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物理演示實驗電磁炮,十個簡單的電學小實驗

  • 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。

電磁炮科學實驗

電磁炮是利用電磁發射技術制成的一種先進動能殺傷武器。與傳統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中電磁場產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。

十個簡單的電學小實驗

電磁炮的原理非常簡單,19世紀,英國科學家法拉第發現,位于磁場中的導線在通電時會受到一個力的推動,同時,如果讓導線在磁場中作切割磁力線的運動,導線上也會產生電流。這就是著名的法拉第電磁感應定律。正是根據這一定律人們發明了如今廣泛應用的發電機和電動機,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,因為它的轉子不是旋轉的,而是作直線加速運動的炮彈。 那么如何產生驅動炮彈的磁場,并讓電流經過炮彈,使它獲得前進的動力呢?一個最簡單的電磁炮設計如下:用兩根導體制成軌道,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”建造的實驗電磁炮基本就是這樣的結構。它把質量為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,這已經超過了第一宇宙速度,具備了作為一種新型航天發射裝置的理論資格。

將這一理論上的可能變為實電磁炮際,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生的強大磁場發生作用,并產生強大的作用力,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過以下三個步驟:

1)炮彈——通常是子彈或者導彈——被固定在電樞內,電樞可以傳導電流,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生巨大的推力,其速度可以達到每秒數千米。在先前的實驗當中,科學家已經獲得了20千米/秒的射彈速度。它的缺點是:由于推進過程中會產生大量熱量,因此軌道易于被腐蝕。電磁軌道炮通常需要經常更換軌道,或者使用導電的耐磨材料。

說白了,電磁炮就是一個 “直線電機 ” 。

電磁炮實驗原理及步驟

電磁炮的內部是實心的,外面是一層高強度的鋁合金材料,內部采用了高質量的鋼鐵填充。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)沿導軌發射炮彈的武器。電磁炮主要由能源、加速器、開關三部分組成。

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、單極發電機,其中單極發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。有的專家甚至預言,將來的速度可達100千米/秒。速度對于天基反導彈系統來說尤為重要。

電磁炮能夠發射的炮彈質量仍然不大,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磁體。

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

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容,電磁炮是什么?電磁炮是屬于炮的一類,與傳統的火炮相比,電磁炮有著很多的優勢,比如聲音響沒有煙霧,而且發射速度極快,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,電磁炮發射炮彈時。

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