コイルガン作りたい＠そのさん

さて無事に高電圧を作ることもできたわけですし、次はコンデンサに充電しましょうか。
コンデンサを充電することはそんなに難しいことではありません。
コンデンサに電源をつなげれば充電できます。

しかし、いくつか注意事項があります。

そのいち、「耐圧」
耐圧とは読んで字のごとく、どれぐらいの電圧に耐えられるか、ということです。
耐圧10[V]なら10[V]まで、耐圧100[V]なら100[V]まで電圧をかけることができます。
大体はコンデンサに記入してあります。

定格電圧

↓数字＼英字→	A	B	C	D	E	F	G	H	J	K
0	1	1.25	1.6	2	2.5	3.15	4	5	6.3	8
1	10	12.5	16	20	25	31.5	40	50	63	80
2	100	125	160	200	250	315	400	500	630	800
3	1,000	1,250	1,600	2,000	2,500	3,150	4,000	5,000	6,300	8,000

～Wikipediaより

２Cと書いてあったら160[V]というわけです。

何も表記がない場合はググりましょう＾ｐ＾

もしも耐圧以上の電圧をかけたら・・・

爆　発　し　ま　す　＾ｐ＾

決して冗談ではなく、本当に爆発するので耐圧には十分注意しましょう。


そのに、「極性」
極というのは+-のことです。コンデンサによっては+-があるので注意しましょう。
もしも極性を間違えたら・・・

爆　発　し　ま　す　＾ｐ＾

決して冗談ではなく、本当に爆発するので耐圧には十分注意しましょう。




そのさん、「感電」
読んで字のごとく、電気を感じる・・・

なんて生易しいものじゃありません

痛いです。痛みを感じます。

ここにコンデンサが二つあったとします。

片方は充電されておらず、もう片方はフル充電されています。

充電されているほうのコンデンサはどっちでしょう？

わかりません＾ｐ＾

充電されているかされていないかがわからないのがコンデンサの怖いところです。

充電されていると知らずにコンデンサに触れると感電します。

コンデンサに触るときはコンデンサの足をショートしてから触りましょう。

コンデンサの両足をペンチではさめばショートできます。

ここでコンデンサの持つエネルギーについて説明します。
コンデンサに蓄えられるエネルギーは

E=0.5*CV^2

という式から求めることができます。

Cはコンデンサの「静電容量」で、大体はコンデンサに表記されています。
　123　とかかれていたら12*10^3[pF]ということです。
さらにさらに説明すると、

p(ピコ)・・・10^-12
F(ファラッド）・・・静電容量の単位

Vはコンデンサにかかっている電圧です。
耐圧ではなく実際にかかっている電圧です。

さて、インスタントカメラについているコンデンサは100[μF]、300[V](大体)なので、
蓄えられるエネルギーは4.5[J]ってとこですかね。

4.5[J]とかしょぼ！って思ったそこのあなた。
ぜんぜんしょぼくないです。ショートしてみればわかります。
火花が散ります。結構怖いです。

コイルガンの威力をあげるにはコンデンサをたくさんつなぐ必要があるのですが、
つなげばつなぐほど、コンデンサの持つエネルギーは大きくなります。

ふひひ・・・実は拙者、カメラについていたコンデンサを8つつなげて充電したでござるよ・・・
200[V]ぐらいで充電していたので大体16[J]のエネルギー。
ショート。

バンッ！

手のひらサイズの火花と、耳鳴りに襲われました＾ｐ＾

あまりのショックに呆然としましたね。

もしも感電したら

最悪死にます

気をつけましょー＾＾

次回はコイルのつなげ方ですかね。

特筆するようなことはなかっと思いますけど。

コイルガン作りたい＠そのに

うあー
うおあー
つーかーれーたー

最近暖かくなってきたから部活開始＾ｐ＾
泳ぐぜー、超泳ぐぜー

水泳の話はおいといて・・・＾ｐ＾

コイルガンを作りたいんですよ！
今回は具体的にどう作るか、ですね。

前回で述べたとおり、コイルに電気を流して弾を飛ばすわけですが、
流しっぱなしだと弾は飛びません。
ちょうどいいタイミングで電気を止める必要があります。

しかしこの「ちょうどいいタイミング」が難しいです。
そこで多くの先人が「コンデンサ」というものを利用しました。

コンデンサというのは簡単に言えば充電池です。
ほんのちょっとしか充電できないですけどね。

このコンデンサ君を充電してあげて、コイルにつなぐわけです。
するとコンデンサにたまった電気がコイルに流れて、弾が引き寄せられます。
コンデンサの電気が空っぽになったら、コイルに流れる電気も止まり弾が飛んでいく・・・
といった仕組みです。

ではこれをご覧ください。

コイルガンの回路図

これが「回路図」というものです。要は設計図ですね。

左にある長い線と短い線が平行にならんだものが「電源｣です。長いほうが＋極です。
中央下にある先が二本平行に並んだものが「コンデンサ」です。＋-があるものもあります。
右にあるグルグルしてるのが「コイル」です。

簡単そうですね？すぐ作れそうですね？
これが意外と難しいんです。

電池にコンデンサとコイルをつないで実験してみてください。（おそらくコンデンサもコイルも近くにはないでしょうけどね＾＾；）
弾は飛びません。

流れる電気の量が少ないからです。

中学校あたりで習う「オームの法則」というものを知っていますか？
　　　
　　　V=RI

という式で、Vは「電圧」、Rは「抵抗」、Iは「電流」です。
それぞれ、「水道」、「ホースの細さ」、「ホースを流れる水の量」でたとえられることが多いです。

水道を全開に（電圧を高く）して、ホースを太く（抵抗を低く）すると、ホースを流れる水の量（電流）は増えるのです。

コイルからでる磁力は、コイルに流れる電流が大きいほど強くなります。
電流を大きくするには抵抗を低く、電圧を高くしてやればいいのですが、
抵抗の低さには限度があります。（R>0：抵抗は0よりも大きい)
しかし、電圧はいくらでも高くできます。

つまり高い電圧をコイルにかければいいのです。
高電圧をコイルにかけるには、コンデンサに高電圧で充電する必要があります。

以上を踏まえて、コイルガンを作るために必要なこと第一弾！

高電圧を作る


ではどのようにして高電圧を作るのか。
「昇圧回路」というものを作ればいいのです。

昇圧回路とは読んで字のごとく、電圧を高くする回路です＾ｐ＾

コッククロフト・ウォルトン回路、昇圧チョッパ回路、ZVSなどなど難しそうなものがそろっております。

電気回路が得意な方は是非、上記の回路を作ってみてください。効率がいいです。
苦手な人は使い捨てカメラの昇圧回路を流用しましょう。

カメラの昇圧回路の使い方はほかのサイトにたくさん書いてあるので割愛。

はい、これで高電圧はクリアーですね＾ｐ＾


次回はコイルガンを作るために必要なこと第二弾！です。

コイルガン作りたい＠そのいち

どうも、わたしです＾ｐ＾
今回は軽く私の自己紹介からはじめましょうか＾ｐ＾

寒い地方の工業学校の電気科に通ってます。彼女募集中です！（2014年7月現在）
こんなところじゃ1年たっても10年たっても彼女なんてできねーよ＾ｐ＾
共学のはずなのに男子校なみにひどい環境＾ｐ＾
どうにかして彼女ほしいなー。毎朝弁当作ってくれるようなかわいい系の彼女ほしいなー。

そんなことはどうでもええねん＾＾
いや、よくないんだけどさ・・・・



今回のテーマはコイルガンですの。
電磁砲とかレールガンとかではないですの。

先日学校から、
「４～５人でグループを作って自由に工作をしろ」
というミッションが下されました。

製作物のテーマは
「電気の知識がない人でも楽しめるもの」
というものでした。

また、製作には条件がついています。
ずばり、「必ずセンサーを用いること」
センサーっていうのは多分皆さんご存知だと思いますが、検知器のことです。
熱とか音とか光を感知して、何らかの変化を起こすものをこう呼びます。

～　以下、班員達との会話　～

私：ん～、何つくろうかな～・・・
私：なんか作りたいものある？
A：ん～
B：特に
C：思いつかぬ
私：拙者、コイルガンを作りたいでござる

ABC：よかろう、許可する

～　お　わ　り　～

このような流れでコイルガンを作ることにしました。

コイルガンというのは名前のとおりガン（銃）です。
磁石が鉄を引き付ける力を利用して、弾を飛ばす銃です。

ちなみに銃刀法に触れないの？
今急いで調べました。

第２条　この法律において「銃砲」とは、けん銃、小銃、機関銃、砲、猟銃その他金属性弾丸を発射する機能を有する装薬銃砲及び空気銃（圧縮した気体を使用して弾丸を発射する機能を有する銃のうち、内閣府令で定めるところにより測定した弾丸の運動エネルギーの値が、人の生命に危険を及ぼし得るものとして内閣府令で定める値以上となるものをいう。以下同じ。）をいう。

金属性弾丸発射するやん・・・。
でも、磁力で飛ばすから装薬銃砲及び空気銃ではないやん・・・？

ん～、多分セーフ・・・？


法律に詳しい方は教えてください。



それではコイルガンの原理を紹介していきましょう。

コイルガンの「コイル」とはなんでしょう？
銅線をグルグル巻いたもの「コイル」といいます。
こいつに電気を流すとコイルが磁石になります。
電気を流すと磁石になるから「電磁石」といいます。（と、おもう）

先ほども書きましたが、コイルガンとは磁石が鉄を引き付ける力を利用して弾を飛ばします。


お手元に磁石と鉄がある方は実験してみましょう。

１．鉄にゆっくり磁石を近づける。

これだけです＾ｐ＾
磁石と鉄がくっついたでしょ？
くっつかなかったらそれは鉄じゃありません。磁石じゃありません。

勘のいい人なら気づいたでしょう。
これじゃあ弾とばねーじゃん！
そのとおりです。いぐざくとりぃです。

では飛ばすにはどうすればいいでしょうか？
もう一度実験＾ｐ＾

１．鉄にゆっくり磁石を近づける。
２．鉄がくっつきそうになったら避ける。

これだけです＾ｐ＾
磁石と鉄はくっつかなかったでしょ？
くっついたらあなたの技量不足です。反射神経を鍛えましょう。

つまり弾を飛ばすには
鉄が磁石に近づいたら磁石をどければいいんです！

でも、毎回毎回磁石を近づけたり遠ざけたりするのは疲れますよね？
そこで電気を使うわけですよ。

コイルに電気を流すと電磁石になって、弾はコイルに近づきます。
近づいてきたら電気を止めます。するとコイルは電磁石じゃなくなるので弾はそのまま飛んでいく・・・。

こんな単純な原理なんですよ。

眠くなってきたので今回はここまで。
次回は具体的にどう作るか、です。