Raylı Tüfek Nasıl Yapılır (Bilim Açıklandı): 17 Adım

2024 Yazar: John Day | [email protected]. Son düzenleme: 2024-01-30 13:20

UYARI: Raylı silahın geliştirilmiş versiyonunu yapmaya karar verirseniz, kendinize zarar vermemek veya elektrik çarpmaması için "ÖNEMLİ" adımları okuyun

Oluşturan: Duncan Yee

genel bakış

Bir raylı tüfek kavramı, bir manyetik kuvvet ve bir elektrik kuvveti nedeniyle 2 iletken ray boyunca iletken bir nesnenin itilmesinden oluşur. İtici kuvvetin yönü, Lorentz kuvveti adı verilen elektromanyetik alanlardan kaynaklanmaktadır.

Manyetik alana [B] dik bir elektrik alanında [V] hızıyla hareket eden yüklü bir parçacık, sağdaki diyagramda gösterildiği gibi bir kuvvet [F] yaşayacaktır. Bu diyagram, sağ el kuralının kullanımıyla Lorentz kuvvetinin yönünü göstermektedir.

Bu deneyde, yüklü parçacıkların bir elektrik alanı içindeki hareketi, bir bakır tel boyunca hareket eden elektrik yükünün akışıdır. Manyetik alan çok güçlü neodimyum mıknatıslarla indüklenir.

Denklem bu nedenle çapraz çarpımdır: [F] = Il X [B]

ben - akım

l - telin uzunluğu

Parçalar

Büyük Dikdörtgen Neodimyum Mıknatıslar (Lee'nin PID: 60012)

12AWD bakır tel (Lee'nin PID'si: 22498)

12V Pil (Lee'nin PID'si: 81036)

Timsah Klipleri (Lee'nin PID'si: 690)

Exacto Bıçağı (Lee'nin PID'si: 5457)

Çapraz Kesici (Lee'nin PID'si: 10383)

Karton (Lee'nin geri dönüşüm kutusu)

İsteğe bağlı: Dijital Pusula (Lee'nin PID'si: 98411)

Tasarımı İyileştiren Parçalar

450V 470uF Kondansatörler (Lee'nin PID: 8604)

600V 35A Köprü Doğrultucu (Lee'nin PID: 71096)

60VA Step Down/Up İzole Transformatörler (Lee's PID: 10501)

Güç Kablosu (Lee'nin PID'si: 2995)

26 AWG Bağlantı Teli (Lee'nin PID: 224007) veya daha fazla Timsah Klipsi

Elektrik Bandı (Lee'nin PID'si: 10564)

Süper Yapıştırıcı (Lee'nin PID'si: 4327)

Ferrit Boncuk (Lee'nin PID'si: 10812)

Silikon Mastik (Lee's PID: 16028)

Dijital Multimetre (Lee'nin PID'si: 10924)

Adım 1: 12AWD Bakır Telleri Sökme ve Rayları Yerleştirme

Exacto bıçağı kullanarak bakır telin plastik kapağını kesin. Çapraz kesici ile 2 fit uzunluğunda iki şerit tel kesin. İtici nesne olarak kullanılacak 2 inç uzunluğunda bir tel şeridi daha kesin. Bakır iyi bir elektrik iletkeni olduğu için seçilmiştir.

Kartondan 2 küçük daire kesin ve dairenin ortasına bir delik açın. Ateşlenirken çubukların yolunda tutmak için bunu 2 inçlik telin uçlarına takın.

Eve getirdiğinizde kabloları bükmemeye çalışın, böylece onları 'raylar' olarak düzeltebilirsiniz. Kısa devre yapmamaları için elektriği iletmeyen bir şeyle destekleyin. 2 cetvel kullandım ama Lee'nin geri dönüşüm kutusunda bulunan kartonu kullanabilirsiniz. Diğer ucunu rayların her iki ucunda serbest bırakarak bir timsah klipsi klipsleyin.

Adım 2: Manyetik Alanın İndüklenmesi (1)

Kullandığım cetvellerin yüksekliği ile 5 adet dikdörtgen neodimyum mıknatısı rayların altına yerleştirebiliyorum. Ne kadar çok mıknatıs istiflerseniz, manyetik kuvvet o kadar güçlü olur. Mıknatısların bakır tellere değmemesine dikkat edin, çünkü bu yine rayları kısa devre yapacaktır.

Neodimiyum mıknatıslar bir tarafta kuzey kutbu ve diğer tarafta güney kutbundan oluştuğundan, yüzleri yukarı doğru istifleyin.

Bu deney boyunca aynı yöne bakan mıknatısları tutun. Bir mıknatıs yığınını istediğiniz yüksekliğe çıkarın ve bunları iki rayın altına ve arasına yerleştirin. Raylar boyunca mümkün olduğunca yakın başka bir yığın yerleştirin. Bu mıknatıs yığınları arasındaki manyetik kuvvet birbirine zıt olacaktır. Onları iki cetvelle yerinde tuttum.

Adım 3: Manyetik Alanın İndüklenmesi (2)

Bu noktada manyetik kuvvetin yukarı mı yoksa aşağı mı yönlendirildiğini bilmiyoruz. Ayrıca önemli değil. Ancak pusula ile yönü belirleyebilirsiniz. Pusulanın kuzey kutbu, mıknatısın güney kutbuna yönlendirilecektir. Bu size manyetik kuvvetin yönünü de söyleyecektir.

ÖNEMLİ: Bu mıknatısları tutmak gerçekten zordur ve birbirlerine çarparlarsa kolayca kırılırlar.

Adım 4: Elektrik Yükünün Akışının İndüklenmesi

Düzleştirilmiş 2 inçlik bakır teli, mıknatıs yığınlarından birinin üzerindeki raylar boyunca yerleştirin. Bu, raylarda kısa devre yaratacaktır, ancak elektrik yüklerinin akmasını istediğimiz yer burasıdır.

Timsah klipslerinin serbest uçlarını, biri 12V akü terminalinin eksi ucuna, diğeri artı ucuna bağlayın. 2 inçlik çubuk şimdi hareket edecektir. Hareketin yönü, sağ el kuralı kullanılarak yukarıda açıklanan kuvvetlerle belirlenebilir. Manyetik kuvvetin yönünü belirlemek için pusula kullanmadıysanız, akü terminaline olan bağlantıları değiştirerek itme çubuğunun yönünü kolayca değiştirebilirsiniz. Yine, bu sağ el kuralının gösterimi ile doğrulanabilir.

Timsah klipsinin bağlantılarından birini 12V akü terminalinden çıkarın.

Adım 5: Raylı Tabancayı Ateşlemek

Tahrik edilecek teli, ilk mıknatıs yığınının yaklaşık 1 çeyreği üzerine rayın bir ucuna yerleştirin. Timsah klipsini 12V pil terminaline yeniden bağlayın, kablo çekilecektir.

… Bu etkileyici bir şekilde ateşlemeyecek, çünkü telin yalnızca bir sonraki mıknatısa itileceğini ve onu mıknatıslar arasında iten bir kuvveti olmayacağını görebiliyorsunuz. Fakat..

- - - - - - - - - - - - - - - Raylı Tüfeğin İyileştirilmesi - - - - - - - - - - - - - - - - - -

Adım 6: Manyetik Alanın İndüklenmesi

İletken olmayan malzemeden (ahşap, plastik) yapılmış sağlam bir ölçüm çubuğu kullanarak, mıknatıs yığınını süper yapıştırıcı ile bir kenarına yapıştırın ve elektrik bandıyla yerine sarın. Kurumasını bekleyin. Mıknatıslar orijinal tasarımla aynı yöne bakacak şekilde, ilk yığının hemen yanında başka bir mıknatıs yığını ile tekrarlayın. Mıknatıslar birbirine zıt olacağından bu biraz zor olabilir. Bunu yapması için güçlü birini bulun.

Yine kurumasını bekleyin ve mıknatıs sırası rayların uzunluğuna ulaşana kadar tekrarlayın. Sayaç çubuğunu mıknatıslar karşı tarafta olacak şekilde 2 rayın altına ve arasına yerleştirin. Bu, rayların tüm uzunluğu boyunca bir manyetik alan oluşturacak ve telin ileriye doğru itilmeye devam etmesini sağlayacaktır.

Adım 7: Merminin Ayarlanması

Ferrit boncuğu düz bir yüzeye yerleştirin ve boncuğun yarısını silikon dolgu macunu ile doldurun ve kurumasını bekleyin. Hareket ettirilen telin uçlarını silikonun ortasına yapıştırın ve süper yapıştırıcı ile yerine yapıştırın. Telin raylarla temasını sürdürecek kadar uzun olduğundan emin olun. Bu, mermiyi, orijinal olarak kullanılan kartona kıyasla daha az sürtünme ile rayların yolunda tutacaktır.

NOT: Ateşlendiğinde uçup gitmesi durumunda merminin ağırlığını artırmak için daha büyük bir ferrit boncuk kullanmanız gerekebilir.

Adım 8: Kondansatörlerin Ayarlanması

Seçilen kapasitörler daha büyük bir pil olarak düşünülebilir. Pil benzeri kapasitör, yaygın olarak kullanılan normal pillere (AA, AAA vb.) kıyasla çok hızlı düşen bir şarj tutar. Bu deşarj hızı zaman sabitine bağlıdır; zaman sabiti ne kadar büyükse, kapasitör şarjını o kadar uzun süre tutacaktır.

Zaman sabiti formülü: [T] = R * C

[T] = zaman sabiti

R = direnç

C = kapasitans (kapasitörün)

Bakırın direnci büyük ölçüde değişemeyeceğinden, yükün daha uzun tutulmasına izin veren zaman sabitini artırmak için, kapasitörleri 26 AWG teline paralel bağlayarak kapasitanslarını artırabiliriz. Seçilen kondansatör boyunca şerit, negatif bir işaret (-) gösterir; bu, kendisine en yakın olanın negatif direk olduğu anlamına gelir. Bir kapasitörün negatif direğini diğerinin negatif direğine bağlayarak bunları paralel olarak bağlayın. Olumlu yazı ile tekrarlayın. Bu, kapasitenin bağlanmayı seçtiğiniz kapasitör sayısının toplamı olduğu bir güç kaynağı olarak 1 'pil' kullanmaya eşdeğer olacaktır.

NOT: 3 kondansatör şarjı tutmaya yetmeyebilir, beğeninize daha fazlasını ekleyebilirsiniz.

Adım 9: Kondansatörleri Şarj Etme (1)

Seçtiğim kapasitörler maksimum 450 volt tutabiliyor. Bu kapasitörleri şarj etmek için duvar prizinden sağlanan güç ile onlara 450 volt uyguluyoruz.

ÖNEMLİ: ülkeniz tarafından sağlanan voltajı kontrol edin. 120 veya 220 volt AC olacaktır. Kanada'da 120 volttur, yani 450 volta ulaşmak için bunu kabaca 4 ile çarpmamız gerekir.

2 timsah klipsi kullanarak güç kablosunun uçlarını 0 ve 120'de bir transformatöre bağlayın. 2 timsah klipsi daha kullanarak klipslerin uçlarını 0 ve 220'de transformatörün diğer ucuna bağlayın. Bu oran voltajı çarpacaktır. duvardan 1.8.

İlk transformatörden gelen timsah klipslerinin uçlarını 0 ve 120'de ikinci transformatöre bağlayın. 2 adet daha timsah klipsi kullanarak klipslerin uçlarını 0 ve 220'de transformatörün diğer ucuna bağlayın. voltajı 1.8 ile toplamda 3.6 verir.

Adım 10: Kondansatörleri Şarj Etme (2)

ÖNEMLİ: Güç kablosunun uçlarına dokunmayın, aksi takdirde elektrik çarparsınız. Açıkta kalan kabloları elektrik bandı kullanarak sarın, böylece onlara dokunamayacaksınız. Transformatöre bağlı timsah klipslerinin uçlarına da dokunmayın.

Adım 11: Kapasitörleri Şarj Etme (3)

İkinci transformatörün uçlarına bağlı timsah klipslerinin uçlarından gelen voltajı multimetre ile 450V AC'nin üzerinde bir ayarda test edin (düz çizginin değil, V'nin yanındaki dalgalı çizgi). Duvara takıldığında voltaj, kabloların ve bağlı olan her şeyin direnci nedeniyle beklenenden daha düşük olacaktır.

Adım 12: Kondansatörleri Şarj Etme (4)

Duvardan gelen güç AC olduğundan ve kondansatörlerin DC gücüyle şarj edilmesi gerektiğinden (uçlarında pozitif ve negatif kutupları vardır), AC gücünü DC'ye çevirmek için köprü doğrultucu kullanırız. Timsah klipslerinin ikinci transformatörden gelen uçlarını köprü doğrultucunun 2 orta pimine bağlayın, timsah klipslerinin diğer pimlerin hiçbirine değmediğinden emin olun.

Adım 13: Kondansatörleri Şarj Etme (5)

Köprü doğrultucunun dış pinlerinin üzerindeki sembol ya + ya da - olacaktır. Bunları, 2 timsah klipsi daha kullanarak kapasitörlerin + ve - uçlarına bağlayın.

Adım 14: Kapasitörleri (6) Şarj Etme

Güç kablosunu duvara takın ve kapasitörlerin tamamen şarj olması için 30 saniye kadar bekleyin. Güç kablosunu çıkarın.

ÖNEMLİ: Kondansatörlerin iki ucuna aynı anda dokunmayın, aksi takdirde canınız yanabilir. 450V DC'nin üzerindeki bir ayarda multimetreyi kullanarak kapasitörlerin tam olarak şarj edilip edilmediğini test edin (dalgalı çizgi değil, V'nin yanındaki düz çizgi).

Adım 15: Kapasitörleri Şarj Etme (7)

NOT: Oluşturulan güç kaynağının voltajını artırmak için kapasitörleri seri bağlayabilirsiniz (negatif direk artı pozitif direk). Paralel bağlı kondansatör setlerinin her biri için aynı sayıda kondansatör kullanın (örnek: aşağıdaki resimde 3 kondansatör paralel bağlanacak şekilde seçilmişse, seriyi 3 paralel bağlı kondansatör seti ile toplam 6 kondansatör ile bağlayın.).

Bu örnekte, 900 voltluk bir güç kaynağı için 2 set paralel bağlı kapasitör seri olarak bağlanmıştır. Her bir paralel bağlı kapasitör seti toplam 940uF kapasitansa sahip olacaktır.

Adım 16: Raylı Tabancayı Kurma

Mermiyi, çubuğun bir ucunun üzerine, mıknatısın bir kısmının üzerine yerleştirin. Kondansatörün eksi ucunu, daha önce kullanılan pil gibi bir timsah klipsi ile ray uçlarından birine bağlayın. Başka bir timsah klipsi kullanarak, klipsin bir ucunu diğer ucunu serbest bırakarak diğer raya bağlayın.

Adım 17: Raylı Tabancayı Ateşlemek

Kondansatörün artı ucunu diğer çubuğa bağlı olan timsah klipsinin serbest ucuna bağlayın ve mermi ateş edecektir.