Чем рейлган отличается от гаусс-гана?

Иногда мы хотим воспользоваться неким крутым оружием, чтоб оно было с электрическими полями, искрами и энергетическим свечением и прочими свистелками. Учёные придумали две технологии, как поставить эти поля на службу созидания разрушений: гаусс-ган и рейлган. Фантасты пихают их примерно на одну и ту же роль “крутой электрической пушки”. Но давайте разберёмся, что это такое, чем эти штуки отличаются, и как с этим в современном мире.

Начнём с Гаусса. Это – суть линейный электродвигатель. То есть вот есть у нас обычный индукционный мотор, мы его “разрезаем” от центра к краю, и разворачиваем (пикча 2). Получается механизм, который превращает электрическую энергию в возвратно-поступательную. На этом принципе у нас работают, например, маглев – поезд, что левитирует над путями. Сегодня их можно встретить в Китае и Японии. Так вот, гаусс-ган – это буквально тоже самое! Обмотка на путях создаёт пульсирующее магнитное поле – мы делаем это в форм-факторе ручной пушки. Поезд движется в этом магнитном поле – мы делаем из него снаряд соответствующего размера. При этом простой железяки в общем и целом достаточно. Именно поэтому всякие гаусс-ганы у нас спроектированы с кучей обмоток и всяких штук. Поэтому его иногда называют coil-gun.

Казалось бы, профит, плюс другие применения у этой технологии имеются. Почему же никто ими не вооружён? Основная проблема – в принципе действия и физике вокруг него. Энергия соленоида выражается, как LI^2/2, где L — индуктивность катушки, а I — сила тока. То есть для того, что бы передать много энергии, нужна большая индуктивность катушек и большое значение электрического тока с другой. Вот только чем больше индуктивность – тем медленнее изменяется ток этой самой катушки. Так что эти два требования идут друг против друга. Есть разные хитрости (например, включать катушку не сразу вдоль всего ствола, а по сегментам – тогда и “активная” индуктивность будет меньше), но они не дают решающего эффекта. Для гипотетического оружия это решаемо, но путем непомерного увеличения в размерах, чего не очень хочется. Упреждая вопрос – для поезда несколько медленный разгон не так критичен, и поэтому маглевы сегодня у нас имеются. Более того, довольно мало встречаются и в фантастике: спискоту устраивать не будем, но "рельс" намного больше.

Теперь к рейлгану. Суть такова: у нас есть два проводящих “рельса”, контур между которыми замыкает “снаряд” (или поддон снаряда). При подаче электрического тока снаряд начинает двигаться вдоль этих рельс. Собственно, поэтому рейлганы часто изображают в виде двух отдельных направляющих.

Тут вроде как проще – в отличии от предыдущего пункта у индуктивность системы у нас небольшая, поэтому можно сразу вжарить ток огромной силы. Теоретически, это позволяет ускорить снаряд до огромных скоростей (в где-то десять звуковых), где даже простой кинетической энергии хватит, чтобы поразить любую броню.

При этом с рейлаганами экспериментируют и в нашем мире. В чём же проблема? Во-первых, огромные энергозатраты, что исключает использования в качестве ручного оружия. Но можно поставить на корабль, так? Верно, и именно с ними вроде как и пытаются работать. Вот только пока с удовлетворительными результатами не очень густо. Эксперименты в США не показали ожидаемых результатов (в плане живучести системы и стрельбы на дальние дистанции), хотя ресурсов было вбухано достаточно. Впрочем, в конце 23-го года появилась инфа из Японии о демонстрации 40мм рейлгана для морских нужд. С тех пор пока тишина, но ждём, к чему это может привести.
#Плавник
#Электричество@cat0science

Загадка: электрический молоток в море плавает. Стоп, стоп, не спешите кричать: "Тор в отпуске потерял Мьёльнир!" Тут вам не кинокомиксы - это наш старый добрый реальный мир. Не зря же я написала "море". В море можно найти всё, что угодно. Например, плавучие молотки, топоры, бритвы и весь прочий хозотдел.

Речь, как вы догадались, идёт об акуле-молот - обладательнице одной из самых нестандартных голов на планете Земля. Но... почему же "электрический"? Неужели рыба-молот умеет испускать молнии? Отличная идея для обложки метал-альбома. Беру мою воображаемую рыбу-электрогитару, посылаю вам глубокий рифф, и мы плывём на риф - разбираться!

Зачем вообще акуле-молот такая голова? Вариант "колотить рыбу-гвоздь" отпадает, т. к. её существование пока ещё наукой не доказано. Первое, что мы замечаем - это глаза по бокам головы, расстояние меж которыми может достигать 1 м. Значит, перед нами рыба широких взглядов? А то! Причём, во всех смыслах. Поле зрения рыбы-молот доходит до 360°. Чем дальше глаза друг от друга, тем шире панорама. Представьте себе кинчик о морских глубинах в круговом кинотеатре: примерно так видит мир наш чудо-молоток. Я даже завидую везучей рыбе, которой сей аттракцион достался бесплатно и пожизненно. Но не от всего сердца. Какая уж тут развлекуха, если жизнь - это бесконечная охота. Зато ноль дискриминации: в меню акулы входит внушительный список рыб, включая скатов и даже других акул-молотов, а также ракообразные и головоногие. Ну и, по классике, берегите пальцы - впрочем, смертельных нападений на человека ни разу не наблюдалось.

Удачливость в охоте - это ещё один эффект головы-молота. Бинокулярное зрение помогает более точно определять расстояние до жертвы. Также отмечают, что голова позволяет акулам резко менять направление и угол атаки для увеличения подъёмной силы. А теперь - шутки в сторону: по свидетельствам очевидцев, акулы действительно бьют добычу головой! Не рыб-гвоздей, но скатов: теперь ясно, чего они такие плоские... Но как объяснить то, что акула-молот охотится успешно даже в мутной воде и находит жертву под слоем песка? Что за особая акуличная магия?

Сначала стоит упомянуть сложную обонятельную систему. Можно сказать, что у рыбы-молот два носа! Органы обоняния тоже разнесены по разным концам головы. Мотая рылом из стороны в сторону, акула оценивает разницу между скоростью поступления запаха в один и в другой нос. Таким образом, она точно находит его источник. Как бы я назвала нашу героиню, доведись мне открыть её в нынешние дни? Акула-сканер. Только представьте: вы - живой сканер, и ваши чувства безошибочно ведут вас прямиком к вкусной рыбке... "Так это ж я каждую пятницу", - скажут некоторые. А слабо найти вкусняшку под землёй или с закрытыми глазами?

Акуле - нисколько, потому что в дело вступает её главный секрет. Рыба-мочало - вернёмся к началу. Я не зря упоминала электричество. Всё дело в ампулах Лоренцини. Так называются особые органы чувств, присущие морским и пресноводным рыбам - хрящевым (акулам и скатам) и некоторым костистым. Расположены они в кожных порах, а устроены так: представьте себе отрезок кабеля или крошечную ампулу, заполненную гелем.  Оплётка кабеля или стенки ампулы имеют очень высокое удельное сопротивление, а её содержимое - наоборот, крайне низкое. На дне находятся клетки-рецепторы, которые одним концом погружены в гель, а другим действуют на нервное окончание.

Электрическое поле создаёт разность потенциалов между порой - входом ампулы и её основанием. Гель проводит этот сигнал, а чувствительные клетки его улавливают. Вспомним о том, что любой живой организм создаёт своё собственное слабое электрическое поле. Вот мы и нашли ответ, как работает природный сканер акулы-молот. Это как если бы металлоискатель почувствовал монетку за несколько километров. Мало того, ампулы реагируют и на изменения магнитного поля Земли, что помогает акулам не теряться в пространстве.

Все мы знаем, что официально первым Америку открыл Колумб в 1492 году нашей эры. А вовсе не викинги, чьё поселение XI века раскопано на острове Ньюфаундленд. Не всяческие там финикийцы и римляне, о чьих плаваниях в Америку ходили недоказанные исторической наукой байки. И уж тем более не предки современных индейцев.

Точно так же нам известно и что электричество было открыто лишь в XVIII веке, когда вначале голландец Питер ван Мушенбрук создал первый электрический конденсатор – Лейденскую банку, а затем итальянец Алессандро Вольта создал первый источник постоянного электрического тока – так называемый «Вольтов столб».



Так вот, эта статья о викингах, финикийцах и индейцах мира электричества.

#Йорра@cat0science
#Электричество@cat0science

Наша современная цивилизация построена на электричестве. По разным оценкам для ее краха достаточно отключить нас от источников энергии на две-три недели. Человечество не погибнет, но мир станет другим.

За два века человечество прошло путь от первых опытов до полной зависимости от электричества. На каком этапе в нашей жизни появились электросчетчики рассказывает эта статья.

#Пырин
#электричество

Люди замечали еще с давних времён, что во время грозы в воздухе появляются светящиеся шаровидные образования. Раньше было лучше, и поэтому объяснение было простым: духи, божества места и прочая светотень.

Потом появились всякие учоные, и эти образования были названы шаровыми молниями. Что, конечно же подняло степень нашего понимания феномена на невероятную высоту. Очень важной особенностью шаровой молнии является её автономность - она не «привязана» к проводникам или каким - либо другим телам и может свободно перемещаться в пространстве, сохраняя форму, цвет и размеры.

В общем так быть не должно, а почему всё-таки бывает попробую рассказать по ссылке.
#Электричество@Cat0science
#Реммельг

Электричество для гуманитариев. Часть 1.

В комментариях под открывающим постом просили электричество для гуманитариев, ну что же, получите и распишитесь. Самое главное в электричестве, это электрический ток, без него говорить просто не о чем, так что с него и начнем.

Формально все просто, берем заряженные частицы, обычно это оторванные от атомов электроны, и отправляем кучкой в каком-нибудь направлении. На практике же есть некоторые сложности, поскольку электроны не везде могут пройти. Самым надежным способом организовать правильное движение будет выделить им спецтрассу - проводник. А в нем у нас уже будет править закон Ома с картинки.

В классической формулировке он гласит, что сила тока (Амперы) прямо пропорциональна напряжению (Вольты) и обратно пропорциональна сопротивлению (Омы). Именно такой вид закона Ома расставляет приоритеты этих понятий. Сопротивление — это характеристика проводника, как-то ее изменить, не меняя сам проводник не получится, поэтому можем считать за данность. Напряжение — это характеристика источника тока, условные 220В в розетке. Можем ли мы их изменить? Да тоже вряд ли, надо менять сам источник тока или хотя бы режим его работы. А что же сила тока? Хоть это и есть непосредственно поток электронов, но она находится в полностью зависимом состоянии. Тем не менее, именно амперы совершают основную работу. А теперь давайте пройдемся по каждому участнику закона Ома.

Начнем с не самой правильной, но очень наглядной аналогии. Поскольку поток электронов это в первую очередь поток чего-нибудь, то и сравнить его можно с потоком воды (технари, этот пост не для вас, не фиг сразу плеваться). Да, есть большие отличия, но для первого знакомства пойдет.

Итак, сопротивление — это труба. Чем она толще, тем больше можно прогнать через нее воды, а чем толще проводник — тем лучше через него пройдет ток. А вот если внутри будет мусор, то воде будет тяжело двигаться по трубе, в проводнике за такой мусор отвечает природа материала, например медь проводит лучше железа. Чем длиннее труба, тем больше нужно усилий, для перекачки воды, а чем длиннее проводник - тем большее напряжение нам понадобится.

Напряжение — это насос. Дали больше мощности — воды/тока будет больше, все очень просто и логично. Ну а сила тока — это напор воды, при мощном насосе и чистой широкой трубе хоть цистерну в секунду нальет, а вот при слабеньком насосе и тонкой забитой трубе получите в час по чайной ложке.

Если мы к концу одной трубы прикрутим еще одну, то воде нужно преодолеть будет обе, для электричества это называется последовательное соединение проводов и сопротивления в этом случае суммируются. При этом сила тока/поток воды в каждой точке этой схемы будут одинаковые.

А вот если пустить от одного насоса воду одновременно по двум трубам, то вода в основном пойдет по той трубе, по которой ей проще течь. Но и по второй тоже что-то да потечет, а значит общий поток будет суммой потоков по этим трубам. Это называется параллельное соединение проводников, там сила тока считается как сумма, а общее сопротивление меньше чем самое малое сопротивление отдельного проводника.

Вот мы и познакомились с основными понятиями электричества, в следующий части узнаем, почему птичек на проводах не бьет током, а вот человека тот же провод запросто поджарит до хрустящей корочки.

#Электричество
#Васильев