«Гаусс-пушка своими руками»


Администрация Гурьевского городского округа
Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение гимназия г. Гурьевска
Открытая конференция учебно-исследовательских и проектных работ" SICITURADASTRA" ("Так идут к звездам")
Учебный проект
Секция №2 - физико-математический профиль
«Гаусс-пушка своими руками»
Автор: ученик 11 «А» класса
Никитин Алексей
Руководитель:
Матвеева Вера Владимировна,
учитель физики и астрономии
МБОУ гимназии г. Гурьевска
Гурьевск, 2016 год
ПАСПОРТ ПРОЕКТА
Название проекта Гаусс-пушка своими руками
Руководитель проекта Матвеева Вера Владимировна,
учитель физики и астрономии
МБОУ гимназии г. Гурьевска
Длительность выполнения Полугодовой проект
Возраст участника 18 лет
Состав проектной группы Никитин Алексей
ученик 11 «А» класса
Тип проекта Информационно-практический
Цель Изучение устройства, принципов действия электромагнитного ускорителя масс (пушки Гаусса).
Задачи
Изучить устройство и принцип действия электромагнитного ускорителя масс.
Найти и рассмотреть устройство по чертежам.
Создать действующую модель и применить её.
Аннотация: автор очень заинтересован подобного рода "самоделками" и данный прибор показался ему очень интересным, ведь практически происходит бесшумная стрельба, не требующая какой-либо атмосферы. Можно отметить большую надежность работы такого прибора практически в любых условиях. Представляет интерес и перспективное применение электромагнитного ускорителя масс.
Предполагаемые результаты (продукты) проекта: работающая модель прибора для демонстрации принципа работы.
СОДЕРЖАНИЕ
Введение
Глава 1. Теоретические основы и анализ информационных источников
1.1. Катушка индуктивности
1.2. Цели применения
1.3. Принцип действия
1.4. Необходимые формулы
Глава 2. Практическая часть
2.1. Изготовление прибора
Заключение
Библиографический список используемых источников
ВВЕДЕНИЕ
Актуальность.
Я очень заинтересован подобного рода "самоделками" и данный прибор показался мне очень интересным, ведь практически происходит бесшумная стрельба, интересна возможность стрельбы без какой-либо атмосферы, большая надежность работы практически в любых условиях, а также перспективы применения данного прибора.
Цель.
Изучение устройства, принципов действия электромагнитного ускорителя масс (пушки Гаусса).
Задачи.
1. Изучить устройство и принцип действия электромагнитного ускорителя масс.
2. Найти и рассмотреть устройство по чертежам.
3. Создать действующую модель и применить её.
Гипотеза.
Проверить возможно ли, используя данный прибор, наглядно объяснить явление электромагнитной индукции.
ГЛАВА 1. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ И АНАЛИЗ ИНФОРМАЦИОННЫХ ИСТОЧНИКОВ
Катушка индуктивности
Катушка индуктивности - электронный компонент, представляющий собой винтовую либо спиральную конструкцию, выполненную с применением изолированного проводника.  Основное свойство катушки индуктивности, как понятно из названия – индуктивность. Индуктивность – это свойство преобразовать энергию электрического тока в энергию магнитного поля.

Время работы катушки индуктивности
Это время, за которое ЭДС катушки индуктивности возрастает до максимального значения (полный разряд конденсатора) и полностью падает до 0. Оно равно верхнему полупериоду синусоиды. — индуктивность катушки, — ёмкость конденсатора.
Цели применения
4426595999284 Катушке индуктивности присущи такие свойства, как небольшая ёмкость и малое активное сопротивление, а идеальная катушка и вовсе их лишена. Применение данного электронного компонента отмечается практически повсеместно в электротехнических устройствах.
Цели применения:- подавление помех в электрической цепи; - сглаживание уровня пульсаций;- накопление энергетического потенциала;- ограничение токов переменной частоты;- построение резонансных колебательных контуров;- фильтрация частот в цепях прохождения электрического сигнала;- формирование области магнитного поля;
Принцип действия
Пушка Гаусса состоит из соленоида, внутри которого находится ствол (как правило, из диэлектрика). В один из концов ствола вставляется снаряд (сделанный из ферромагнетика). При протекании электрического тока в соленоиде возникает магнитное поле, которое разгоняет снаряд, «втягивая» его внутрь соленоида. На концах снаряда при этом образуются полюса, ориентированные согласно полюсам катушки, из-за чего после прохода центра соленоида снаряд притягивается в обратном направлении, то есть тормозится. В любительских схемах иногда в качестве снаряда используют постоянный магнит так как с возникающей при этом ЭДС индукции легче бороться. Такой же эффект возникает при использовании ферромагнетиков, но выражен он не так ярко, потому что снаряд легко перемагничивается (коэрцитивная сила). Для наибольшего эффекта импульс тока в соленоиде должен быть кратковременным и мощным. Как правило, для получения такого импульса используются электролитические конденсаторы с высоким рабочим напряжением. Параметры ускоряющих катушек, снаряда и конденсаторов должны быть согласованы таким образом, чтобы при выстреле к моменту подлета снаряда к соленоиду индукция магнитного поля в соленоиде была максимальна, но при дальнейшем приближении снаряда резко падала. Стоит заметить, что возможны разные алгоритмы работы ускоряющих катушек.
Необходимые формулы
Кинетическая энергия снаряда:
 — масса снаряда, — его скорость.
Энергия, запасаемая в конденсаторе:

 — напряжение конденсатора, — ёмкость конденсатора.
Время разряда конденсаторов:
Это время, за которое конденсатор полностью разряжается — индуктивность, — ёмкость
Время работы катушки индуктивности:
ГЛАВА II. ПРАКТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ
1) Изготовление прибора.
1) Необходимо приобрести:
Диод 1N4007

Конденсатор номиналом 1000мкФ на 450В (в моем случае 400мкФ на 120В)

Лампочка на 40 Ватт (в моем случае на 20 Ватт)

Шнур с вилкой для подключения в розетку с напряжением 220 Вольт

2) Из намоточной проволоки накрутить на пластиковую основу катушку длиной в 5 сантиметров в 5 слоев.
3) Припаиваем один конец шнура вилки к лампочке, далее к лампочке припаиваем диод далее параллельно присоединяем конденсатор, а затем катушку.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ
758190274193000В данной работе я узнал о том, что такое явление электромагнитной индукции в применении на практике. В ходе работы детально познакомился с устройством катушки индуктивности и принципом её работы. Узнал, что такое Гаусс-пушка и даже создал свой собственный прибор для наглядного демонстрирования данной модели. Я изучил ее свойства и причины возникновения электромагнитной индукции. Изучив много теоретического материала, обнаружил, что на данный момент существуют прототипы данного устройства, которые планируют внедрить в разные отрасли производства в ближайшее время. С материалами данного проекта я выступал на гимназической конференции «Путь к успеху» в рамках защиты проектов обучающимися 11 класса по программе ФГОС.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ
Телепередачи
Галилео. Выпуск 529.
Источники интернета
http://how-todo.ru/gauss-svoimi-rukami/ (основной сайт-помощник)
http://www.galileo-tv.ru/node/2550
(наглядный пример эксперимента)
http://electroandi.ru/elektronika/katushka-induktivnosti.html
(катушка индуктивности)
https://ru.wikipedia.org/wiki/Катушка_индуктивности
(катушка индуктивности)
https://ru.wikipedia.org/wiki/Пушка_Гаусса#.D0.9F.D1.80.D0.B8.D0.BD.D1.86.D0.B8.D0.BF_.D0.B4.D0.B5.D0.B9.D1.81.D1.82.D0.B2.D0.B8.D1.8F

Приложенные файлы

  • docx file 12 doc
    Гаусс-пушка своими руками
    Размер файла: 634 kB Загрузок: 7