

mcs51mc

    mcs51mc


  • >250 berichten
  • 470 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 28 oktober 2010 - 20:55

Dus zou je als je 40V hebt, 0.345As moeten leveren. Dat is dus gedurende 1 seconde 0.345A, of gedurende 10s 34.5mA (maar je bol moet dan ook zolang op de rail blijven natuurlijk...) Ervan uitgaande dat de spanning 40V blijft uiteraard.

En hier loopt de redenering verkeerd ;)

Wanneer je de filmpjes rond "de railgun" bekijkt verloopt alles in een fractie van een seconde.
Verder gaande op je "1 seconde 0.345A" kom je al gauw uit bij 345 A voor 1 msec, dat is toch al 0.345 kA ;)
Op een van de sites heb ik wel stromen in de kA range gelezen. Weliswaar zéééér korstondig maar zeker geen A of mA zoals jij uitrekende. Eigenlijk maak je een regelrechte kortsluiting, dus de tijden die jij aanhaalt zijn volledig verkeerd! De caps zijn onmiddellijk leeg!!


Ok de kV zijn overdreven.
Alle info die ik tot nu toe gelezen heb spreekt wel over 300 tot 400V, zeker geen 40 zoals jullie gebruiken.
We naderen terug de kV maar die hebben we niet nodig :)


Wat ook anders is aan jullie rail gun tov alle andere die ik tot nu toe gezien heb, zijn de rails.
In jullie rails zitten gaten en hebben bouten om de x cm. Alle andere rails zijn effen en worden anders bevestigt.
Volgens mij verstoren die gaten & bouten het magnetisch veld.

Check maar eens hoe die rails eruit zien: klik... ...

#8

317070

    317070


  • >5k berichten
  • 5567 berichten
  • Moderator

Geplaatst op 28 oktober 2010 - 23:53

Wanneer je de filmpjes rond "de railgun" bekijkt verloopt alles in een fractie van een seconde.
Verder gaande op je "1 seconde 0.345A" kom je al gauw uit bij 345 A voor 1 msec, dat is toch al 0.345 kA ;)
Op een van de sites heb ik wel stromen in de kA range gelezen. Weliswaar zéééér korstondig maar zeker geen A of mA zoals jij uitrekende. Eigenlijk maak je een regelrechte kortsluiting, dus de tijden die jij aanhaalt zijn volledig verkeerd! De caps zijn onmiddellijk leeg!!

Dat is afhankelijk van hun weerstand (al zou het inderdaad in milliseconden leeg moeten, de weerstand zou onder de 1 Ohm moeten liggen).
In ieder geval, normaal gezien doen die tijden er niet toe, ik wilde ze alleen geruststellen dat zoiets wel mogelijk zonder rechtstreeks een verbinding met de energiecentrale te moeten maken (je had iets overdreven, nietwaar ;) )

En 345A gedurende 1ms klinkt spectaculairder dan het is. Doordat het zo kort duurt, ga je normaal gezien niet je opstelling platbranden, zelfs niet met vrij dunne bedrading. In ieder geval, de boodschap van mijn bericht was dat je eigenlijk een energieberekening moest doen om te kijken naar wat goede waarden zijn voor capaciteiten, enz. De vergelijking die je uitkomt is uiteindelijk vrij simpel om op te lossen.

Trouwens, ik zie daar 2 aardingsdraden hangen, ik neem aan dat die niet aan de aarding hangen? (Want dat zou ook alles verklaren)
What it all comes down to, is that I haven't got it all figured out just yet
And I've got one hand in my pocket and the other one is giving the peace sign
-Alanis Morisette-





0 gebruiker(s) lezen dit onderwerp

0 leden, 0 bezoekers, 0 anonieme gebruikers

Ook adverteren op onze website? Lees hier meer!

Gesponsorde vacatures

Vacatures