액추에이터·솔레노이드 Q&A

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북한우리꺼

(2017-01-04 15:27:20, Hit : 1207)

코일건과 흡사한 실험

제가 coil gun과 흡사한 실험을 하려합니다. 실제로 강자성체를 피투사체로 하려면 전압을 400v정도 인가해야하는데 개인적인 실험이라 사실 불가능 하죠... 그래서 전압을 낮춰 실험을 하기 위해 피투사체를 강자성체 대신 nd자석을 이용하려 하는데 시범실험을 해봤더니 가속운동은 하더라고요.
하지만 올린 논문 76쪽의 2.1.2 수학적 및 물리적 모델링에서 식(5)에 해당하는 '피투사체가 받는힘' 공식에서 강자성체가 아닌 자석을 이용해도 식은 성립할까요? (렌쯔의 법칙을 무시해도 될만큼의 코일의 직경은 크다 가정할께요.)
만약성립한다면 nd자석의 recoil투자율은 1.1인데 μ(강자성체의 투자율)값에 대입하기에는 어설프고.. 어떻게 계산해야하나요..
또 식(3)에 해당하는 공식이 어떻게 나왔는지 알려주시면 감사하겠습니다^^

논문 링크 :
단일 스테이지 코일건 설계를 위한 수학적 및 물리적 모델

관리자 (2017-01-07 16:37:00)

가. 식(3)

아래의 사이트를 참고하세요.
https://en.wikipedia.org/wiki/Coenergy

일반적으로는 전류-자속량 곡선의 아래 면적을 Coenergy 를 표한합니다.
논문에서는 투자율 곡선의 아래 면적으로 Coenergy 표현한 듯 합니다.

전류-자속량 곡선은 X 축이 i (전류)이고 Y 축 λ (자속량) 이며
투자율 곡선은 X 축이 H (자계세기) 이고 Y 축은 B (자속밀도) 로 서로 관계가 있는 곡선입니다.

나. 식(5)

자계에 사용하는 강자성체는 경자성체(영구자석)와 연자성체(외부에 자계를 인가하면 자화가 되는 금속, 주로 철) 로 나누어집니다.
식(5)는 연자성체만을 고려한 수식입니다. 경자성체를 포함시키려면 수식을 수정해야 합니다.

코일건은 경험이 없어서 확실치는 않지만
코일의 중심위치를 기준으로 자기력이 반대가 되는 것을 알고 있습니다.
따라서 코일의 전류를 구동체의 위치에 따라 단속을 해주어야 하는 것이 아닌가요?
그렇다면 경자성체의 자속은 단속을 할 수 없기 때문에 사용이 어렵지 않을까 싶는데 어떤가요?

북한우리꺼 (2017-01-08 00:40:14)

넵. 그래서 코일의 중심위치에서 전류를 제어해줘야합니다.
사실 코일건과 유사한 실험이지만 줄 또는 강자성체가 아닌 막대기를 코일속에 연결 후 도넛모양의 피투사체를 끼운다음 전압을 인가해서 피투사체의 운동에너지가 마찰에너로 전환됨을 이용해서 운동에너지를 구하려고 합니다. 실제 코일건처럼 RLC회로는 필요없고 간단하게 직류로 실험하려고합니다. 그렇기 위해서 식(5)와 같은 수식이 필요한데 아직 납득이 가지 않아서요.. 제가 한번 유도를 해보았는데 검증부탁드리겠습니다.^^

△ 자기력 수식유도관련 질문 [2]

▽ 솔레노이드 밸브의 최소작동전압 측정 관련 [1]