{"id":121,"date":"2024-01-17T11:55:58","date_gmt":"2024-01-17T11:55:58","guid":{"rendered":"https:\/\/madgyver.de\/?p=121"},"modified":"2024-01-17T23:47:48","modified_gmt":"2024-01-17T23:47:48","slug":"railgun-basics","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/madgyver.de\/de\/railgun-basics\/","title":{"rendered":"Railgun Basics"},"content":{"rendered":"<p>Was ist eine Railgun? Eine Railgun, auch als &#8220;Schienenkanone&#8221; bezeichnet, ist \u00e4hnlich wie eine Coilgun ein Linearmotor. Allerdings nutzt sie v\u00f6llig andere magnetische Kr\u00e4fte.<\/p>\n<p>W\u00e4hrend bei der Coilgun der Ferromagnetismus die treibende Kraft ist, beruht die Funktionsweise der Railgun haupts\u00e4chlich auf der sogenannten Lorentz-Kraft, genauer gesagt auf der Lorentzkraft, die auf einen stromdurchflossenen Leiter wirkt.<\/p>\n<p>Die Lorentzkraft wird durch folgende Parameter bestimmt:<\/p>\n<ul>\n<li>Der Strom, der durch den Leiter flie\u00dft (I in Ampere)<\/li>\n<li>Die L\u00e4nge des Leiters (L in Metern)<\/li>\n<li>Die St\u00e4rke des Magnetfeldes (B in Tesla)<\/li>\n<\/ul>\n<p>Die Beziehung zwischen diesen Parametern ist durch die Formel F = I x B x L gegeben, wobei:<\/p>\n<p>F \u21d2 Die Kraft in Newton I \u21d2 Der Strom in Ampere B \u21d2 Das Magnetfeld in Tesla L \u21d2 Die L\u00e4nge des Leiters in Metern<\/p>\n<p>Das &#8220;x&#8221; steht hier f\u00fcr das vektorielle Kreuzprodukt, aber in der Praxis k\u00f6nnen wir die Formel auch als F = I * B * L schreiben.<\/p>\n<p>Der Schlitten sollte vorzugsweise aus einem nicht-ferromagnetischen Material bestehen, also nicht aus Eisen, Nickel oder \u00e4hnlichem. Materialien wie Kupfer oder Aluminium eignen sich hierf\u00fcr in der Regel am besten.<\/p>\n<p>Betrachten wir zun\u00e4chst den Stromfluss. In unserem Bild (siehe Abb. 1) repr\u00e4sentieren die orangefarbenen St\u00e4be unsere Schienen, die beide an eine Stromquelle angeschlossen sind. Unser beweglicher Schlitten (in Grau dargestellt) verbindet die Schienen und schlie\u00dft somit den Stromkreis, wodurch ein Stromfluss entsteht. Dieser ist durch die blauen Pfeile dargestellt.<\/p>\n<p>Zur\u00fcck zur Formel: Die L\u00e4nge L entspricht dem Abstand zwischen den beiden Schienen oder der Breite des Schlittens. Der Strom I repr\u00e4sentiert den Strom, der von einer Schiene in die andere flie\u00dft (\u00fcber den Schlitten).<\/p>\n<p>Nun, wenn ein Magnetfeld (B) senkrecht auf die Schienen wirkt, wird der Schlitten aus den Schienen herausgedr\u00fcckt.<\/p>\n<p>Die Frage ist, woher dieses Magnetfeld kommt. Normalerweise wird dieses Feld nicht von au\u00dfen durch Magnete oder Elektromagneten erzeugt. Stattdessen entsteht es durch den Stromfluss selbst, der um seinen Leiter herum ein Magnetfeld erzeugt (rote Pfeile). Innerhalb der Schienen ist dieses Feld nahezu homogen, und dieses Feld ist unser B. Damit haben wir alle ben\u00f6tigten Gr\u00f6\u00dfen zusammen.<\/p>\n<p>Hier ist nochmals eine isometrische Darstellung des Vorgangs: Der Strom (blau) flie\u00dft durch die Schienen (orange) \u00fcber den Schlitten (grau). Durch den Stromfluss entsteht ein Magnetfeld (rot), das eine Kraft auf den stromdurchflossenen Schlitten aus\u00fcbt und diesen aus den Schienen bewegt (gr\u00fcn).<\/p>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>Was ist eine Railgun? Eine Railgun, auch als &#8220;Schienenkanone&#8221; bezeichnet, ist \u00e4hnlich wie eine Coilgun ein Linearmotor. 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