[发明专利]一种基于电磁炮的磁悬浮模型建立方法

说明书

技术领域

本发明属于磁悬浮技术领域，尤其是一种基于电磁炮的磁悬浮模型建立方法。

背景技术

磁悬浮技术是近年来迅速发展起来的新兴技术，可广泛应用于铁路、航天等领域。为了充分研究磁悬浮技术，需要建立磁悬浮模型，以利于教学、分析以及各种应用，目前，尚缺少磁悬浮模型以及建立磁悬浮模型的建立方法，无法适应科研以及教学的需要。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种设计合理、方法简便且适应科研及教学需要的基于电磁炮的磁悬浮模型建立方法。

本发明解决现有的技术问题是采取以下技术方案实现的：

一种基于电磁炮的磁悬浮模型建立方法，包括以下步骤：

步骤1、使用一个带有最大充电电压为50V、容量为100uf-1f的电容器来给线圈充电；

步骤2、采用上述线圈来发射一个小钢球，从而得到一个磁悬浮模型。

而且，所述的线圈的内径为10mm-30mm、外径为20mm-50mm，线圈的匝数为100-500匝。

而且，所述的小钢球的直径为2mm-5mm，质量为10g-200g。

本发明的优点和积极效果是：

本发明设计合理，其采用一个电容器来给线圈充电并通过该线圈发射小钢球从而建立一个磁悬浮模型，其方法简便易行，可广泛用于教学、分析以及各种应用。

附图说明

图1是本发明的弹体（磁悬浮）简化模型示意图；

图2是本发明所采用的试验电路图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明实施例做进一步详述。

一种基于电磁炮的磁悬浮模型建立方法，包括以下步骤：

步骤1、使用一个带有最大充电电压为50V、容量为100uf-1f的电容器来给线圈充电；

步骤2、采用一个内径10mm-30mm、外径20mm-50mm的100-500匝的线圈来发射一个直径为2mm-5mm质量为10g-200g小钢球，从而得到一个磁悬浮模型。

本发明是基于以下技术实现的：当螺线管通电时，螺线管的内外就有了磁感应线分布，其磁势分布为两端高内部低，管外的弹体(铁磁芯)被拉向中心。线圈中心弹体受力最大，但磁势最低。以简化模型来分析弹体所获得的能量。在恒定外磁场的作用下，可将其视为一绕子弹中心轴为对称轴的圆电流体。子弹在螺线管所产生的磁场中的受力分析可简化为通电圆线圈之间的受力问题，此时子弹体线圈模型中的圆电流的方向应该与螺线管中的圆电流的方向一致。

下面以如图1所示的弹体（磁悬浮）简化模型为例，分析弹体所获得的能量。恒定外磁场的作用下，可将其视为一绕子弹中心轴为对称轴的圆电流体。子弹在螺线管所产生的磁场中的受力分析可简化为通电圆线圈之间的受力问题，此时子弹体线圈模型中的圆电流的方向应该与螺线管中的圆电流的方向一致。

本发明采用的试验电路，如图2所示，图中E：电源，K：（单刀双掷）开关，C:电容，L：电感（线圈）。当开关放下后，给电容进行充电，当开关放下至另一边后，给线圈放电，产生电流磁效应，使发射物射出。具体操作步骤如下：

1、电源连接，堆正极输出端（即在桥堆上表示为“+”）连电容正极（表示为“+”），负极输出端（即在桥堆上表示为“-”）。

连电源，桥堆正极输出端、负极输出端与正极输入端、负极输入端呈对角线，开关随后连接电容负极（表示为“-”）。

2、将发射物放入线圈内。

3、将开关按下，即与电源、电容形成闭合电路，给电容充电几秒（注意：在电容系数不同的电容中充电，系数越大，可充电时间就越长，但实际上充电时间都极其短，所以一般开关合上后就立马断开。如使用的是最低50μf的电容，请勿充电过长时间，以免造成实验事故。

4、将开关按下，即与电容、电感（线圈）形成闭合电路，电容放电，线圈接收到电流，产生感应磁场，发射物发射。

需要强调的是，本发明所述的实施例是说明性的，而不是限定性的，因此本发明包括并不限于具体实施方式中所述的实施例，凡是由本领域技术人员根据本发明的技术方案得出的其他实施方式，同样属于本发明保护的范围。