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物理演示實驗電磁炮,十個簡單的電學(xué)小實驗

  • 物理
  • 2024-03-20

物理演示實驗電磁炮?電磁炮,也叫 “電磁軌道炮” 。電磁炮的工作原理 電磁炮純粹是一種電氣武器,它通過一對金屬軌道來加速具有傳導(dǎo)性的射彈。這一對金屬軌道非常光滑,允許大電流通過并通過“炮彈”形成回路。“炮彈”相當于電磁鐵,那么,物理演示實驗電磁炮?一起來了解一下吧。

電磁炮科學(xué)實驗

電磁炮是利用電磁發(fā)射技術(shù)制成的一種先進動能殺傷武器。與傳統(tǒng)大炮將火藥燃氣壓力作用于彈丸不同,電磁炮是利用電磁系統(tǒng)中電磁場產(chǎn)生的安培力來對金屬炮彈進行加速,使其達到打擊目標所需的動能,與傳統(tǒng)的火藥推動的大炮,電磁炮可大大提高彈丸的速度和射程。

十個簡單的電學(xué)小實驗

電磁炮的原理非常簡單,19世紀,英國科學(xué)家法拉第發(fā)現(xiàn),位于磁場中的導(dǎo)線在通電時會受到一個力的推動,同時,如果讓導(dǎo)線在磁場中作切割磁力線的運動,導(dǎo)線上也會產(chǎn)生電流。這就是著名的法拉第電磁感應(yīng)定律。正是根據(jù)這一定律人們發(fā)明了如今廣泛應(yīng)用的發(fā)電機和電動機,它也是電磁炮的基本原理,或者說,電磁炮不過是一種比較特殊的電動機,因為它的轉(zhuǎn)子不是旋轉(zhuǎn)的,而是作直線加速運動的炮彈。 那么如何產(chǎn)生驅(qū)動炮彈的磁場,并讓電流經(jīng)過炮彈,使它獲得前進的動力呢?一個最簡單的電磁炮設(shè)計如下:用兩根導(dǎo)體制成軌道,中間放置炮彈,使電流可以通過三者建立回路。把這個裝置放在磁場中,并給炮彈通電,炮彈就會加速向前飛出。在1980年,美國西屋公司為“星球大戰(zhàn)”建造的實驗電磁炮基本就是這樣的結(jié)構(gòu)。它把質(zhì)量為300克的炮彈加速到了每秒約4千米。如果是在真空中,這個速度還可提高到每秒8~10千米,這已經(jīng)超過了第一宇宙速度,具備了作為一種新型航天發(fā)射裝置的理論資格。

將這一理論上的可能變?yōu)閷嶋姶排陔H,還需要解決以下幾個問題:首先,那臺實驗電磁炮的加速度太大,人無法承受。這個問題只有一個解決方法,那就是延長加速時間。然而這必須以采用更長的軌道為代價。

電磁炮物理實驗現(xiàn)象

電磁炮,也叫 “電磁軌道炮” 。

電磁炮的工作原理

電磁炮純粹是一種電氣武器,它通過一對金屬軌道來加速具有傳導(dǎo)性的射彈。這一對金屬軌道非常光滑,允許大電流通過并通過“炮彈”形成回路。“炮彈”相當于電磁鐵,通過它的大電流與軌道所產(chǎn)生的強大磁場發(fā)生作用,并產(chǎn)生強大的作用力,為“炮彈”加速。其典型特征是不必使用燃料推進,而且發(fā)射速度遠比火力武器要快。

電磁炮的工作原理示意圖

電磁炮的運行需要經(jīng)過以下三個步驟:

1)炮彈——通常是子彈或者導(dǎo)彈——被固定在電樞內(nèi),電樞可以傳導(dǎo)電流,它們被固定在兩排金屬軌道之間。

2)巨大的電流通過軌道,從而產(chǎn)生強大的磁場,足以推動電樞以極快的速度前進。

3)炮彈與電樞分離,并將以7倍于聲音的速度行進,射程可達100英里。

如果提供強大的電流,比如達到100萬安培,電磁軌道炮將對射彈產(chǎn)生巨大的推力,其速度可以達到每秒數(shù)千米。在先前的實驗當中,科學(xué)家已經(jīng)獲得了20千米/秒的射彈速度。它的缺點是:由于推進過程中會產(chǎn)生大量熱量,因此軌道易于被腐蝕。電磁軌道炮通常需要經(jīng)常更換軌道,或者使用導(dǎo)電的耐磨材料。

說白了,電磁炮就是一個 “直線電機 ” 。

電磁炮實驗原理及步驟

電磁炮的內(nèi)部是實心的,外面是一層高強度的鋁合金材料,內(nèi)部采用了高質(zhì)量的鋼鐵填充。炮彈要比普通炮彈更大,也比普通炮彈更重。電磁炮的攻擊原理是通過加速度帶動沖擊波,以強大的沖擊力摧毀地方的軍事目標。

初中物理五大實驗方法

可以利用線圈、電容(最好500V左右2000UF左右的電解質(zhì)電容,2個更好)、二極管:(普通的1N4007即可)炮彈(用鐵釘不錯,長度需根據(jù)線圈的長度來決定。)組合制作。

電磁炮利用電磁力(洛侖茲力)沿導(dǎo)軌發(fā)射炮彈的武器。電磁炮主要由能源、加速器、開關(guān)三部分組成。

電磁炮能源通常采用可蓄存10~100兆焦耳能量的裝置。當前實驗用的能源有蓄電池組、磁通壓縮裝置、單極發(fā)電機,其中單極發(fā)電機是最有前途的能源。

擴展資料:

電磁炮可將3克重的彈丸加速到11千米/秒,將300克的彈丸加速到4千米/秒。有的專家甚至預(yù)言,將來的速度可達100千米/秒。速度對于天基反導(dǎo)彈系統(tǒng)來說尤為重要。

電磁炮能夠發(fā)射的炮彈質(zhì)量仍然不大,這是加速能力不足造成的。加速炮彈的力與磁場和電流之積成正比,要獲得足夠強的加速磁場一般靠超導(dǎo)磁體。

用超導(dǎo)線圈產(chǎn)生磁場已是相對成熟的技術(shù),但超導(dǎo)磁體需要冷卻到很低溫度(如液氦溫度,約-269°C)才能發(fā)揮作用,這對于軍事應(yīng)用是個問題。

參考資料來源:百度百科-電磁炮

以上就是物理演示實驗電磁炮的全部內(nèi)容,電磁炮是什么?電磁炮是屬于炮的一類,與傳統(tǒng)的火炮相比,電磁炮有著很多的優(yōu)勢,比如聲音響沒有煙霧,而且發(fā)射速度極快,威力比普通火炮提升了很多。電磁炮硬是沒有炮口火焰的,但是在許多實驗中,電磁炮發(fā)射炮彈時。

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