kaniagostyn *UKS Kania Gostyń

tubular solenoid - pomysł tango fr. Hmm, i znów kłania się fizyka.

Aby poczuć odrzut solenoid musi nieźle kopnąć, a to znaczy że musi ruszyć i mocno rozpędzić znaczną masę w bardzo krótkim czasie. (E=mv^2/2)
Aby tego dokonać, trzeba puścić duży prąd przez cewkę o możliwie małym oporze, w jak najkrótszym czasie. W związku z tym potrzebny jest duży kondensator, który będzie w stanie zmagazynować odpowiedni ładunek elektryczny aby móc go wyzwolić w momencie strzału.
Pomijając komplikację w budowie takiego układu (odpowiedni duży i sprawny kondensator, tyrystor do jego załączania) czas ładowania dużego kondziora to w najlepszym przypadku kilka sekund! A więc można zapomnieć o ogniu ciagłym!
Dodatkowo, sprawność tego typu urządzeń jest niewielka, dlatego też działka magnetyczne nie zdobywają takiego uznania. Sam zbudowałem kiedyś takie działko i mam doświadczenia.

Ale żeby nie było, że torpeduję wszystkie pomysły:

Można wykorzystać tę ideę, ale w inny sposób. Solenoidem sterować zaworem w pojemnikiem wysokiego ciśnienia (np. CO2) i energią rozprężającego się gazu działać na tłok powodujący uczucie odrzutu. Tak jak działają nowoczesne markery paintballowe. Wtedy wystarczy bateryjka 9V, kondensator ok. 2000uF i odpowiedni zawór.
Niejako dodatkowo mamy zapewniony HUK!
Tyle, że rozwiązanie nie będzie tanie.

Podsumowując: wg mnie to bez sensu. Za duże nakłady aby osiągnąć i tak mierny cel.
Indukcja Elektormagnetyczna. odpowiem dosyć skrótowo.
Przesunięcie fazowe pomiędzy wartościami prądu przemiennego pochodzi stąd,że w obwodzie są aktywne elementy, z punktu widzenia oddziaływania elektromagnetycznego, to jest : pojemność (kondensator) i indukcyjność(zwojnica).Jeśli brak tych elementów ,to w obwodzie z oporem biernym(czysto omowym),przesunięcie fazowe wynosi zero.
Wartość przesunięcia fazowe w obwodzie RLC nie zawsze wynosi 90 stp.tak jest tylko gdy mamy jeden aktywny opór(zwany -impedancją).
Dlaczego wówczas przesunięcie fazowe jest 90 stopni a nie o innej wartości?Trzeba osobno rozważyć rolę L (indukcyjności cewki) a osobno rolę C (kondensatora) gdy się znajdą w obwodzie z prądami przemiennymi.
Otóż ,w pierwszym przypadku,powstający prąd samoindukcji - zgodnie z zasadą zachowania energii pola elektromagnetycznego - przeciwdziała zmianom prądu ,który go wywołał.Ponieważ równanie prądu przemiennego jest funkcją trygonometryczną fazy(pomijam stałe współczynniki), to z teorii tych funkcji wynika owe przesunięcie 90 stp.
Natomiast ,w przypadku kondensatora ,powody opóźnienia pojawienia się nowego pola elektrycznego pomiędzy okładkami leżą w fakcie ,że proces ładowania i rozładowania kondensatora ma swój czas (zalezny min.od pojemności),wektor E pola pojawia się z pewnym opóźnieniemw stosunku do SEM źródła.I znowu opóźnienie to ma wartość 90 stopni(a nie dowolnie inną) gdyż tylko dla takiej wartości w II równaniu Maxwella dostaniesz sensowne rozwiązanie ,w postaci funkcji okresowej (sinus lub cosinus).
Jak widać przyczyna jest dwojaka: fizyczna oraz taki a nie inny charakter równania opisującego zachowanie się drgań wartości prądu podczas przechodzenia przez aktywne elementy.
Jasny wykład tej problematyki wymaga posłużenia się płaszczyzną zespoloną i pojęciem tzw. wskazu,to znaczy wirującego wektora i wtedy naocznie przekonasz się ,że przesunięcie fazowe na L i C (osobno włączonych) nie może mieć innej wartości niż 90 stp.
Bardzo dobry wykład tych kwestii (dla obwodu szeregowego RLC )jest w kursie fizyki Halliday-Resnick-Walker , tom 3 ,str.339-343.Obwód równoległy RLC rzadko występuje w podręcznikach fizyki a jest b.ciekawy.
deficyt masy i takie tam ;]. Wzór na pojemność kondensatora kulistego.

Wyprowadzenie elementarne –bez rachunku całkowego- może być takie.
Wyobraź sobie dwie sferyczne powłoki metalowe o promieniach a,b (a<b) o wspólnym środku. W środku jest ładunek elektryczny Q. Wówczas potencjał na kuli wewnętrznej o promieniu a jest
V(a) = Q/4*Pi*e(0)*a
Na kuli zewnętrznej
V( = Q/4*Pi*e(0)*a
Potencjał dwóch metalicznych powłok sferycznych jest
V(a, = V(a) – V(= Q*(b – a): 4*Pi*e(0)*a*b
Wobec tego pojemność takiego przewodnika jest
C = Q/V(a, = 4*Pi*e(0)[a*b/(b – a)]
Jeżeli licznik i mianownik podzielisz przez b to w mianowniku dostaniesz dwumian
1 – a/b
Jeżeli teraz z promieniem powłoki sferycznej zewnętrznej b przejdziemy do nieskończoności ( a fizycznie oznacza to ,że jej potencjał nie współdziała z potencjałem wewnętrznej kuli) to mianownik przyjmie wartość 1 i cały wzór na pojemność tylko wewnętrznej sfery przyjmie postać:
C = 4*Pi*e(0)*a lub w zapisie z R
C = 4*Pi*e(0)*R
E(0) – oznacza przenikalność elektryczną próżni (lub powietrza) ,jeśli kula będzie w ośrodku o e ,no to ten symbol stanie obok e(o).Może kogoś denerwować ,że ładunek Q umieściliśmy w centrum kuli, a ładowanie kulistego przewodnika to przecież umieszczenie ładunku na jego powierzchni,no ale istnieje twierdzeni Gaussa z którego wynika równoważność tych obrazów.
Cheri,dla poratowania urody, zagrożonej nieustannym obcowaniem z fizyką ,w zbliżający się weekend ,poszalej z kimś ,kto niema nic wspólnego z tą dyscypliną a przeciwnie-pomoże Ci zapomnieć o cząstkach elementarnych i kondensatorach.fm.