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RAILGUN - JOURNAL DE BORD
Jeudi 21 Janvier - Signal
Nous avons réalisé un brainstorming sur plusieurs choix d’idées sur la plateforme Signal. Une première version du diagramme de Gantt est réalisée sur google sheets.
Mardi 26 Janvier - Visio
Nous avons eu une réunion en visioconférence (Clara, Santiago, Tom et Virgile) entre les membres du groupe pour décider d’une sélection de quelques sujets. - Boite à brouillard - railgun - moteur ionique - générateur bêtavoltaïque
Mercredi 27 janvier - BU Atrium
Réunion avec Santiago, Virgile et Clara en présentiel et Tom en distanciel. Chacun a fait des recherches sur l'un des sujets pré sélectionnés pour étudier la faisabilités, le coût et l’intérêt de chaque projet. Un message est envoyé le soir à Vincent Dupuis pour lui soumettre les idées afin de recueillir l’avis de l’enseignant sur chacune d’elles. Il observe que des quatre idées le railgun est davantage en accord avec le programme de licence (en électromagnétisme), c’est donc l’objet qui sera retenu par le groupe.
Lundi 1er février - BCPR
Clara et Virgile ont réalisé un bilan du travail réalisé pendant le week-end concernant le calcul de l’intensité du champ magnétique créé par les rails en tout point du circuit. Le soir, visioconférence (Tom et Virgile) ont cherché une formule permettant de connaître la force de Laplace en fonction de différents paramètres afin d’établir une simulation pour le choix des matériaux et des dimensions du système.
Mercredi 3 février
Dans un premier temps, un récapitulatif de nos avancées a été fait. Cela a permis d’introduire le projet à Simon, nouveau membre de l'équipe. A la suite de cela, notre réflexion s’est portée sur plusieurs thématiques:
- Interrogation sur la forme des rails et du projectile : Notamment les formes que devront adopter nos éléments afin d’optimiser notre modèle. Pour optimiser le modèle il faut réduire les zones sur les surfaces qui ne sont pas en contact avec les rails.
- Mise en place des deadlines : Nous devons réaliser un document wiki, un journal de bord et un rendu latex. Pour la soutenance orale on pense faire une animation mettant en évidence la partie théorique sur un logiciel, sous format vidéo comme blender, freecad, ou autres.
- Détermination de la résistance qu’il nous faut : Suite à nos calculs, on réalise qu’on a une trop faible intensité dans notre circuit et il faut maintenant déterminer la mesure qu’il nous faut dans notre modèle pour rentabiliser les 4 joules du condensateur. Une résistance totale dans le canon de 0,05 V permettrait d'obtenir une force de Laplace de 8N, ce qui pour un affût de 50cm, de tirer 4 joules du travail de la dite force et ainsi optimiser le circuit.
- On a fait un tour au FabLab et nous avons noté les outils auxquels on a accès : Fraiseuse (pour couper du bois ou sculpter plexiglace), Scie sauteuse (pour couper des plaques de cuivre très fines), Graveuse de circuit électronique, Découpeuse laser (carton bois plexiglas, limite 30x60cm), Imprimante 3D (30x30x30cm : ABS ou PLA), Petits condensateurs (trop faible pour notre modèle)
- Détermination de l’intensité des aimants : Des calculs et des modélisations doivent être réalisés.
- Problématique : Faut-il mettre en place une problématique pour donner une ligne directive à notre projet ?
Jeudi 4 février au Samedi 6 février - Signal
Nous recherchons le condensateur qui correspondrait le mieux à notre projet. Et nous listons toutes les possibilités qui pourraient nous permettre de maximiser les résultats de notre dispositif. C’est alors que Virgile propose d’acheter un kodak afin d’exploiter son condensateur et son module élévateur de tension (voir image ci-contre). L’ensemble de l’équipe s’accorde sur l’achat du Kodak. On a réorganisé le drive afin de mieux se repérer et mieux visualiser notre avancée dans le projet.
Dimanche 7 février - Signal
Nous allons rencontrer mercredi prochain notre enseignant référent. Nous avons donc rassemblé tous les éléments qui permettaient d’introduire notre projet à notre référent. Virgile a testé la décharge d’un condensateur dans un fil pour avoir une idée du temps de décharge sans résistance. (les données arduino ont été mises sur un document du drive) et a testé le module élévateur de tension du flash du kodak pour monter à 330V une source de tension de 1,5V. Enfin, il a dessoudé les composants inutiles sur le PCB.
Code arduino : code_arduino.png
Montage : montage_arduino.jpg
Jusqu'à la réunion suivante Tom continue de se former sur LaTex.
Mercredi 10 février - Signal
Nous avons rencontré notre référent de projet et nous avons pu échanger sur l’avancée de notre projet, les difficultés que nous pourrions rencontrer et les questions que nous avons au sujet de l’UE projet.
Dans un second temps nous nous sommes rendus dans la salle dédiée à l’UE et nous y avons rencontré le responsable de l’UE. Nous avons ainsi pu régler nos problèmes de connexion à la page Wiki et échanger au sujet de notre projet. Plusieurs sites pour se fournir du matériel ont été proposés et nous nous sommes accordés sur la mise en place d’un budget de 100 euros pour l’ensemble du projet.
Avant de venir à la réunion, nous avions acheté deux rails en aluminium et deux PVC. Virgile et Simon ont découpé les rails au Fablab avec une scie à métaux.
Jeudi 11 février
Nous avons pris connaissance du rapport qui a été envoyé par notre référent suite à notre première réunion.
Vendredi 12 février
Tom nous a partagé ce qu’il a pu faire sur LaTex (cf : drive < apprentissage LaTex 1er essai)
Samedi 13 février
Simon a pu avancer sur le diagramme de Gantt
Dimanche 14 février
Santiago commence les conceptions des pièces en 3D sur FreeCad v0.18.4, ainsi que les esquisses pour la découpeuse laser.
Mardi 16 février
Clara a mis à jour le journal de Bord
Mercredi 17 février
On débute la construction de notre premier prototype, les rails sont fixés grâce à une charpente en bois conçue et découpée au laser par Santiago, ce qui permet de fixer précisément chaque rail avec une légère inclinaison (12°) formant un “V” afin de maintenir le projectile. La théorie avancée est que le projectile n'est pas forcé d'avoir des dimensions très précises tant qu'il a aussi cette forme en V car il se logera forcément quelque part dans le rail, ce qui minimiserait l'écart entre les rails et le projectile, évitant ainsi de produire des arcs électriques.
On emprunte un aimant néodyme au groupe de la dalle génératrice d'électricité pour tester l'intensité de son champ magnétique (des aimants pourraient être utiles pour renforcer le champ magnétique dans le canon) : phyphox indique un champ de 2mT au contact de l'aimant, mais le gaussmètre de l'université, plus précis, indique 25mT à 1cm de l'aimant. Dans les différentes simulations l'ordre de grandeur du champ créé par les rails est autour de 400mT, rajouter des aimants néodymes, sous réserve de vérification expérimentale, n'est donc pas forcément nécessaire.
Jeudi 18 février
Discussion sur Signal des potentiels logiciels que nous pourrions utiliser pour la suite du projet : Femm, FreeCad
Vendredi 19 février
Santiago travaille sur l'amorce censée introduire le projectile entre les rails du canon avec une vitesse non nulle pour éviter que ce dernier ne se soude dans sa course sous l'effet joule.
Lundi 21 février
Tom et Virgile travaillent sur le projectile. Santiago présente son modèle de système à propulsion
Mardi 22 février
Clara, Virgile, et Santiago sont allés au Fablab afin d’avancer sur le modèle du projet.
Clara et Virgile ont découpé des tubes de PVC. Ils les ont ensuite limées de sorte à ce qu’elles soient toutes de même longueur (environ 8.1 cm) Le but de ces tubes est de maintenir chaque plaque de bois à des distances égales les unes des autres.
Santiago quant à lui à pu lancer l’impression de son système de propulsion.
Mercredi 23 février
L’impression du système de propulsion s’est terminée. Nous avons dû limer les tiges avec du papier à verre 80 puis 15 et enfin une petite lime, afin d’assurer un glissement optimal de la détente, propulsée par quatre ressorts, sur ses supports.
Nous avons découpé ce même modèle de système de propulsion dans du plexiglass. Puis nous avons associé les différentes pièces ensemble, avec l’aide notamment de superglue.
Nous souhaitons comparer ces deux systèmes qui ne possèdent pas la même durée de fabrication (8h à l’imprimante 3D contre 15 min pour la découpe du plexiglass au laser)
Nous avons décollé les rails de leur support en plastique afin d’effectuer plusieurs essais pour les percer afin d'installer un interface de contact rail-fil de cuivre, pour compléter le circuit. Nous avons ensuite fixé les rails à leur support en prenant soin de confondre la tête du nouveau boulon et la surface du rail.
Pour finir, on a assemblés toutes les parties du montage, puis nous avons testé si le courant passait bien dans les rails en court-circuitant le railgun avec un tournevis : le courant passe.
Le jour même Clara a mis le journal de bord à jour.
Mercredi 3 mars
Au FabLab, pendant l'impression de projectiles pour le premier prototype, Virgile Santiago et Tom construisent un deuxième prototype, plus compact et simple, pour utiliser une seconde technique de conception de projectile élastique (qui n'a pas besoin d'être imprimé en 3D), ce qui permettrait de garder le contact sur les deux rails efficacement.
Le premier railgun est testé mais le projectile, après une longue impression, est trop grand, nous devons donc en refaire un autre mais il est déjà 17h et le FabLab ferme. Le soir, Tom réalise donc 4 projectiles de tailles allant de 12,5 à 14mm de largeur pour être certain d'en avoir au moins un aux bonnes dimensions pour le lendemain.
Jeudi 4 mars
Lors d'une discussion avec notre référent de projet Clara et Santiago, Virgile avance des inquiétudes sur le rendement du railgun. En effet, pour rentabiliser les 4J de notre condensateur, à raison d'une résistance de 0,05 ohm dans le circuit, notre canon doit faire 50cm de longueur pour que le travail de la force de Laplace (de 8N) atteigne 4J également. Or, pour un projectile de 10g, une énergie cinétique de 4J donne une vitesse de 40m/s, il faut 0,01s au projectile pour parcourir le rail, mais le condensateur se décharge 100 fois plus vite que ça… le rendement est-il donc aussi faible? Il faut tester pour savoir.
Au FabLab, test du premier prototype de railgun après impression 3D du projectile en PLA et usinage du cuivre autour de cette pièce. Santiago remarque que l'on peut directement imprimer avec un PLA conducteur (en noir) et teste la technique. Il se trouve que les rails en aluminium anodisé conduisent très mal l'électricité à leur surface, Virgile n'avait mesuré que leur résistance ohmique à leur section le jour de l'achat qui, elle, était nulle. Le projectile reste alors figé sur le rail si tôt lancé et le condensateur ne se décharge pas. Les rails sont donc entièrement poncés pour tenter de se débarrasser de la couche isolante ; il faudra probablement les changer mais un second test montre que le projectile crée des arcs électrique sur les rails qui déchargent alors le condensateur d'un coup mais aucune différence, le projectile s'arrête sur les rails : la force de Laplace n'est pas démontrée.
Le soir, le deuxième prototype est testé à la maison, ses rails sont en duralumine brut dont la résistance est proche de 0 ohm en tout point. Après un éclair le projectile reste bloqué dans le rail : la force de Laplace, si elle est produite, est très faible. Des mesures du champ magnétique sont donc faites avec l'option magnétomètre de phyphox, ce dernier indique des champs magnétiques de l'ordre de 1mT formés brutalement derrière le projectile. Bien que la mesure de B ne soit pas très précise avec le téléphone (le gaussmètre de l'université donne d'habitude des résultats bien supérieurs à ceux du téléphone, de l'ordre d'une puissance de 10) cela prouve qu'un champ magnétique est nécessairement créé par les rails.
Vendredi 5 mars
Santiago et Virgile sont retournés tester les deux railguns au FabLab.
Sur le premier prototype, mesures du champ magnétique produit par les deux rails à 330V sur phyphox, qui nous donne 400uT (en deçà des 1mT mesurés sur le second prototype la veille : preuve que la largeur des rails a une influence sur le champ créé entre les deux rails? Il faut faire plus de mesures de meilleure qualité pour en être sûr, si possible avec le gaussmètre de l'université), et test du projectile en PLA conducteur. Ce dernier a une certaine tendance à se vaporiser au contact du canon sous l'effet joule, ce n'est donc pas une solution viable.
Sur le second prototype, nous installons sommairement des aimants néodymes, le champ mesuré par phyphox est de 4mT, avant de tenter des mises à feu avec une petite banque de deux condensateurs d'une capacité totale de 300 uF. Il est impossible d'objectivement constater une différence particulière dans le comportement du projectile à l'oeil nu. Il est clair que les condensateurs se déchargent trop rapidement pour imprimer une accélération significative au projectile, soulevant à nouveau des questions sur le rendement du système qui devrait pourtant avoir une énergie exploitable de 26 joules.
La solution la plus simple serait de rajouter de la capacité à nos condensateurs, mais le prix d'une banque de condensateurs d'une centaine de joules n'est pas négligeable. Nous pourrions fabriquer nous même une banque de condensateurs de forte capacité pour bien moins cher que vendu dans le commerce, car récupérer des condensateurs d'appareils photo jetables gratuitement chez un développeur photo est désormais possible (nous n'avons plus besoin de les acheter). La tâche la plus ardue serait d'améliorer le rendement, peut-être en diminuant la masse du projectile, ou bien en ralentissant la décharge du condensateur (cela dit, cette opération réduirait l'intensité dans le circuit et par ce biais la force de Laplace, mais il faut vérifier cette intuition mathématiquement).
Certes un peu déçus par les performances de notre système, qui étaient pourtant prévisibles aux vues du temps de décharge d'un condensateur dans un circuit de très faible résistance, nous ressortons avec matière à réfléchir. L'expérience nous a permis de mettre en évidence les défauts critiques de nos designs et nous pouvons nous atteler à la modification de nos deux systèmes afin de gagner en rendement. Nous pouvons également utiliser nos observations pour affûter notre modèle théorique d'un railgun pour, peut-être, nous diriger vers une simulation réaliste d'un canon utilisant la force de Laplace.
Samedi 6 mars
Sur discord, Tom et Virgile calculent le rendement potentiel du railgun, l'inconnue est la résistance exact dans le circuit car, comme l'a fait remarquer Vincent Dupuis, la seule façon de mesurer des résistance en milliohm est d'utiliser un multimètre à 4 fils (manipulation à faire mercredi prochain). Cependant, les calculs (ci-dessous) indiquent un rendement énergétique (rapport entre énergie dans le condensateur et énergie cinétique du projectile) de l'ordre de 10 pour un million, ce qui est loin d'être idéal. Les seules façons d'augmenter la vitesse du projectile sont de diminuer sa masse (ce qui augmenterait le rendement) ou bien d'augmenter l'intensité dans le circuit (en montant la tension du condensateur) ou bien encore en augmentant le temps de décharge (donc la charge du condensateur). Nous allons donc nous concentrer sur l'élaboration d'une banque de condensateur plus performante. Cela étant dit, le rendement risque de rester faible puisqu'il est difficile de faire un projectile plus minimaliste.
Une autre idée pour améliorer le rendement est d'augmenter la force de Laplace en agissant sur le champ magnétique, ou la largeur du projectile (moins réalisable). Pour que cette solution soit viable, il faudrait que des aimants (permanents ou électriques) apportent un champ magnétique vertical intense autour du rail. La piste de l'électro-aimant est compliquée à aborder en un temps réduit, peut-être pouvons-nous échanger avec le groupe 1 pour partager nos expertises dans le domaine et ainsi gagner en efficacité, mais des aimants permanent paraissent plus réaliste dans le délai imparti.
Santiago et Clara ont installé le logiciel Inventor afin de commencer la modélisation des prototypes.
Lundi 8 mars
Récupération des Kodaks chez un développeur photo pour la banque de condensateurs.
Mercredi 10 mars
Démontages méticuleux de 57 appareils photos jetables pendant 3 heures. En plus des PCB des flashs, d'autres pièces utiles sont récupérées : vis, ressors, engrenages, piles AA et AAA, et une partie des lentilles est même mise de côté pour l'université. Les boîtiers en plastique sont triés pour aller au recyclage ; seuls les autocollants sur les appareils sont jetés. Les condensateurs sont systématiquement déchargés, deux fois, par sécurité.
Nous discutons avec Vincent Dupuis au sujet de la mesure du champ magnétique du canon. Il nous apprend que le gaussmètre de l'université ne permet pas de mesurer de rapides variations de champs magnétiques tel que nous l'imaginions, il nous conseille donc de concevoir une bobine, qui par courants induits mesure la variation de l'intensité magnétique, peut-être aidé par Arduino, expérience réalisable à la maison donc.
Jeudi 11 mars
Sur Signal, Santiago nous fait part de ses dernières recherches. Il nous révèle qu'il est tombé sur un article intitulé Improvement in Stabilization of Launching Performance and Launching Velocity Using Linear Accelerator qui prouve qu'un circuit RLC pour stabiliser l'évolution de l'intensité au cours du temps dans le railgun est nécessaire pour améliorer les performances du canon.
Il nous envoie également ses progrès sur la modélisation d'une maquette du second canon en 3D pour une future simulation.
Vendredi 12 mars
Nous voyons Paul Mehaignerie, nous parlons des avancés de la semaine. Il exprime quelques doutes sur les calculs d'efficacité pessimistes que nous avons effectués, en soulignant notamment l'hétérogénéité de la tension dans la décharge d'un condensateur qui n'est pas prise en compte dans les calculs et le fait qu'aucune notion de perte est utilisée. Nous devons revoir notre copie.
Mercredi 17 mars
Cette journée l'équipe est au complet. Pendant tout l'après-midi, Clara et Santiago travaillent sur les modélisations nécessaires au projet de simulation. Après avoir assisté Tom et Virgile au démantellement de nouveau kodaks, Simon reprend son apprentissage sur FEMM. Des 104 appareils photos démontés, 60 condensateurs de 80uF sont pour le moment récupérés, ce qui permettra de fabriquer une banque de 4800uF de 330V ou plus, qui sera l'objet de d'avantage de travail dans la semaine.
Virgile répare ensuite un module élévateur de tension abîmé la semaine précédente et Tom fait des recherches pour la réalisation d'un teslamètre à l'aide d'une bobine et d'Arduino. Avec de ce dispositif, du PCB réparé et d'un condensateur de 120uF nous espérons réaliser des mesures de champs dans la semaine.
Vendredi 19 mars
Réunion avec Paul Mehaignerie, nous faisons état des dernières avancés et des expériences à venir. Nous parlons également du problème de formations d'arcs électriques : il est nécessaire de trouver une solution pour éviter ces arcs qui vident le condensateur sans apporter de contribution à la force de Laplace. Une solution serait de compter sur une bobine, qui doit de toute manière être ajoutée au circuit, pour retarder l'arrivée du pic de courant, le temps que le projectile crée un bon contact avec les rails, ou bien d'utiliser un transistor qui active le courant une fois que le projectile est bien en place entre les rails.
Mercredi 24 mars
L'équipe au complet est réunie. Clara et Santiago avancent à grands pas sur les modélisations numériques des deux railgun et commencent à travailler sur la partie programmation des simulations à venir.
Tom finalise une fiche expérimentale pour la mesure du champ magnétique dans l'affût (à l'aide d'un capteur à effet hall, à acheter, et d'un kit Arduino), puis il s'attaque aux calculs théoriques de l'évolution de la tension aux bornes d'un condensateur le long de sa décharge dans un circuit RLC, ce qui va être très utile pour choisir la bonne bobine. Dans le même temps, Simon et Virgile mesures à l'aide d'un multimètre à 4 fils la résistance du railgun n°2 + projectile + câbles d'alimentation qui s'élève à 10 mOhm, ce qui est 5 fois mieux que nos attentes.
De futures mesures seront à réaliser, mais cela va nous permettre d'affiner notre modèle théorique, notamment la représentation du circuit RLC. Enfin, nous avons échangé avec M. Vincent Dupuis au sujet de l'idée d'utiliser un transistor, en émettant des réserves aux vus de l'intensité devant le traverser susceptible de l'abimer, il nous conseille alors de prendre un transistor IGBT plus adapté aux grandes puissances.
Mardi 30 mars
Santiago et Virgile travaillent à l'élaboration de senseurs pour mesurer la variation rapide du champ magnétique créé dans les rails lors de chaque décharge du condensateur. Des senseurs à effet hall linéaires récupérés dans des guidons de trottinettes électriques sont retravaillés pour être utilisés avec arduino. Il s'avère lors des premiers tests que la décharge est trop rapide pour être mesurée avec arduino (problème de fréquence d'échantillonnage), il faudra donc trouver une autre solution pour cette manipulation.
Mercredi 31 mars
Paul Mehaignerie vient nous prêter main forte pour plusieurs manipulations. Nous effectuons de nouvelles mesures de résistances sur le railgun n°2 entre plusieurs points du circuit, en vérifiant notamment la variation de résistance quand le projectile se déplace dans le canon. Des mesures sont également menées sur le railgun n°1, ce qui met en évidence un mauvais contact entre les câble d'alimentation et l'affût. Nous effectuons des mesures de champ avec une sonde à effet hall et un multimètre : les valeurs on l'air d'être erronées (peut-être à cause d'interférences crées par les arcs électriques lors de chaque décharge du condensateur de 120uF utilisé pour l'expérience) elle sera donc à refaire. Les connexions des câbles d'alimentations du railgun n°2 sont retravaillées pour permettre un contact optimale et ainsi minimiser la résistance dans le circuit. Un rail de Laplace est également construit avec quelques chutes de bois, un aimant néodyme, deux languettes de cuivre et une pile de 9V. La force de Laplace est démontrée comme attendue, ce qui fait notre première démonstration en vidéo de cette dernière (visible dans la rubrique “expériences”).
Santiago et Clara ont finalisé les modélisations sur Inventor.
Samedi 3 avril
Virgile construit une banque de condensateurs de 800uF et procède aux premiers tirs du railgun (visible dans la rubrique “expériences”). Après pointage on peut observer une augmentation de 30% de la vitesse du projectile après la décharge électrique par rapport à sa vitesse de lancement (via l'amorce). Le canon est par contre trop long. En effet, la vitesse gagnée dans le canon est ensuite graduellement perdue dans le reste de la course à cause des chocs et frottement dans l'affût. Il est observé que dans l'état actuel des choses, il est compliqué (et impossible avec cette version du canon) d'éviter les énergivores arcs électriques. Il est donc préférable d'avoir un projectile moins large que le canon de quelques millimètres, qui par son mauvais contact avec les rails crée forcément des arcs mais perd peu d'énergie par frottements cinétiques. Il est supposé, et vérifié, que la décharge courte et puissante de la banque de condensateurs se produit quand le projectile se met en travers du canon fermant ainsi le circuit.
Vendredi 9 avril
Virgile construit une banque de condensateurs de 4000uF et procèdes à d'autres tirs. Il en tire les conclusions suivantes : il faut trouver un moyen pour éviter que le projectile ne se soude dans le rail sous l'effet joule et limiter les arcs en dehors de l'affût.
On observe deux points important sur cette photo : les connexions rails-câbles d'alimentation sont bonnes (pas de jet d'arcs électriques) mais les pinces crocodiles entre la banque de condensateurs et les câbles d'alimentations ne sont pas conseillés tel qu'on peut l'observer. D'autres soudures sont donc à prévoir. Les pertes sont conséquentes, mais il est difficile de faire mieux dans le temps qu'il nous reste. On peut cependant fantasmer sur des pistes d'améliorations, notamment une meilleure précision d'usinage (pour avoir un projectile proche des dimensions du canon et un contact optimal) et un traitement de surface au graphite pour le projectile, récalcitrant à la fusion.
Dimanche 11 avril
Les membres de l'équipe se sont tous retrouvés chez Virgile. Plusieurs expériences ont été réalisées sur le prototype 2. Plusieurs pointages ont donc pu être effectués afin de déterminer l'évolution de la vitesse de notre projectile dans le railgun et comparer ces résultats avec celle du projectile à vide (lorsque les rails ne sont pas chargés). Nous constatons que les arcs électriques fondent les rails en alumimium, nous decidons alors d'essayer un projectile en graphite récupéré dans une pile saline.
Santiago a obtenu la licence afin d'exploiter le logiciel EMWorks, qui permet de réaliser des simulations électromagnétiques sur les modélisations inventor des deux prototypes. De son côté Clara avance sur la rubrique modélisations.
Mardi 13 avril
Santiago réalise une géométrie approchée du projectile et réalise la première simulation sur EMWorks permettant de visualiser le champ électrique à l'intérieur du projectile. Dans les prochaines semaines nous voulons faire des modélisations plus précises par rapport à la forme des projectiles que nous souhaitons étudier et réaliser une simulation du champ magnétique créer par les rails avec un courant imposé. Cela nous permettra éventuellement de calculer la force de Lorentz à laquelle sera soumis le projectile en prenons en compte la forme de celui-ci.
Jeudi 15 avril
Clara et Santiago se sont réunis avec Paul pour faire le point sur les avancements. Paul nous a montré en envoyer un calcul pour déterminer rapide et approximativement la vitesse théorique en sortie du rail en modélisant les rails comme des fils linéaires à une dimension et nous avons établie le bilan suivant:
Semaine du 21 avril
Nous effectuons des mesures à l'oscilloscope sur le champ magnétique et la tension dans le canon. On observe, comme attendu, que la durée de décharge des condensateurs, et intrinsèquement celle du champ magnétique, dépendent de la résistance dans le circuit. Cependant, nous observons que le champ magnétique semble varier selon la capacité de la banque utilisée, ce qui est inattendu car notre modèle pour B ne prenait en compte que la densité de courant dans les rails.
Il est à noter que la tension maximale au cours des expérience ne dépasse pas les 220 volts en raison du pont diviseur de tension de 110 kohms (ajouté au courant de fuite des condensateurs et à la décharge de la pile) installé aux bornes de la banque qui consomme et dissipe de l'énergie par effet joule pendant la charge de cette dernière, ce qui empêche d'atteindre les 330V habituellement obtenus.
Décharge avec une résistance de 3 ohms (champ magnétique en vert et tension en jaune) à 800 uF.
Décharge avec une résistance de 0,3 ohms à 800 uF.
Décharge avec une résistance de 0,3 ohms à 4mF.
Santiago réalise des boîtiers de protection pour les banques de condensateurs:
Jeudi 29 avril
Dernière rencontre avec Paul avant le rendu de l'article. Nous lui faisons part de nos difficultés avec le traitement des données CSV de la précédente expérience sur python alors que nous devons consacrer du temps pour la rédaction de l'article et la finalisation du wiki (ce qui ne laisse pas beaucoup de temps pour rédiger le python pour des novices en programmation). Il propose alors de nous fournir un programme modèle, couplé avec ceux déjà réalisés par nos soins afin de pouvoir tracer les courbes bilan plus rapidement. Après quelques adaptations, nous obtenons un tracé de nos résultats mis en superposition avec nos courbes théorique (visibles dans la rubrique expérience).
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