Fucile elettromagnetico

Un'esperienza per dimostrare gli effetti del magnetismo, in particolare l'effetto di risucchio di un solenoide attraversato da una corrente impulsiva.

A lato potete vedere lo schema elettrico del nostro fucile, i componenti sono i seguenti:
C1-C2-C3... sono condensatori elettrolitici da 10.000 microfarad, nello schema ne sono indicati 3 ma nulla vieta di usarne di più sempre collegati in parallelo tra loro, la tensione di lavoro può variare , consigliamo però una tensione di lavoro di almeno 35 o 50 volt, maggiore è la tensione di lavoro maggiore potrà essere la tensione applicata e quindi maggiore la potenza che si potrà ottenere.
Rl è un relè deviatore, andrà montato in modo che quando non è eccitato il contatto sia tra i poli positivi dei condensatori è la bobina, mentre quando è eccitato vi sia connessione tra il polo positivo dell'alimentazione e il positivo dei condensatori.
P è un pulsante normalmente aperto tipo interruttore per campanelli.
L è una bobina ottenuta avvolgendo 200 spire di filo di rame da 0,5 mm isolato in plastica, disposte su due strati sovrapposti (attenzione che il senso di avvolgimento dei due strati sia il medesimo), su un tubetto di plastica di 4 mm di diametro (recuperato da una vecchia penna a sfera), l'avvolgimento va effettuato vicino ad una delle estremità).
B1 è la batteria per l'eccitazione del relè, la sua tensione deve essere adatta a quella richiesta del relè (9 - 12 volt nella maggior parte dei casi).
B2 è la batteria o l'alimentatore stabilizzato che serve per caricare i condensatori, la sua tensione deve essere il più alta possibile compatibilmente con la tensione di lavoro dei condensatori che non va in ogni caso superata. Attenzione mentre per l'alimentazione della bobina del relè la polarità della pila è indifferente l'alimentazione dei condensatori deve rispettare la corretta polarità pena la distruzione di questi ultimi!

A sinistra potete vedere un esemplare del fucile montato. Notate che in questo caso sono stati usati 4 condensatori elettrolitici per cui la capacità totale è di 40.000 microfarad.
Per sparare ora che il nostro fucile è pronto vediamo come agire per farlo sparare: come proiettile si può usare un chiodino di ferro o un pezzetto di fil di ferro, procedendo per tentativi si può trovare il proiettile che dà i migliori risultati. Infilate il proiettile nel tubetto di materiale plastico dalla parte più vivina all'avvolgimento. Nel frattempo avrete collegato le due sorgenti di corrente, premete il pulsante P e tenetelo premuto per una decina di secondi, lasciate andare il pulsante, il vostro proiettile verrà sparato ad alcuni metri di distanza, senza alcun rumore di sparo...
Come funziona: premendo il pulsante si collegano i condensatori con la sorgente di corrente B2, questa carica i condensatori che accumulano una certa quantità di energia elettrica, quando poi si rilascia P la corrente accumulata nei condensatori si scarica attraverso la bobina L. Questa rapida scarica produce un campo magnetico che risucchia il proiettile, siccome l'impulso magnetico ha una durata molto breve il proiettile una volta messo in moto continua la sua corsa pe inerzia finendo col venir lanciato ad una certa distanza (se il campo magnetico non si interompesse in proiettile prima verrebbe accelerato, poi rallentato da una forza corrispondente e finirebbe per fermarsi al centro dell'avvolgimento).
Miglioramenti: per aumentare la potenza dello "sparo" si può provare ad umentare il numero di avvolgimenti della bobina, aumentare il numero di condensatori e quindi la capacità complessiva, usare la tensione più alta compatibile con la tensione di lavoro dei condensatori (tenete presente che la potenza cresce linearmente con la capacità mentre cresce col quadrato della tensione, in parole povere raddoppiando la capacità la potenza raddoppia mentre reddoppiando la tensione la potenza quadruplica).

Buoni spari.