Re: [請益]如何製造足夠強大的交替磁場

[jamtu (月光下的智慧)]

※ 引述《brepus (brepus)》之銘言：
: 各位大大新年好
: 小弟想製造一個 電流方向可以來回變動的線圈 製造強力的磁場
: 會在線圈中間放置塑膠管裝可以感磁的金屬棒 使金屬棒可以在管內來回移動
: 撞擊到管子的2端(管子大約10公分 金屬棒7公分)
:   每秒大約2下(來回一次) 我有一台直流電源供應器 可提供30V 5A的電
: 目前想到的方法是用
: a.直流電源供應器+ b.L298n+ c.arduino 程式設定來回速度 可行但是磁場極弱
: (金屬棒完全不動 用小馬達測試方向是有變動 代表電壓 電流不夠)
: 查了一下電磁炮原理發現是需要瞬時大功率的輸出
: 發現LC電路似乎可做到這樣的事情 但搞不懂要怎麼做到 快速充電進電容
: 又能每秒來回
: 請專業的大大們 指導一下
:    本人非電子科系 所以盡力想到的問題是
:   1.因為方向是來回 電容好像只能單一方向(似乎也有雙向的) 該選哪一種?
:   2.由於LC電路不能編程 是否要利用(30V 5A)充入電容的速度 來製造每秒2下的頻率
:   3.是不是用一般的LC電路可以做到 還是因為磁場是雙邊 所以必須特別設計?
:   希望大大們可以分享你們的看法或是認為的做法 感恩

你先手動切換電源開關(output ON/OFF)
將電源正負端連接線圈兩端之後
用一秒兩次的方式，觀察電源供應器顯示的輸出電壓與電流有沒有沒辦法跟上的情形
因為頻率太慢了，所以這些是否能跟上的情形應該肉眼可見

如果沒有，把金屬棒放進線圈內，看手動控制線圈是否金屬棒不會動
如果不會動，很抱歉，你不管怎麼用電路控制，他還是不會動
因為線圈磁場就是不夠強
要更強，你只能在同樣長度內增加線圈匝數(增加密度)
B = u0*N*I
最後看你增加到幾匝你的power supply會受不了

如果金屬棒動了，電源也跟上了
表示你原本的問題是數位控制那裡沒有跟supply配合好而已
數位控制的目的只是達到跟手動一樣的效果罷了
而且不應該有推不動的情形，手動控制就只是一個旋鈕切換開關
你把那個旋鈕的控制訊號變成電訊號，不應該有什麼功率限制的問題

你所提到的電磁炮 / LC與RC的差別等等
不是你應該嘗試去思考的方向
以你目前的資源與能力，你能做出來的器材performance會卡在power supply
你這個實驗能達到最好的效果，就是你手動控制能夠達到的效果
要做到更好，你大概也已經具備設計power supply的能力了

然後我剛剛講的只是單端，一般power supply只能加單端電壓
但是可以稍微debug你是否會遇到資源不足，導致做不出來的問題
雙端的方式，可能要特別去尋找一些可編程的power supply
我有買過以下這一套
https://goo.gl/RQFs81
裡面有附可程式化的power supply，可以輸出正負的電壓，也可以調整波形
看你的需要可以跟他們洽詢
不過我初步建議先手動控制單端supply
看看這個實驗是否fundamentally可行

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※ 編輯: jamtu (106.105.111.121), 02/14/2018 05:40:57
※ 編輯: jamtu (106.105.111.121), 02/14/2018 05:50:50
推 louisyan: 釣到大神親自回文了
推 brepus: 謝謝jamtu大大特別發一篇文回覆我 小弟的確還沒有實驗過增
→ brepus: 加線圈數的方式 會考慮電路的原因 是想說我的線圈電流太小
→ brepus: 而網路上發射成功的砲彈 都有用到電容的關係;那個動作
→ brepus: 正是我想達到的成果 只是還須要往反方向射 並反覆重複
→ brepus:   這2天持續研究的成果 越來越複雜 最新進度是發現閃光燈
→ brepus: 電路可能滿足我的需求 然而如何能正反都能充進電容 放出電
→ brepus: 流時不會讓另一個電容爆炸 如大大說的要有電路設計的能力
→ brepus:   (電路的東西真是博大精深 簡單的動作都是良好設計之下
→ brepus: 的產物)所以之後增加圈數來除錯 我會優先實驗 量力而為
→ brepus: 至於電流轉換方面 我應該會用L298n+arduino程式碼寫半秒
→ brepus: 轉變方向去試 畢竟預算有限; 雖然還需要努力 不過第一次發
→ brepus: 文能得到各路鄉民大大的幫助 真的收穫良多~ 衷心感謝
→ jamtu: 你沒看懂我說的，你先手動按power supply看看
→ jamtu: 假設power supply不夠力 基本上你就沒辦法成功
推 ss603120: B的式子打錯了 少除一個磁路長度L 另外這個式子僅表示
→ ss603120: 直流電流造成的磁場，如果考慮到交流訊號 就要用法拉第
喔喔這邊的N是密度 (高中都這樣背)　寫成N/L會比較清楚

推 cebelas: 只好做個小型Inverter或者 DCAC module惹
→ cebelas: 是說一般要夠大交流磁場不都是multilevel spwm去切嗎？
※ 編輯: jamtu (140.112.77.22), 02/17/2018 02:21:05
推 WhisperGuy: j大您好，我想問一下如果您說N是密度，根據磁動勢的定
→ WhisperGuy: 義可以得到磁場強度為H=NI/L,此處的N為圈數，I為電流
→ WhisperGuy: ，L為路徑長，又因為B=uoH,但是此處的N應該是指圈數
→ WhisperGuy: 不是指密度，因為小弟在做電力電子，又剛好在做磁性
→ WhisperGuy: 元件方面設計，因此提出來與您討論!謝謝
推 mmonkeyboyy: 這要supercapacitor吧 我講的是electromagnetic
→ mmonkeyboyy: catapult
→ mmonkeyboyy: 去拆一個什麼發車用的車用充電器  有的就有了