Flüssigen Stickstoff, Supraleiter und Magneten

[Benutzer118246 (26)]

Ich habe da so ne Idee für eine kleine Kanone
statt Gummi zu verwenden, dachte ich an was anderes,
was dafür umso heftiger ist.
Seht euch das hier an, das Ding liegt in einer Art Rille zwischen
den Magnetfelder:

Es will sich also von den Magnetfeldern fern halten,
wenn ich am Ende einen starken Elektromagneten
hinten anbringe und einen Supraleiter in die Mitte setze
und an den Elektromagneten setze und dann einschalte.
Natürlich muss der Supraleiter kälter als -160°C sein,
was man wohl eigentlich nur mit flüssigen Stickstoff schafft.

..--------------------
EM!----------------
..--------------------

Das ist die Konstruktionszeichnung.
Welcher Supraleiter ist richtig hart?
Welchen Elektromagnet brauche ich?

Wie viel Joule kriege ich raus?

 

[Benutzer44981]

Wenn du mit flüssigem Stickstoff auskommen willst, bleiben eigentlich nur einige Cuprate wie YBCO (Yttrium-Barium-Calcium-Kupferoxid) oder BiSrCaCuO übrig. - Und an diese Materialien kommt man nicht so einfach und schon mal gar nicht für wenig Geld ran.
Weiterhin sind diese Cuprate zwar sehr hart, aber auch so spröde, dass du das Projektil wohl nur ein einziges mal einsetzen kannst, weil es beim ersten Aufprall zerbricht.

Fast alle anderen Supraleiter (selbst viele Hochtemperatur-Supraleiter) haben eine kritische Temperatur, die unter dem Siedepunkt von Stickstoff liegst, so dass du flüssiges Helium (Siedepunkt 4,2K) zur Kühlung brauchst. - Und das ist wieder ziemlich teuer, nicht so einfach zu beschaffen und noch mal deutlich kritischer in der Handhabung als flüssiger Stickstoff.

Weiterhin solltest du bedenken, dass sich das Magnetfeld in einer Spule nicht augenblicklich aufbaut, wenn du den Stromschalter umlegst, sondern es bedingt duch die Selbstinduktion eine gewisse Zeit braucht, bis es sich komplett aufgebaut hat.

Fazit: Vergiss es! - Du bekommst weder die geeigneten Materialien, noch wird deine Idee so funktionieren, wie du es dir gerade ausmalst.

 

[Benutzer91227 (59)]

Du meinst sowas?

http://www.dailymail.co.uk/sciencet...il-gun-obliterates-targets-100miles-away.html

Sollte jedes Kind mal zu Weihnachten bekommen!

 

[Benutzer77893]

Ja banane hat es schon gut dargestellt, nicht desto trotz, wenn du hinter dem "Geheimnis" der HTSL kommst oder sogar selber ein Hochtemperatursupraleiter bei Zimmertemperatur findest, dann bist du ein reicher Mann. Und dann darfst du auch solang damit herumspielen wie du willst...[DOUBLEPOST=1345072539,1345072416][/DOUBLEPOST]

Du meinst sowas?

http://www.dailymail.co.uk/sciencet...il-gun-obliterates-targets-100miles-away.html

Sollte jedes Kind mal zu Weihnachten bekommen!

Klar und das Kriegsschiff mit dazu, weil das ding so groß wie eine Bordkanone ist. Außerdem beruht das ganze auf ein anderes Prinzip!

 

[Benutzer91227 (59)]

Sprach "Hollywood" nicht von einer "Kanone"?
Dann wird er das Fangen eines Supraleiters über einem Magneten wohl nur als Mittel zum Zweck betrachten, oder?

Wobei das aus dem Satzbau allerdings auch nicht 100%ig zu erraten ist.
Aus dem "wieviel joule krieg ich raus" schließe ich aber doch letztlich, daß es ihm letztlich um die Beschleunigung eines Geschosses geht.

Daß er zum Antrieb des Geschosses das Prinzip der Standschwebe eines Supraleiters über einer Magnetbahn nicht anwenden kann, kriegt er am schnellsten raus, indem er sich den verlinkten Artikel und die daraus sekundär verlinkten Quellen durchliest...

 

[Benutzer118246 (26)]

Naja auf die Idee mit dem Supraleitern bin nicht ich gekommen,
sondern ein paar Studenten, die das mit der Schwebebahn vorgeführt haben.
Die haben flüssigen Stickstoff und Keramik benutzt, also bräuchte ich das auch.
Naja geht dann wohl kaputt der Supraleiter, aber wenn er denn fliegt, wie kann ich
dann den Speed bzw. die Joule des Geschosses testen.

Aber banane wegen dem Aufbau des Magnetfeld, danke da muss ich mir noch was gutes Überlegen.

 

[Benutzer89563 (43)]

Naja, es sieht ziemlich genial aus, wenn ein Supraleiter auf einem Magneten schwebt, daher wohl die Idee, ob man die Kräfte dabei nicht auch zur Beschleunigung nutzen könnte.

Man kann aber auch ein Stück Eisen oder gar einen Magneten von einem Elektromagneten anziehen lassen, die Kräfte dabei können weitaus stärker sein, und das ist schon mit "Baumarkt-Mitteln" machbar.
Man muß den E-Magneten nur exakt dann abschalten, wenn das Projektil grade durch ihn hindurch fliegt.

Hier gehts wohl nur um die Faszination der schwebenden Supraleiter. Das Bemerkenswerte an denen ist aber weniger die Kraft, die das ganze am Schweben hält, sondern die Tatsache, daß der Supraleiter sich sozusagen am Feld festhält, und er nicht einfach zur Seite runter rutscht, wie es zwei übereinander gestapelte Magneten tun würden.

Zu dem "wieviel Joule": Wieviel Joule werden denn bei einem Feuer frei? Das hängt sehr davon ab, ob grade ein ganzer Wald brennt, oder nur ein Streichholz. Die Railgun aus dem Video hat jedenfalls ganz viele Joules.



Aber man kann mit Magneten schon was bauen. Das Prinzip sieht man hier:

Mehrere einfache Stahlkugeln und ein richtig starker Magnet mittendrin. Wenn man hinten eine Kugel dagegen laufen läßt, fliegt die vordere Kugel mit sehr viel höherer Geschwindigkeit weg.
Man kann das mehrfach hintereinander bauen, und gelang dann zu sowas:

http://www.youtube.com/watch?feature=endscreen&NR=1&v=e0pAHF1yamg

 

[Benutzer91227 (59)]

Oh ha.... Eh, wir sind hier in einem Liebesforum und unterhalten uns über Militärtechnik... Krass!

Na ja: Der Supraleiter muß ja bei einem Spielzeug nicht zwingend kaputtgehen. Man muß es ja nicht übertreiben.

Aber diese magnetische Abstoßung bzw. das "Fangen" eines Supraleiters in einem Magnetfeld mit Gradient eignet sich nicht dafür, das Ding zu beschleunigen. Eben genau das ganze Gegenteil! Es wird "gefangen", also an konstanter Position im Magnetfeld festgehalten. Daß es sich auf einer Bahn bewegen kann, liegt ja nur daran, daß das Magnetfeld längs der Bahn konstant ist.
Einen Antrieb aber bewirkt das Mitnichten.

Bei einer Schwebebahn wird zum Antrieb ein linear laufendes Magnetfeld erzeugt, wobei allerdings auch keine Supraleiter zum statischen Halten der Schwebebahn in einem statischen Magnetfeld zum Einsatz kommen, sondern dieselbe Wirkung mit einem Wechselfeld erzeugt wird. Wobei das natürlich auch gleichzeitig zum Antrieb eingesetzt werden kann (da es ja dynamisch erzeugt und dabei gezielt gesteuert wird).

Um ein Geschoss anzutreiben hat sich bisher das Prinzip der "Railgun" durchgesetzt, wo wie bei einem Dynamo mit einer einzigen Leiterschleife eine Kraft senkrecht zur Stromfluß- und Magnetfeldrichtung erzeugt wird, wobei der Stromfluß durch Gleiten des Geschosses auf einem Schlitten zwischen Schienen (deshalb "Railgun") mit dem Geschoss mitwandert, während es beschleunigt wird.

Das gibt's übrigens auch als Spielzeugversion (Google "Railgun")...

Und zum Messen der Energie: Na ganz einfach: Die Masse Deines Geschosses kennst Du. Die Geschwindigkeit kannst Du messen (mußt Dir halt was einfallen lassen - entweder teuer mit Hochgeschwindigkeitskamera oder bastel-billig mit Lichtschranken).

 

[Benutzer118246 (26)]

Die beides System Gaussian und Railgun sind mir bekannt,
letzters hab ich schon getestes, was aber wegen einen eher schwachen Magneten
nicht so viel gebracht hat.
Die sehr effektive Railgun braucht nur leider sehr viel Energie.

EDIT:

Oh ha.... Eh, wir sind hier in einem Liebesforum und unterhalten uns über Militärtechnik... Krass!

Es ist doch einfach nur Physik und wozu man es am Ende verwendet muss jeder für sich selber entscheiden. Man könnte es ja auch einfach als Röhrenpost nutzen.

 

[Benutzer44981]

Naja auf die Idee mit dem Supraleitern bin nicht ich gekommen,
sondern ein paar Studenten, die das mit der Schwebebahn vorgeführt haben.
Die haben flüssigen Stickstoff und Keramik benutzt, also bräuchte ich das auch.
Naja geht dann wohl kaputt der Supraleiter, aber wenn er denn fliegt, wie kann ich
dann den Speed bzw. die Joule des Geschosses testen.

Wie schon gesagt: Diese "Keramik" (vermutlich YBCO) ist Nichts, was du als Privatmann einfach so für einen überschaubaren Betrag kaufen kannst.

Aber banane wegen dem Aufbau des Magnetfeld, danke da muss ich mir noch was gutes Überlegen.

Zumindest mir ist keine Möglichkeit bekannt, ein Magnetfeld augenblicklich aufzubauen.

 

[Benutzer118246 (26)]

Ok dann zu diesem Raumtemperatursupraleiter,
denkst, dass es sowas überhaupt gibt,
so wie ich das verstanden hab nimmt man nur an, dass es das
gibt, weiß es aber nicht oder hab ich mich vertan?

 

[Benutzer91227 (59)]

Es ist ein dankbares Forschungsgebiet.
Für die Grobinformation reicht ja schon mal Wikipedia: http://de.wikipedia.org/wiki/Hochtemperatursupraleiter
Da Du im idealen Alter mit idealen Interessen bist, sehen wir Dich eventuell in 10-15 Jahren in der Wissenschafts-Presse?
Des öfteren bringen unkonventionelle Betrachtungsweisen völlig neue Lösungswege. Und die kommen durchaus oft von den ganz jungen Nachfolgern.

 

[Benutzer44981]

Bisher ist kein Raumtemperatur-Supraleiter bekannt und es ist schon eine kleine Sensation, wenn mal ein neuer Hochtemperatursupraleiter gefunden wird, dessen Sprungtemperatur über dem Siedepunkt von Stickstoff liegt.

Noch viel spannender wäre es allerdings, wenn man verstehen würde, wie die Supraleitung bei Hochtemperatursupraleitern überhaupt funktioniert (die BCS-Theorie funktioniert nur bei konventionellen, metallischen Supraleitern). M mit einer solchen Theorie könnte man die Suche nach neuen Hoch- oder gar Raumtemperatur-Supraleitern wirklich systematisch angehen.

Wer es schafft, eine solche Theorie zu entwickeln, wird sicherlich auch mit dem Nobelpreis rechnen können.

 

[Benutzer118246 (26)]

@white und banane
Seid und wart ihr Physik Studenten?

Ich glaube ich werde ein bissel forschen.
Schon im eigenen Interesse (Schwebebahn im Garten).

Zu meiner eigentlichen Idee, ich glaube ihr habt Recht, dass das nicht funktioniert.
Auf der Messe haben die ja eine Bahn gezeigt die nicht Rund war sondern eine grade
Schiene und die Kugel konnte nicht runterfallen weder an der Seite noch
am Ende. Also müsste das ja heißen, wenn ich es schaffen sollte,
die Kugel genug zu beschleunigen und sie da rausgleitet muss sie ja eine
starke Barriere überwinden was ja heißt, dass das Ding nachher nahezu keine Beschleunigung mehr
hat.
Hab ich das grade richtig zusammengefasst oder hab ich wieder einen Denkfehler?

 

[Benutzer91227 (59)]

Du meinst das ernst, was? :->

Dein Prinzip mit 'nem Elektromagneten im Hintern des Geschosses wird für Spielzeugzwecke auf jeden Fall funktionieren. Die Schwebebahn würde ich dazu komplett weglassen - die bringt bei Geschoss-Werfern keinen relevanten Effekt. Einfach 'ne kurze Gleitschiene und gut ist. Dann brauchst Du Dir über eventuelle magnetische Barrieren und dortige Ablenkungen auch keinen Kopf mehr machen. (Obwohl: Wenn Du auf Teufel komm raus - des Show-Effektes wegen - ne Gleitschiene haben möchtest, brauchst Du ja nur am Ende eine Impulsübertragung auf eine nichtmagnetische/nichtmetallische Kugel organisieren - wie bei der Gauß-Kanone. Dann bist Du die Sorge los.)

Als Geschoss nimm einfach eine Alu-Kugel oder sowas!

Bei Lust und Laune könnte man das mit Elektronik-Bastelei verbinden: Du könntest versuchen, nach ein paar Zentimetern in Flugrichtung einen zweiten Elektromagneten zu positionieren, der ein paar Millisekunden später "gezündet" wird und dem Geschoss einen zweiten Impuls mitgibt (Polarisierung umgekehrt gegenüber dem ersten - das ergibt in der Summe einen Wechselstrom-Effekt!). Könnte ich mir glatt als dankbares Projekt für AWT oder so vorstellen. Und wenn Du das Prinzip einmal in zwei Stufen raus hast, kannst Du das bis zur Illegalität weitertreiben...

Es muß allerdings Gründe geben, warum dieses Prinzip mit kaskadierter Selbstinduktions-Abstoßung (das nennt sich dann "Coil Gun") nicht vom Militär angewandt wird. Ich vermute mal, daß die erreichbaren Kräfte bei Dynamo-Prinzip der Railgun einfach erheblich größer sind.

 

[Benutzer77893]

Bisher ist kein Raumtemperatur-Supraleiter bekannt und es ist schon eine kleine Sensation, wenn mal ein neuer Hochtemperatursupraleiter gefunden wird, dessen Sprungtemperatur über dem Siedepunkt von Stickstoff liegt.

Noch viel spannender wäre es allerdings, wenn man verstehen würde, wie die Supraleitung bei Hochtemperatursupraleitern überhaupt funktioniert (die BCS-Theorie funktioniert nur bei konventionellen, metallischen Supraleitern). M mit einer solchen Theorie könnte man die Suche nach neuen Hoch- oder gar Raumtemperatur-Supraleitern wirklich systematisch angehen.

Wer es schafft, eine solche Theorie zu entwickeln, wird sicherlich auch mit dem Nobelpreis rechnen können.

Tja wie ich schon sagte, das wäre eine kleine Sensation wenn man HTSL erklären könnte. Allein schon der Misserfolg bzw. beweis das es kein HTSL bei Raumtemperatur gibt hätte schon viel Aussagekraft. Aber das ist auch nicht so leicht wie es sich anhört, da muss man viel von Spins bzw. Quantenphysik und Festkörperphysik verstehen.

Es muß allerdings Gründe geben, warum dieses Prinzip mit kaskadierter Selbstinduktions-Abstoßung (das nennt sich dann "Coil Gun") nicht vom Militär angewandt wird. Ich vermute mal, daß die erreichbaren Kräfte bei Dynamo-Prinzip der Railgun einfach erheblich größer sind.

Ich denke Magnetfelder sind einfach für die Beschleunigung sehr ineffektiv (zu teuer, zu groß, etc), auch die Railgun hat kaum militärische Bedeutung (genauso das Milliarden schwere Forschungsprojekt eines Laser-Raketenabwehr System).

Da wären elektrische Felder wesentlich effizenter, wo bleiben also die Plasmagewehr?

 

[Benutzer118246 (26)]

Da wären elektrische Felder wesentlich effizenter, wo bleiben also die Plasmagewehr?

Sowas gibt es, braucht aber eine Stunde zum Aufladen.
Plasma treibt Granate an

 

[Benutzer89563 (43)]

Naja, die Coilgun ist gar nicht mal so schlecht, die hatte ich oben ja auch genannt. Und die wird noch besser funktionieren, wenn man statt einem Stück Eisen gleich nen Dauermagneten nimmt.

Durch das begrenzte Feld des Dauermagneten sind die Dinger aber auch begrenzt, daher muß auch das Geschoss zu nem E-Magneten werden.
Letztendlich ist ne Railgun auch nur eine "Affenschaukel" in groß.