No entiendo porqué mi cañón electromagnético no es como esperaba

#1
Buenas, después de muchas pruebas y haber preguntado aquí, el cañón electromacnético que he construido es muy "flojito". Lo que hago es lo siguiente:

1º Cargar una batería de 6 condensadores, (al cargarla lo hago en paralelo) a 55V (los condensadores aguantan hasta 63V), limitando con una resistencia de pocos ohmios para tener 2 ó 3 Amperios al inicio de la carga:

(Ver archivo adjunto)


2º A continuación desconecto los condensadores cargados y los pongo en serie con la bobina, pero dejando el circuito abierto:

(Ver archivo adjunto)


Características de la bobina:

# 1,8mH
# 2,3Ohm
# 3,5 cm de largo
# el radio desde el centro hasta el exterior de la bobina es de 1,5 cm
# el radio desde le centro hasta el interior de la bobina es de 0,8 cm
# esta montada sobre varias capas (cuidando la dirección del campo electromagnético generado), recuerdo que eran entre 5 y 7 capas (con cinta aislante entre ellas)
# esta construida con hilo de cobre esmaltado de 7 mm

3º Cierro manualmente el circuito, suelta un chispazo muy grande a veces, otras no lo veo, tal vez sea porque es demasiado rápido, no estoy seguro. El proyectil lo coloco detrás de la bobina montada sobre un tubo no conductor, he probado con tornillos pequeños y grandes, barillas de metal pequeñitas e incluso con las bolas del "geomag", también he probado a colocarlo más cerca o más lejos del centro de la bobina, y el resultado es siempre el mismo:

(Ver 2º archivo adjunto)

Si no se entiende la imagen lo dejo más claro aquí: el proyectil sale muy lento (comparándolo con los de internet), no llega a mucha distancia, hace una parábola demasiado pronunciada, con lo que apenas puedo apuntar a nada a mas de 1m.

Ese es el problema, se supone que con la configuracion que estoy usando y la cantidad de condensadores debería ser suficiente para ponerme a disparar a machanguitos en mi casa (sin romperlos) y tirarlos al suelo, pero mi cañon me parece muy muy poco pontete, despues miras los de internet y no tienen mucha más capacidad o voltaje y aún así llegan a romper cosas.
Al final la bobina queda sometida a 330V y 143Amp, durante un pulso decreciente que llega a los 0V en poco más de 10ms. Me parece que debería ser más fuerte. Podrías decirme cuales son mis fallos? gracias :confused:
 

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DOSMETROS

High 2m Modereitor
#2
Al poner los 5 capacitores en serie , :( debes considerar que la capacidad total te queda dividida por 5 , :no: no se suma , se divide :cry:

¿ Que pasa si lo disparás con los capacitores en paralelo ?
 
#5
Ese es el problema, que lo he probado también de la otra forma y en grupos de 2 y también en grupos de 3 y con todos los condensadores en serie es la que más potencia me ha dado
 
#6
frasco del 13 para DoSME por no leer :facepalm:

son pocos julios (potencia) no se si es micro o mili faradio la M esa no me aclara nada, otro cosa la resistencia de que es??? No veo el gatillo como los descargas??? Acordate que es un terrible tanque resonante y si la FEM te agarra el proyectil estas en el horno (nunca va a salir la municion... en fin una foto y mas datos y te sigo ayudando hasta donde pueda, pero te comento que la mia es a 12Volts de la bateria de auto y la otra es a 220V a la red electrica en forma directa es el disparo perfecto (y)

la bobina montada sobre un tubo no conductor,
No es conductor se dice no magnetico o Diamagnético puede ser de bronce, aluminio o plasrtico PVC (el ultimo no lo recomiendo)
 
Última edición:
#7
no se si es micro o mili faradio
Son de 10 milifaradios los condensadores.

Voy a explicar mi circuito desde 0, el esquema es este basicamente, lo he dividido en partes para explicarlo. (La D es un "super" conmutador, para poner los condensadores en paralelo para cargarlos o en serie para disparar, y la F es la bobina simulada con una bobina ideal y una resistencia):

Ver adjunto 1

A: son los 55V que uso para cargar los condensadores, los he sacado de 6 pilas de 9V en serie.

Ver adjunto 2

B: es la resistencia que uso para cargar los condensadores (en paralelo) es de unos 47 Ohm. Los condensadores se cargarían a aprox 1 Amp durante 2,35 segundos.

Ver adjunto 3

C: los condensadores, son 6, de 10 milifaradios y 63V máx, para la carga los coloco en paralelo para que adquieran los 55V y para la descarga los coloco en serie para tener un gran condensador de 330V y 1,66 milifaradios.

D: es un conmutador, cambia los condensadores de "serie" a "paralelo" (no sé si me explico)

Ver adjunto 4

F: Es la bobina, tiene los valores de 2,3 Ohm y 1,8 miliHenrios

Ver adjunto 5 y 6

E: en cuanto vean la foto les va a resultar, muy raro jajaj. Es una especie de interruptor. Lo iba a hacer manualmente, pero no me hacia mucha gracia hacer el contacto con los cables, así que en un trocito de madera monte un motor y me las arreglé para que con una señal extarna se pusiera en marcha he hiciera contacto. Resumiendo, le doy a un boton y despues de 1 segundos se envía una señal continua al motor que hace contacto y cierra el circuito permitiendo a la corriente llegar a la bobina.

Ver adjunto 7

Gracias por contestar
 

Adjuntos

#8
C: los condensadores, son 6, de 10 milifaradios y 63V máx, para la carga los coloco en paralelo para que adquieran los 55V y para la descarga los coloco en serie para tener un gran condensador de 330V y 1,66 milifaradios.
Si bien la energía de la descarga es la misma, no es aconsejable hacer una descarga impulsiva de condensadores en serie. Porque si no son exactamente iguales (no pueden serlo), uno se va a descargar "un poco" mas rápido que los otros y quedar polarizado al revés.

D: es un conmutador, cambia los condensadores de "serie" a "paralelo" (no sé si me explico)
Ver adjunto 4
Digamos que te da lo mismo un contacto para 100mA que para 140A. La corriente nos quiere y pasa igual sin chispazos internos ni nada que nos deprima.

F: Es la bobina, tiene los valores de 2,3 Ohm y 1,8 miliHenrios
Ver adjunto 5 y 6
- Ese alambre no es de 7mm como escribiste antes, parece tener 0.7mm.

- Se ven ~40 espiras y decís que eso tiene 5 o 7 capas ==> No puede tener ni 2.3Ω de resistencia ni 1.8mH de inductancia. No sé de donde sacaste esos valores.

- Veo mal ¿O el tubo es de aluminio? :cry:

E: en cuanto vean la foto les va a resultar, muy raro jajaj. Es una especie de interruptor. Lo iba a hacer manualmente, pero no me hacia mucha gracia hacer el contacto con los cables, así que en un trocito de madera monte un motor y me las arreglé para que con una señal extarna se pusiera en marcha he hiciera contacto. Resumiendo, le doy a un boton y despues de 1 segundos se envía una señal continua al motor que hace contacto y cierra el circuito permitiendo a la corriente llegar a la bobina.
Ver adjunto 7
:confused: Cuando se conmutan 140A el cierre del contacto tiene que ser firme, no un frotar mariconamente los cables.


Ponete a pensar por qué se acelera el proyectil y qué condiciones se deben reunir para que llegue lejos.
No es solamente descargar un condensador, tiene que ser una descarga sin oscilaciones y alcanzar le máximo poco antes que pase el proyectil por el medio de la bobina --> No es algo que se pueda "calcular", hay que optimizarlo experimentalmente.
 
#9
no es aconsejable hacer una descarga impulsiva de condensadores en serie
Entonces, será mejor buscar varios condensadores que aguanten mucha tensión, digamos 3 condensadores de 120V y 10mF, para descargarlos en paralelo sobre la bobina?

parece tener 0.7mm
Tienes toda la razón, lo escribí mal.

No sé de donde sacaste esos valores
No son calculados, están medidos con aparatos de precisión. El error debe ser en el numero de capas, sinceramente lo hice hace mucho y no lo recuerdo bien.

Veo mal ¿O el tubo es de aluminio?
Perdón por la ignorancia, pero el aluminio no es un material no magnético?

el cierre del contacto tiene que ser firme
He probado el "aparato" que cierra los cables y lo que hacen es prácticamente el mismo que haría una mano humana, lo que veo es que a lo mejor el "contacto" no debería ser mecánico sino electrónico, se notaría mucho la diferencia?

tiene que ser una descarga sin oscilaciones
Puedo evitar las oscilaciones si coloco un diodo en serie que aguante, con el cátodo hacia la bobina y el ánodo en el cable que viene de los condensadores?

Gracias
 
#10
Entonces, será mejor buscar varios condensadores que aguanten mucha tensión, digamos 3 condensadores de 120V y 10mF, para descargarlos en paralelo sobre la bobina?
Eso es mejor, pero solo desde el punto de vista de la correcta polarización de los condensadores y de la ESR del conjunto.

No son calculados, están medidos con aparatos de precisión. El error debe ser en el numero de capas, sinceramente lo hice hace mucho y no lo recuerdo bien.
No me cierra, para tener esa resistencia con ese tamaño debería ser un alambre de ~0.5mm, y no parece eso en la foto.

Perdón por la ignorancia, pero el aluminio no es un material no magnético?
No es magnético pero es buen conductor --> Queda formada una bobina con una espira en corto.

He probado el "aparato" que cierra los cables y lo que hacen es prácticamente el mismo que haría una mano humana, lo que veo es que a lo mejor el "contacto" no debería ser mecánico sino electrónico, se notaría mucho la diferencia?
Ahí tenés la cadena de 6 contactos de m***da de las inversoras, cuando cerrás el circuito más de uno debe chispear.
Con un tiristor (que se banque el pulso :) ) eliminás el chispeo, pero no que vayas a tener diferencia apreciable.

Puedo evitar las oscilaciones si coloco un diodo en serie que aguante, con el cátodo hacia la bobina y el ánodo en el cable que viene de los condensadores?
Eso no sirve de nada. Si la oscilación es fuerte (Q alto) te van a quedar los electrolíticos con tensión negativa --> No good.

La mayor parte de la descarga debe hacerse antes de que el proyectil pase por la mitad de la bobina --> algo difícil de embocar de una y que encima sea eficiente. Por eso, otros diseños son directamente multietapa.
 
#12
Muchas gracias a todos, creo que veo a rediseñar todo el circuito desde cero, en caso de que tenga alguna duda os pregunto a ver. :LOL:

Creo que voy a inclinarme más por hacerlo en varias fases :unsure:

A ver como sale!
 
#13
la resistencia esta de mas y la bobina tiene que tener como mínimo 150 vueltas para generar un buen campo magnético, ese no mueve nada...

Cuando se conmutan 140A el cierre del contacto tiene que ser firme, no un frotar mariconamente los cables.
esa palabra esta de mas, pero si se puede decir que la llave tiene que ser mas potente o que aguante mas

saludo
 
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#15
Por que lo dices, me supongo que es importante en la simulación o el esquema ya que la bobina no es "ideal". No es así?
No hay simulación que te valga en estos menesteres, esto es prueba y error siempre protegiendo los capacitores, pero no para tanto. Créeme hace un electroiman de mas vuelta y un gatillo con carbones de motor y que se sean apretado con fuerza, (y)

este cañón gauss esta genial :cool:(y)

600 vueltas (lógicamente en varias capas)
http://www.wisphysics.es/2008/06/canon-gauss-paso-a-paso
 
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Fogonazo

Exorcista & Moderador eventual
#17
La corriente será según el Sr Ohm V/R durante un breve tiempo, el problema es determinar el valor de R que debe incluir: La resistencia de la bobina, la resistencia de los cables, la resistencia parásita del capacitor y la resistencia del elemento que emplees para cerrar el circuito
 

Fogonazo

Exorcista & Moderador eventual
#19
La puedes calcular en base al al largo del bobinado y la resistividad por metro del alambre empleado que se consigue de tablas características de alambre de cobre.
 

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