PWS Railgun

niels_

Hallo,

Voor het profielwerkstuk zijn wij een railgun aan het maken. Een railgun schiet een projectiel af door middel van een lorentzkracht. We hebben onderzoek moeten doen naar hoe een railgun werkt en daarna hebben we geprobeerd een prototype te maken.

Nu is er een prototype gemaakt met de volgende materialen:

Rails van koperen holle buizen (ongeveer 30cm lang en een breedte tussen de rails van iets minder dan het kogellager balletje. Doorsnede ongeveer 1cm)
4 condensatoren van 450 V en 50 µF (Parallel dus 200 µF totaal)
Transformator uit een wegwerpcamera (zet 1.5 V om naar 350V)
Spanningsbron (1.5V AAA-batterij)
Een simpel elastiekje om het projectiel een beginsnelheid mee te geven.
Schakelaar

Er zijn al diverse testen gedaan met een -kogellager balletje, roestvrijstaal- als projectiel en een voltage van 300-320 Volt. Het balletje werd via het elastiekje tussen de rails gerold en zou dan dan moeten versnellen. In plaats daarvan ontstond er een grote flits, smolt er een beetje van het balletje aan de rails en bleef de snelheid 0. Ook met een klein stalen balkje en een propje aluminium folie ontstond er een flits maar bleef het projectiel stil staan.

Zelf hebben wij ook een paar vermoedens waarom het prototype niet werkt:
1 Er vormt geen goed magnetisch veld omdat de rails hol zijn
2 De transformator zorgt ervoor dat het voltage verhoogd wordt en de stroomsterkte laag. De wet van Ohm kan niet worden toegepast op een transformator dus misschien zorgt een lage totale stroomsterkte voor een zwakke lorentzkracht.
3 De rails zijn niet precies genoeg neergelegd. De koperen buizen zijn vastgeschroefd en daarna zijn de oneffenheden weggeschuurd. Misschien luistert dit wel nauwer dan wij aanvankelijk dachten en moet dit bijgesteld worden

We zouden het fijn vinden als jullie kunnen kijken of er eventuele fouten zijn gemaakt tijdens het maken van het prototype, of als onze theorie niet goed is.

Alvast bedankt,
Wouter, Jeroen, Niels

(eventuele foto's van de opstelling zouden toegevoegd kunnen worden als dat nodig is)

MatthijsDamen

Hoi Wouter, Jeroen en Niels,

Bedankt voor de duidelijke omschrijving van jullie PWS. Een foto van de opstelling zou ook erg helpen. Kunnen jullie deze sturen naar info@scholierenlab.nl en vermelden dat de foto voor mij (Matthijs) bedoeld is?

Wat betreft jullie vermoedens:

Theoretisch gezien maakt het niet uit of de buis hol is of niet. Ik denk dus niet dat dat het probleem is.
De transformator maakt geen deel uit van de schakeling op het moment dat jullie de railgun afschieten. Als dit wel het geval is klopt jullie schakeling niet. Je kunt dit zien als twee losse processen: 1) het opladen van de capacitors middels de transformator, en 2) het afschieten van de railgun m.b.v. de capacitors. Toch kan het wel zijn dat de spanning van de condensatoren niet hoog genoeg is om de juiste stroom te genereren. Misschien kunnen jullie een iets kleiner model van een railgun maken (met dezelfde condensators), zodat de benodigde kracht kleiner is.
Ik vermoed dat dit alleen de richting van het kogeltje zou moeten beinvloeden, je zou nog steeds beweging moeten zien. Dit is dus denk ik ook niet het probleem.

Ik hoop dat dit helpt. Groeten,

Matthijs