手把手帶你制作電磁炮

在諸多電影中電磁炮都被賦予上神器是光環(huán)，這被視為神器的電磁炮到底是如何去運行的？其實也并不那么神秘。今天這里給大家科普一些電磁炮的知識。并且聊一聊簡易電磁炮系統(tǒng)的制作以及用到的材料。是的，你個人可以很容易的完成簡易電磁炮系統(tǒng)的制作。

第一個問題：電能如何轉(zhuǎn)化為動能

根據(jù)不同的原理和結(jié)構(gòu)，可以將電磁炮所用的磁場力分為如下幾種：

（1）“外電路直接提供的彈丸電流”在外磁場中受到的力。這種力既可以是排斥 力，也可以是吸引力，如軌道炮應(yīng)用。

（2）變化的磁場排斥良導(dǎo)體，即“彈丸感應(yīng)電流”在外磁場中受到的力。彈丸 電流不是由外電路直接提供，而是用電磁感應(yīng)的方式產(chǎn)生。這種力一般為排斥力。如 物理課本中的“跳環(huán)實驗”、“感應(yīng)炮應(yīng)用”。

（3）磁場吸引鐵器：鐵磁材料（如鋼、鐵、鐵氧體）制成的彈丸在外磁場中受 的力。一般為吸引力，如磁阻炮應(yīng)用。

根據(jù)上述原理的差別，可以把電磁炮的分類匯總?cè)缦拢?/p>

感應(yīng)炮原理圖

第二個問題：如何理解“磁場中受到的力”

“外電路直接提供的彈丸電流”在外磁場中受的力——安培力

直流電流中的安培力

環(huán)形電流右手定則

用安培力即“彈丸電流在外磁場中受到的作用力”，可以更精確地解釋磁阻炮的 電磁力，思路如下。首先，外磁場顯然是來自線圈的。然后，解釋彈丸電流需要引入“磁化電流”的 概念。參考下圖，

彈丸表面的磁化電流

將鐵磁介質(zhì)放入外磁場，它的分子會產(chǎn)生和外磁場方向相同的分子磁場，考慮這些分子磁場對應(yīng)的分子電流會發(fā)現(xiàn)：均勻磁化時，介質(zhì)內(nèi)部各處總是 有相反方向的分子電流流過，會相互抵消；只有橫截面邊緣處的分子電流未被抵消， 形成與橫截面邊緣重合的一層電流——磁化電流。

引入“磁化電流”的概念后，磁阻炮的電磁力就可以解釋為“彈丸上的磁化電流 在線圈產(chǎn)生的磁場中所受的安培力”。彈丸之所以受到吸引力，是因為鐵磁體的磁化 電流具有這樣的方向——它所產(chǎn)生的磁場方向與外磁場相同，所以安培力方向朝向 線圈。

第三個問題：電磁炮制作的材料和工具有哪些

以上的材料就可以打造一個簡易電磁炮系統(tǒng)。

審核編輯：湯梓紅