DIY Coilgun

Technikprojekte
// 9 Dezember 2015
Coilgn Coil

Die Coilgun oder auch Gaussgewehr genannt ist ein Massenbeschleuniger, welcher mit Hilfe der Elektromagnetischen Induktion Eisenprojektile beschleunigt. So gesehen können die Geschosse eine fast unendliche Geschwindigkeit erreichen, Voraussetzung wäre allerdings auch eine extreme Energiemenge.

Das Prinzip ist sehr einfach. Wie laden unseren Kondensator mit einer Spannung von 300-1000V auf. Wenn wir nun diesen Kondensator über eine Spule entladen, so entsteht kurzzeitig ein Magnetfeld. Dieses Magnetfeld ist in der Lage z.B. Eisenprojektile kurz anzuziehen. Dadurch, dass es nur kurz angezogen wird, wird es nicht abgebremst und fliegt weiter. Würde man eine konstante Spannung durch die Spule fließen lassen, so würde das Projektil von der Spule festgehalten werden. Soweit so gut, nur wenn wir bedenken, dass unser Kondensator zum Beispiel bei 600V 4000uF hat und wir den an der Spule kurzschließen ist es fast so, als wenn wir einen Kanonenschlag auf dem Schreibtisch zünden.

Aber wie können wir nun den Kondensator ohne einen großen Knall über die Spule schalten? Ganz einfach, wir nehmen einen Thyristor. Man kann sich das so vorstellen: Der Thyristor hat 3 Pins, an einen kommt die eine Seite unserer Spule, an einen anderen das Plus unseres Kondensators. Der Minuspol unseres Kondensators kommt an das andere Ende der Spule. Würden wir jetzt wieder die beiden Pins unseres Thyristors verbinden so hättet Ihr wieder den Kanonschlageffekt. Wenn wir nun aber an den dritten Pin des Thyristors ein Potential anlegen, eine Batterie zum Beispiel, so würden sich sozusagen die andern beiden Pins in dem Thyristor wieder verbinden. Mit einem Unterschied, dass es nicht knallt. Praktisch oder? Auf die Funktion eines Thyristor gehen wir nicht genauer ein, das wäre jetzt zu langweilig. Also zurück zur Coilgun. Mit dem Wissen können wir nun relativ einfach ein Schaltplan herleiten:

cir  Couil

In dem dargestellten Fall haben wir einen Transformator, welcher am Netz hängt. An seinem Ausgang haben wir nun eine Wechselspannung von ca. 300V. Da wir mit einer Wechselspannung natürlich nicht unseren Kondensator laden können schalten wir noch 2 Dioden zur Gleichrichtung vor ihn. Ein 9V Block zündet unseren Thyristor über ein Wiederstand. Ihr seht schon ist nicht sehr kompliziert. Nun ist unsere Coilgun auch schon schussbereit. Es gibt trotzdem noch was zu sagen, und zwar müsst ihr enorm aufpassen, dass ihr kein Stromschlag von dem Kondensator bekommt, da er immerhin wie in meinem Fall zum Beispiel ca. 300 Joule Energie speichert.

Das Problem ist, dass von den 300 Joule im allerbesten Fall 5% in kinetische Energie umgewandelt werden. Das heißt, unser Eisenprojektil hat im besten Fall eine Energie von  15 Joule. Da man meistens nur so 1% überhaupt umsetzt haben wir nur 3 Joule. Diese 3 Joule sollte man aber keinesfalls unterschätzen. Eine Dose kann darunter schon schön leiden:

Dose

Oder ein Zombie:

Coilzom

Und hier noch ein par Tipps, wie ihr eure Coilgun optimieren könnt:

-Dicker Kupferlackdraht als Spule, viele Windungen

-Lauf aus Plastik etc. , nicht aus Metall

-Höhere Kondansatorkapazität, dabei aber auch Spannung erhöhen

Denn ihr wisst ja R= U : I .Bei einer erhöhten Kapazität fließt ja logischerweise auch ein höherer Strom. Das führt dazu, dass unser Kondensator länger brauch um sich über die Spule zu entladen, was zur Folge hat, dass unser Projektil abbremst. Wenn wir aber die Spannung erhöhen so kann nach R= U : I ein viel höherer Strom in kurzer Zeit durch unsere Spule fließen, was wiederum bedeutet, dass unser Projektil mehr Energie erhält. Klingt doch logisch oder?

 

 

 

 

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