@Ромуальд_7

Всем доброго времени суток!
В очередной раз подписав самого себя на несколько авантюрный эксперимент, как и обычно, наткнулся на тонкости его реализации. Эксперимент называется "плазма из рельсотрона". Если с расчётом и параметрами конструкции, в целом, проблем не возникает (с удовлетворительной для меня точностью), то занявшись подбором источника огромного тока я столкнулся с небольшой (вроде бы как) проблемой, решение которой настолько очевидно, что я его не вижу.
Итак. В качестве источника я хочу использовать электролитический конденсатор на 2200мкФ и 300В (заражяется от сети 220В 50Гц через выпрямляющий диод на 1000В (тупо, что называется)), который я некогда использовал в одноступенчатой пушке Гаусса.
Ещё в то время я знал, что если сопротивление катушки окажется малым, то конденсатор станет сам себя заряжать в направлении, обратном безопасному (полярность ведь нарушается, правильно?), что может привести к взрыву кондёра (можно ненадо?), но при разрядке на катушку он даже не грелся, хотя должен бы, вроде как.
Отсюда основной вопрос - пройдя по рельсотрону в прямом направлении разряда конденсатора, ток начнёт снова заряжать конденсатор неправильным образом, а, поскольку сопротивление рельс и снаряда будет минимальным, я предположил, что конденсатор рванёт при первом же проходе тока. Даже если я вообще, абсолютно, супер -неправ в вышенаписанном, возникает вопрос - как загасить колебания тока конденсатора и направить его в одну сторону так, чтобы конденсатор разряжался непрерывно в одном направлении, постоянно двигая снаряд в одну и ту же сторону?
Буду ооочень благодарен за помощь!

1

ValeryS

срочно в нобелевский комитет, за изобретение вечного двигателя
судя, по этой логике, если замкнуть выводы конденсатора(сопротивление равно 0) то он будет сам себя разряжать-заряжать бесконечно долго

0

@Ромуальд_7

да ну нет, конечно - из-за внутреннего сопротивления, прежде всего, я это понимаю.
но ведь катушка индуктивности как-то делает эту магию заряда-разряда-заряда... Я понимаю, что катушка это не есть обычный резистор, но я уже не помню, благодаря чему катушка заставляет конденсатор самозаряжаться вновь, а не просто разряжаться на её активном сопротивлении.
То есть, вы хотите сказать, что подключив конденсатор к нагрузке без реактивного сопротивления я не получу колебаний тока в цепи?
P.S. Пожалуйста, очень вас прошу, оставьте вы эти подколы. Если человек чего-то не понимает и задаёт вопросы, чтобы понять суть, помогите ему; нет абсолютно никакого смысла шутить надо мной и подкалывать. Если уж вы столь добры, чтобы уделить мне 5 минут своего времени - помогите, и я буду благодарен вам. Было бы ещё обиднее, если бы вы послали меня в гугл, а так обидно=(обидно-1). Вы тоже когда-то были молоды и глупы, как и все, как и я сейчас; отнеситесь с пониманием.

0

@i8085

Это очень трудно.

Но попробую за ValeryS.
Потому что образуется колебательный контур. Объяснений, что это такое и как работает, тут скорее всего не будет, так как это из школьного курса физики. Найдите сами.
И, раз занимаетесь "рельсотронами", ещё вам нужно знать, что индуктивностью обладает любой физический проводник. Разница только в величине индуктивности. А любой монтаж имеет паразитную ёмкость. Так что колебательный контур в схемах есть всегда, независимо от того, есть там отдельные элементы - катушки и конденсаторы, или нет.

1

@Ромуальд_7

i8085, спасибо за ответ.
Ну, это вы зря - я штудент технического вуза и учусь я хорошо; а всем вот этим я занимаюсь в свободное время и, к сожалению, абсолютно не по специальности. Спроектировать и построить, например, четырёхцилиндровую паровую машину, которая поехала бы под 150 км/ч - это сколько хотите, могу даже технологическую карту составить; а всему вышеописанному я хотел бы учиться вместо того, чему меня учат в институте, но увы, поэтому и обидно мне, что совершенно никто не рад тому, что я стремлюсь узнать больше, чем по курсу обучения; всем бы посмеяться над моим незнанием, но это ваше право.
Раз вам не сложно ответить на мои вопросы, позвольте ещё один - производил я приближенные расчёты рельсотрона весь вечер и пришёл к выводу (либо ошибся (удивительно, да?)), что 70А пускового тока цепи и времени разряда конденсатора в 30 миллисекунд хватит на продвижение трёхграммового снаряда из алюминия максимум на 1 миллиметр (в лучшем случае, как я понял); а теперь к самому вопросу - это сколько ж мне нужно конденсаторов, чтобы снаряд изволил вылететь за пределы рельсов и пролететь хотя бы несколько метров по баллистической траектории? моей пушке гаусса с одной катушкой было вполне достаточно использовавшегося в расчётах конденсатора, чтобы пульнуть кусок гвоздя массой граммов 20 аж на 7 метров; из этого я сделал предварительный вывод, что в расчётах есть ошибка, ну, либо рельсотрон сильно отличается от пушки гаусса (что весьма сомнительно для меня).

0

@WH

Почему конденсатор на 300В? В сети напряжение 220 В это действующее значение, амплитудное 220*корень(2) = 311,1 В, конденсатор будет заряжаться как раз до этого напряжения и вы рискуете его сжечь, и хорошо если он не разлетится как новогодний фейерверк. Кондер не менее чем на 400 В должен быть.

Добавлено через 8 часов 5 минут
Вообще для таких целей нужно использовать только неполярные конденсаторы.

1

@Ромуальд_7

Потому что на самом деле он на 450В, я приврал немного брал именно такой именно из расчёта амплитудного напряжения 235*корень из двух (235 - это так уж сложилось в нашей квартире).
Это я с вами полностью согласен, да только не смог найти конденсаторов удовлетворительной ёмкости, которые не были бы электролитическими. В последнее время смотрю на ионисторы (аж до 10 фарад ёмкость), но напряжение их какое-то не айс'ное - вольт 12, но что мне делать с ними, спрашивается.

0

@Grey

ионисторы не пойдут. они не дадут такой ток.

Добавлено через 12 минут
а потом резко остановится?

1

@Ромуальд_7

Ну, теоретически, 24-вольтовый ионистор при сопротивлении рельсов+снаряда в 0,5 Ом даст неплохой ток, впрочем, всё-равно недостаточный.
по расчётам, в момент t=30мс скорость продвижения будет равна (чему-то там)*10^-7 => да, остановится.

0

@Grey

это 33 мм/с.
и через следующие 30 мс уже остановиться? там такое трение? может нужно изменить конструкцию? или использовать медный снаряд, проводимость больше, плотность вроде тоже.

Добавлено через 43 минуты
а конструкция ионистора позволяет выдать такой ток?

1

@Ромуальд_7

Товааааарищ, это вы хорошо написали, это спасибо - а как вы это посчитали, скажите пожалуйста? Я использовал прикидочную формулу расчёта отсюда - https://ru.wikipedia.org/wiki/Рельсотрон - с подстановкой туда вместо постоянного тока функции разряда конденсатора по времени , затем подставлял это дело в функцию с сайта , затем брал константы: диаметр рельсов d=8 мм (примерно так и выходит), расстояние между осями рельсов r=15мм, общее безопасное для конденсатора (макс. ток = 74А) сопротивление цепи R=3.5 Ом, ёмкость конденсатора C=2200 мкФ.
После подстановки в формулу силы и деления её на массу снаряда в 3 грамма, получил кинематическое уравнение движения снаряда в виде зависимости ускорения снаряда от времени с момента замыкания цепи: .
При интегрировании получается какой-то треш, что навело меня на мысль, что расчёты (конечно же!) не то, что неточны, а неверны в корне, но что конкретно неверно я не понимаю.
(Неверным я это счёл потому, что использовав этот же конденсатор на пушке гаусса я получал, что 20-граммовый стальной снаряд пролетает метров 5, а принцип рельсотрона, теоретически, не так уж и сильно отличается, чтобы просто не смочь даже подвинуть снаряд.)
А как вы прикидывали кинематику движения?? Напишите, если вас не затруднит, пожалуйста
честно говоря, я не знаю, но думаю, почему бы и нет

0

@Grey

рельсотроны имеют проблему в обгорании контактов. после каждого выстрела их нужно чистить. пока проблему не решат фигня всё это. поэтому никак не прикидывал. чисто из ваших данных. если импульс его до такой скорости разогнал, должен же он по инерции хоть сколько то пролететь.
к сожалению я тоже не знаю. не работал с ними.
но в отличии от конденсатора, ионисторы имеют электро-химическую природу ёмкости. химические процессы протекают медленнее разряда электронов в конденсаторе. при той же емкости ионистор будет разряжаться дольше, а максимальный ток будет меньше.

1

@WH

А какая Вам вообще скорость разряда нужна? Как я понимаю, максимально возможная. Так электролитические конденсаторы в этом сильно уступают неполярным. Единственный их плюс это относительно высокая емкость.

1

@Ромуальд_7

Grey, спасибо за ваши ответы

Добавлено через 2 минуты
А наиболее ёмкие из неполярных не подскажете? Плёночные, бумажные, керамические, или ещё какие?

0

@WH

Вот здесь я вам к сожалению не подскажу. Керамика самые качественные в принципе, но и емкости там минимальные, они вас не устроят. Поройтесь в интернете, поищите. Или может кто подскажет. Может быть в сторон бумажных посмотреть наибольшей емкости, но сколько их там понадобится и какой размер получиться....

Добавлено через 7 минут
Может быть еще вариант с электролитом, но поставить параллельно ему диод в прямом включении, что бы кондер, как вы выразились "сам себя не заряжал" )

1

@Ethereal

Ну ты-же сам сказал, что за 30 мс пролетит 1 миллиметр. Тогда элементарная пропорция и при той-же скорости за 1000мс = 1 с пролетит 1мм*1000мс/30мс = 33 мм. Итого скорость 33 мм/с.
Я че-то как считал Gray понял в одно мгновение, а тебе какая-то хитрая кинематика тут померещилась.

0

@САлександр

Ромуальд_7, а Вы не пробовали посмотреть в сторону (автомобильных) аккумуляторов?

1

@Grey

0

@Ромуальд_7

Честно говоря, не пробовал; но если там есть относительно недорогие экземпляры, способные отдавать, хотя бы, 200А на протяжении 0,5с, то было бы очень круто.

Добавлено через 5 минут
О_О
Я нашёл АКБ для грузовых автомобилей, у которых пусковой ток аж 900А при ёмкости ~140 А*ч; значит ли это, что я смогу выжать из него непрерывно 900А на протяжении 560 секунд? или там хитрости есть какие?
И значит ли это, что этот аккум является источником тока, а не ЭДС, ведь напряжение в характеристиках, почему-то, не указано? т.е., как рассчитать нагрузку для получения этих 900А?

0

@Grey

нет. там не прямая зависимость.
12 вольт. полностью заряженный может до 13 вольт показывать. разряженный 9-11 вольт.
можно и меньше 9 разрядить, но аккумулятор быстро навернётся.

1