[profielwerkstuk] elektromagnetisch kanon (railgun)

Eric_17

Hallo,

Voor ons profielwerkstuk (Atheneum 6) zijn wij bezig met het bouwen van een railgun. Wij hebben een model gebouwd zoals je hier onder kunt zien van redelijk normale materialen. Voor het frame hebben we hout gebruikt en voor de twee stroomsporen twee Aluminium staven. Aan de uiteinden van de staven zetten we dan stroom. De stroom wordt geleverd door een grote stroomkast die gemakkelijk 25 A kan leveren (misschien niet helemaal veilig). Door middel van de alom bekende Lorentzkracht hebben wij geprobeerd een kogel af te schieten. We maakten daarbij gebruik van de stroom van de stroomkast en de magneetvelden van de aluminiumstaven (de stroomsporen wekken bij veel voorbeelden op het internet het magnetisch veld op) en ter versterking van het magnetisch veld een aantal ronde, permanente magneten geplaatst in een baan onder de kogel (zie tweede foto, even de link naar de adresbalk kopieren).

Na een stroom op de twee platen gezet te hebben, blijkt er totaal niets te gebeuren. Volgens ons zou hij het gewoon gedaan moeten hebben. We hebben nog een aantal andere dingen geprobeerd. We hebben de baan op een helling gezet. Hierdoor zou de zwaartekracht mee moeten werken om de wrijving van de kogel op te heffen. Hierdoor zou er een kleinere lorentzkracht nodig zijn om het voorwerp nog vooruit te laten gaan. Ook dit werkte niet. Als laatste hebben we nog geprobeerd om de kogel in de baan te laten vallen. Zonder stroom glijdt de kogel er dan gewoon mooi door, maar met de stroom op de baan blijft de kogels als het ware plakken (klitten). We vragen ons af hoe het kan. Komt dit door tegenwerking van de magnetische velden of zoiets? Zijn er nog meer dingen die wij over het hoofd hebben gezien en is het voor ons als scholieren wel haalbaar??

We vinden het daarnaast raar dat zoiets simpels als de 10-minute railgun wel gewoon werkt (we hebben er een gebouwd en hij rijdt nog best lekker).

Alvast bedankt!

Met vriendelijke groet,

Eric de Vries en Leo de Jeer, Fivelcollege Delfzijl

PS: Het gaat hier om een 'railgun' en niet om de 'coilgun'

http://pws-elektromagnetisch-kanon.googleg...eALKDI1kFp2Mksj

http://pws-elektromagnetisch-kanon.googleg...buXxpMWgeMITqQ3

temp_tsun

Het is wel haalbaar om een railgun te maken. Een vriend van mij (VWO 6) heeft ook een railgun in elkaar geknutseld. Hij heeft gebruik gemaakt van een flitser en die uit elkaar gesloopt (circa 5 euro).

Eric_17

Aan wat voor flitser moeten we dan denken en uit wat voor essentiële delen voor onze railgun bestaat die flitser??

Oh ja, ik was er trouwens nog vergeten bij te melden dat het omkeren van de stroom/magnetisch veld ook niet werkt. Zelfde verschijnselen.

Eric

Eric_17

Verder niemand op dit forum die een oplossing voor ons probleem heeft??

temp_tsun

In het kort, je hebt te weinig energie. Je kan het opkrikken door zogenoemde condensatoren te kopen. En wat zit er in een flitser?

Verder zijn dit soort dingen volgens mij ook illegaal in Nederland. Zelfs als je het bouwt voor school...

klazon

Die 2 pws links, daar heb ik niks aan. Ik moet me daar eerst als lid aanmelden om wat te zien, en daar heb ik geen zin in.

Die 25A stroom, waar komt die vandaan? Dat is toch niet per ongeluk wisselstroom? Want dan werkt het niet.

Als ik je verhaal goed begrijp is het werkingsprincipe van wat jullie gebouwd hebben anders dan van de 10-minute railgun.

Jan van de Velde

@Eric 17

je omschrijving van je mislukkende railgun kan ik niet volgen, en om foto's (of weet ik wat er nog meer in die link te vinden is) moet ik me aanmelden bij een discussiegroep.

Kun je de foto's, eventueel wat kleiner van omvang gemaakt, niet gewoon hier in een bijlage toevoegen, of zonodig op imageshack of photobucket plaatsen?

http://www.wetenschapsforum.nl/index.php?a...E=01&HID=25

Dan nog eventueel een wat helderder beschrijving erbij en dan komt een discussie vast wel op gang.

Eric_17

Beste mensen,

Fijn dat jullie zo snel gereageerd hebben! Excuses voor het rottige discussiegroep-gebeuren. Ik heb nu een nieuwe link gemaakt voor de foto's via picasa. Als het goed is kan iedereen deze foto's nu wel bekijken:

http://picasaweb.google.nl/ericdevries17/PWS

Ik hoop dat de bijschriften op de site het geheel wat duidelijker maken. Mochten daar nog vragen over zijn, hoor ik het graag!

@Temp_tsun, wat bedoelt u precies met een tekort aan energie: gaat het hier om stroom of om spanning? Vervolgens, wat is het voordeel van een condensator?

@Klazon, de 25A komt uit een voedingskast die hoge stroomsterktes kan leveren bij een relatief lage spanning. Zo'n stroomkast hebben wij hier op school staan en hebben we met leidingdraad (die wat meer ampere kan verdragen) naar de baan laten lopen. Hij staat wel op gelijkspanning dus dit kan het probleem niet zijn. We hadden gehoopt dat de 10minute-railgun het probleem van onze railgun konden verklaren, maar dat is niet gelukt. We snappen niet waarom die 10minute-railgun rijdt. Er is volgens ons iets raars aan de hand met de magneetvelden. Kan iemand misschien kort uitleggen waarom het wagentje gaat rollen? We kunnen niet verklaren waarom twee noordpolen in de as van het wagentje naar elkaar toe gericht moeten zijn om te gaan rijden. Heeft dit iets met de precieze omschrijving van de lorentzkracht te maken? Is de Lorentzkracht iets als een vector van de magnetische sterkte van de magneet en dat van de stroom door de as?

Wij denken ook dat hetzelfde probleem (of in ieder geval iets met de magneetvelden) bij ons ontwerp aan de orde is. We wilden daarom de 10minute-gun bouwen om misschien iets te verklaren, maar dat heeft het misschien wel moeilijker gemaakt.

De vragen die we ons daarom zelf gesteld hebben:

- Is de Lorentzkracht iets van een vectorkracht?

- Waarom helpt de versterking van het magnetische veld onder de baan niet?

- Zitten de platen te dicht bij elkaar?

- Waarom rijdt de 10minute-railgun?

- Wat hebben de condensatoren voor een functie?

- Is het haalbaar?

Ik wil verder geen enquête gaan houden, maar wij zitten eigenlijk muurvast met ons werkstuk. Ook de 10minute-railgun, die we als vervanger zouden kunnen gebruiken van onze railgun kunnen we niet eens verklaren. Wie geeft ons een doorslaggevend antwoord?

Mochten er onduidelijkheden zijn, hoor ik het graag

Alvast bedankt

Met vriendelijke groet,

Eric de Vries

Jan van de Velde

Wie geeft ons een doorslaggevend antwoord?

Ik

leg je kogel eens op tafel en nader het met één van de magneten die je onder de rail legde. Wat doet de kogel?

Als die wordt aangetrokken is een en ander al verklaarbaar.

Een groot verschil tussen jouw kanon en die 10-minute railgun is dat bij die 10-minute railgun de permanente magneten zich door een veranderend (elektromagnetisch) veld bewegen. Wat doen jouw permanente magneten?

Verder ben je met een PWS bezig. Niet om het een of ander, maar als je hier iets fatsoenlijks van wil brouwen zou ik eens op zéér korte termijn een paar hoofdstukken elektriciteit en magnetisme behoorlijk bestuderen. Want een PWS moet ook theoretisch behoorlijk worden onderbouwd, minstens op en liefst nog iets bóven VWO6-niveau (je gaat uiteindelijk één onderdeeltje van je stof nader bestuderen), en daar schort het duidelijk nog aan.

dit soort plaatjes moet je dan gaan snappen:

Afbeelding

Jan van de Velde

Hier heb je waarschijnlijk nóg een probleem:

Als laatste hebben we nog geprobeerd om de kogel in de baan te laten vallen. Zonder stroom glijdt de kogel er dan gewoon mooi door, maar met de stroom op de baan blijft de kogel als het ware plakken (klitten). We vragen ons af hoe het kan.

en ik denk dat ik die heb:

: railgun.gif (17.82 KiB) 1434 keer bekeken

Eric_17

Beste Jan,

Ik ben blij, dat u zo snel heeft gereageerd. Ik heb het allemaal even goed doorgelezen en de werking van magnetische velden door een stroomdraad snap ik wel. Daar hebben wij bij onze railgun ook goed naar gekeken. We wisten dat we het magnetische veld van, in ons geval twee aluminiumplaten, moest komen en ter versterking hebben wij daar een magnetisch veld onder geplaatst.

De kogel wordt nauwelijks aangetrokken, omdat wij hebben gekozen voor een alumiumkogel. Je moet hierbij niet denken aan een ronde kogel, maar aan een langwerpige kogel (zoals uit een geweer), waar jouw laatste reactie naar suggereert. Ik kan me er wel in vinden, dat het 'contactpunt hoger moet liggen om een betere 'stroomdoorvoer' te krijgen en dat we daardoor de platen misschien verticaal moeten plaatsen.. Moeten we ook nog iets met de lengte (in de formule van Lorentz) doen? En wordt het magnetische veld dan ook beter gericht als we de platen rechtop zetten?

Daarnaast had ik nog een vraag over het verschil tussen beide railguns, die u heeft genoemd. Wat maakt het uit of de magneten wel of niet door een veranderend magnetisch veld bewegen? En rest mij nog de vraag, waarom hierbij de twee noordpolen/twee zuidpolen naar elkaar toegericht zijn. De plaatjes zijn verder duidelijk alleen zie ik niet waarom bij het eerste plaatje de magnetische velden elkaar lijken af te buigen.

Het is een hoop tekst, maar ik hoop dat u ons nog eens zou willen helpen. We willen nl. nog wel opnieuw een ontwerp bouwen, maar daar willen we dan wel zekerder van zijn, dat het goed werkt.

Met vriendelijke groet,

Eric de Vries

Jan van de Velde

Ik heb het allemaal even goed doorgelezen en de werking van magnetische velden door een stroomdraad snap ik wel. ..//

Als dat zo is heb je je situatie niet goed geanalyseerd, dat blijkt uit:

en ter versterking hebben wij daar een magnetisch veld onder geplaatst.

..//..

En rest mij nog de vraag, waarom hierbij de twee noordpolen/twee zuidpolen naar elkaar toegericht zijn.

1) teken dan maar eens een vooraanzicht, met de magnetische velden rond je beide rails, en het magnetisch veld van een onderliggende permanente magneet. Laat die kogel nog maar even weg.

2) en doe dat ook voor de 10minute railgun , met de twee tegengesteld gerichte magneetjes op de beide rails.

Ik ben benieuwd wat je conclusies zullen zijn................

Met een betere stroomdoorvoer heeft het overigens weinig te maken. Het gaat in mijn doorsneden voor de veronderstelde ronde kogel om het aangrijpingspunt van de lorentzkracht, die bij zo'n ronde kogel gewoon te laag zou liggen om draaing in de juiste richting te veroorzaken

Eric_17

Beste Jan,

Ik ben er nu achter hoe de 10minute-railgun werkt. Eerst hebben wij met een bovenaanzicht zitten 'kloten' en kwamen we er niet echt uit. Met ons domme kop zijn we vergeten het eens met een vooraanzicht te proberen. Ik zie inderdaad bij de railgun dat alle magnetische velden (perm. magneten en moet je de draad en de twee sporen ook meenemen voor het magnetisch veld?) in één richting staan en zo er een ideale vector B ontstaat. Ik denk dat ik het probleem van onze railgun nu ook begrijp en dat is dat de aluminium platen gewoon veel te scheef staan. Er zijn dan meerdere richting waarin B loopt. Door misschien de aluminium-platen dan recht op te zetten kunnen we wel een veld in één richting creeren. Is hier een ideale afstand voor, waar dan dit veld het sterkst wordt? En is het veld van de aluminiumplaten theoretisch genoeg?

Met vriendelijke groet,

Eric

Jan van de Velde

Ik zie inderdaad bij de railgun dat alle magnetische velden ..//.. in één richting staan en zo er een ideale vector B ontstaat.

ok

Ik denk dat ik het probleem van onze railgun nu ook begrijp en dat is dat de aluminium platen gewoon veel te scheef staan.

waarom zou dat uitmaken denk je?

Er zijn dan meerdere richtingen waarin B loopt

Dan wil ik die schets wel eens zien, want dan maak je een denk- of tekenfout.....

Eric_17

Beste Jan,

Ik heb mijn ontwerp gepost op http://picasaweb.google.nl/ericdevries17/PWS en dan de nieuwe, vierde foto. Volgens mij is er iets wat ik over het hoofd zie (zo uit uw antwoord te horen) of zit ik in de verkeerde hoek te zoeken.

MVG,

Eric de Vries

Wetenschapsforum

Laatste berichten

Nieuwsberichten

[profielwerkstuk] elektromagnetisch kanon (railgun)

[profielwerkstuk] elektromagnetisch kanon (railgun)

Re: [profielwerkstuk] elektromagnetisch kanon (railgun)

Re: [profielwerkstuk] elektromagnetisch kanon (railgun)

Re: [profielwerkstuk] elektromagnetisch kanon (railgun)

Re: [profielwerkstuk] elektromagnetisch kanon (railgun)

Re: [profielwerkstuk] elektromagnetisch kanon (railgun)

Re: [profielwerkstuk] elektromagnetisch kanon (railgun)

Re: [profielwerkstuk] elektromagnetisch kanon (railgun)

Re: [profielwerkstuk] elektromagnetisch kanon (railgun)

Re: [profielwerkstuk] elektromagnetisch kanon (railgun)

Re: [profielwerkstuk] elektromagnetisch kanon (railgun)

Re: [profielwerkstuk] elektromagnetisch kanon (railgun)

Re: [profielwerkstuk] elektromagnetisch kanon (railgun)

Re: [profielwerkstuk] elektromagnetisch kanon (railgun)

Re: [profielwerkstuk] elektromagnetisch kanon (railgun)