粒子加速器演示

我用我最喜欢的 CAD 软件 Fusion 360 制作了这个模型。我制作了这个演示加速器的几个版本，并且尝试了圆形轨道周围的线圈数量和轨道本身的直径。

事实证明，2 个线圈彼此相对，最适合直径为 160 毫米的轨道。如果您决定修改我的模型并制作更大的轨道，我建议添加另一个线圈。

对于打印和切片，我建议使用 Cura，但如果您有自己喜欢的切片软件，也没有理由不使用它。我用 PLA 打印模型，没有边缘或筏子，填充率为 25%。打印所有部件需要大约 6-8 小时，层分辨率为 0.2 毫米，但这当然取决于打印机的速度。

当然，您也可以使用其他打印材料（例如 PETG、ASA 或 ABS）来代替 PLA，但我发现 PLA，尤其是 Polymaker 品牌，非常适合我的自制 3D 打印机。

上面您可以看到驱动我们的演示加速器和所有关键部件的引脚排列的电路图。

当磁球的速度足够快时，它会在线圈中感应出电压。该尖峰从线圈通过 100k 电阻到达 PNP 晶体管的基极。打开 PNP，从而打开为线圈供电的 NPN 晶体管，向同一方向推磁球，从而使球加速。

对于这个项目，我使用了原型条板，因为它的电路不是很复杂，你可以相当快地焊接所有组件。如果你想制作合适的 PCB，下面你将找到带有可用于蚀刻 PCB 的迹线的 pdf 文档。另一种选择是使用迷你 CNC 铣床来制造 PCB，如果你有的话。

注意：晶体管引脚排列几乎没有标准。这完全取决于制造商所在地。

日本 - 欧洲央行

美国 - EBC

欧洲 - CBE

3D 打印加速环后，您需要绕制线圈。我建议使用 25 SWG 漆包铜线，每个线圈绕制 100 圈。线圈准备好后，将它们串联到您在上一步中准备好的电子设备上（参见上一步中的电路图）。

将 9V 电池和带电子元件的条形板放在加速器中间的专用插槽中。然后将 8mm 磁球插入轨道内，并将两个半圆形部件放在一起。使用 M3 螺钉将两个部件永久连接在一起，并确保球体可以在轨道内自由移动（不会产生太大的摩擦力）。

现在您可以测试加速器了。要测试加速器，请打开电子设备并倾斜设备，使磁球靠近其中一个线圈。

磁球应该开始振荡。一旦线圈给球适当的推动力，您就可以将设备放回水平地面。磁球应该开始在圆形轨道内移动并非常快速地加速。在某个时刻它将达到平衡，球将继续以恒定速度循环。

你可以用电位器来改变线圈可变磁场的频率，看看是否可以加速或减慢磁球的速度。如果你找到正确的频率，球就可以移动得相当快:)