谈谈线圈炮能量的问题
  1. 电容器储存电能一般80J(400V1000微法), 但发射出去的弹丸动能一般在5J左右,其它的能量去哪里了?

  2. 发射后无论弹丸还是线圈都不怎么烫,焦耳热损耗并不大,难道能量辐射出去了吗?

  3. 关于磁阻型线圈炮的原理,厚厚的一本电炮原理竟不到10页描写,而且并未谈及物理本质,那么它的物理本质是什么?

  4. 实际制作电磁炮遇冷,但为何仿真分析的也这么少,会用Maxwell的人这么少吗?

来自 电磁炮
2019-11-21 08:21:12
1楼

电容+线圈不就是LC震荡电路么,只不过是一次放光,没有往复震荡,肯定有相当数量的能量以电磁波发射出去。对于磁阻炮,弹头被线圈产生的磁力直接拉动,而非感应电流推动,所以弹头上的能量损失低到可以忽略,剩下就是线圈本身的内阻损耗和辐射出去的电磁波。可以计算线圈热容,然后短时间连续发射多次后测量线圈温升,以计算有多少能量辐射出去。

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2楼
引用 power_rdx 发表于 1 楼的内容:
电容+线圈不就是LC震荡电路么,只不过是一次放光,没有往复震荡,肯定有相当数量的能量以电磁波发射出去.....

不要想当然,实际上在电炮工作的频率电炮线圈的辐射效率相当低。



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北极狐之沧浪(作者)
3楼
引用 power_rdx 发表于 1 楼的内容:
电容+线圈不就是LC震荡电路么,只不过是一次放光,没有往复震荡,肯定有相当数量的能量以电磁波发射出去.....
  1. 没有往复震荡是一个方面

  2. 电容1000uf很大,电感也很大,辐射频率很小,很难辐射出去

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4楼
  1. 其他能量几乎全都损耗在回路电阻上了,比如线圈电阻,电容和开关的寄生电阻

  2. 电阻损耗很大,只是因为80J的能量,与各部分的热容相比,实在是太少了,所以单次发生感受不到明显的温升。辐射的能量可以认为就是零,不需要考虑

  3. 最简单的解释就是电磁铁吸引铁

  4. 如果您熟悉仿真软件的使用,可以仿一些结果,发篇帖子分享一下

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5楼

如果有热成像的话,不妨试试在实验中用热成像观测一下,可能会有收获,

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北极狐之沧浪(作者)
6楼

有人用过热像仪观察热损吗?或者仿真软件计算焦耳热?

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7楼

会maxwell的人不少,然而maxwell跟实用线圈炮仿真完全是两码事.....

这种复杂度的动网格+多场计算,工程量很大,一般用的是自己的代码,商用软件就算comsol也不方便,更不用说maxwell了....

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8楼

至于能量损耗,几十J对一坨铜线圈来说温升有多少初中物理知识就能计算了,何必如此猜测。。

线圈100g重,每38.5J温升才一度,要摸得烫手需要短时间连续发射多少发?

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2019-11-22 08:13:20
9楼
引用 北极狐之沧浪 发表于 3 楼的内容:
没有往复震荡是一个方面电容1000uf很大,电感也很大,辐射频率很小,很难辐射出去
  1. 对于是否有往复震荡,我查阅了相关资料,遗憾的是百度的搜索功能实在差劲,没找到任何权威性的结论,仅有一个别人回复的帖子http://bbs.21ic.com/icview-2831680-1-2.html 该帖中提到,电感是有容性的,外部电源断开后,储存在电感内部的能量会震荡衰减,而非以焦耳热的形式一次放光。

2.如果线圈炮的电感“很大”,那必然有相当数量的能量储存在电感中,通过震荡辐射并衰减

3.然而你完全可以通过简单的测量和计算,来看看线圈到底升了多少度,以计算有多少能量变成焦耳热,多少能量变成电磁辐射,要远比你在这灌水帖有意义得多。

[修改于 22 天前 - 2019-11-22 08:34:39]

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10楼
引用 radio 发表于 2 楼的内容:
不要想当然,实际上在电炮工作的频率电炮线圈的辐射效率相当低。

那么实际上你是否测量过非焦耳热损失的能量具体是多少?

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11楼
引用 北极狐之沧浪 发表于 6 楼的内容:
有人用过热像仪观察热损吗?或者仿真软件计算焦耳热?

一个温度计就能解决的问题,为什么要用热像仪?制作一个小的发射模型,把线圈和电容都给泡在变压器油里,放置于保温材料中,连续快速发射N次(把弹头固定在线圈中,就当0效率,也方便计算),用温度计观察油的温升。

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北极狐之沧浪(作者)
12楼
引用 power_rdx 发表于 9 楼的内容:
对于是否有往复震荡,我查阅了相关资料,遗憾的是百度的搜索功能实在差劲,没找到任何权威性的结论,仅有一.....

简单的测量和计算是指什么?

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北极狐之沧浪(作者)
13楼

能量以电磁震荡形式损失在了电感里,这部分能量能再利用吗?

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14楼
引用 北极狐之沧浪 发表于 12 楼的内容:
简单的测量和计算是指什么?

11楼不是已经告诉你怎么测量了么,计算方法前面也有人说过了,通过温升和系统热容计算出焦耳热,看看和总体消耗的能量差多少,就是电磁辐射损耗的能量。如何计算系统热容,也很简单,给电容和线圈持续通低压电,测量温升后计算。

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15楼
引用 power_rdx 发表于 10 楼的内容:
那么实际上你是否测量过非焦耳热损失的能量具体是多少?

你先算算“辐射损耗”的数量级,再看看你的方案需要的温度计精度得到小数点后几个零?

或者要不简单一点,先算算“该帖中提到,电感是有容性的,外部电源断开后,储存在电感内部的能量会震荡衰减,而非以焦耳热的形式一次放光。”,假如电感的储能都用于电感和其自身寄生电容组成的LCR回路震荡,电感两端峰值电压要用什么开关元件才能承受住?放完电就完全断开外部电路的条件现实吗?

[修改于 21 天前 - 2019-11-22 16:26:06]

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北极狐之沧浪(作者)
16楼
引用 power_rdx 发表于 14 楼的内容:
11楼不是已经告诉你怎么测量了么,计算方法前面也有人说过了,通过温升和系统热容计算出焦耳热,看看和总.....

有磁阻炮理论推导、建模仿真、定量测试这三个过程的比较全的帖子吗。

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17楼
引用 radio 发表于 15 楼的内容:
你先算算“辐射损耗”的数量级,再看看你的方案需要的温度计精度得到小数点后几个零?或者要不简单一点,先.....

这还需要算吗?如果测量得焦耳热产生的温升与纯电阻电路的理论温升“完全相同”,或者差异小到普通温度计无法测量,那则可证明电磁炮的辐射损耗非常小。如果观察到了肉眼可见的差距,那则可证明确实存在相当数量的辐射损耗。无论哪种结果,都可以得出确切结论。

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18楼
引用 北极狐之沧浪 发表于 16 楼的内容:
有磁阻炮理论推导、建模仿真、定量测试这三个过程的比较全的帖子吗。

据我所知应该是没有。你这个帖子提出的问题,是建立在“发射后线圈和弹头都不怎么烫”的基础之上,从而引申出“剩下的能量去哪了”。但是现在,已经有人质疑你,“即使全部能量都用来发热,发射后也不会怎么烫”。所以你更应该先就你的题设做出论证,看看是不是真的在连续多次发射后,系统温升低于计算值。如果实验发现“系统温升符合计算值”,那就没有你后面的事儿了。

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2019-11-23 10:59:39
19楼
引用 北极狐之沧浪 发表于 18 楼的内容:
有磁阻炮理论推导、建模仿真、定量测试这三个过程的比较全的帖子吗。

这种“帖子”得去顶级期刊上找,连会议论文甚至差一点的期刊都不行

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