En primer lugar, no creo que puedas usar un imán de neodimio como proyectil.
Coilgun
Una pistola (o pistola Gauss, en referencia a Carl Friedrich Gauss, quien formuló descripciones matemáticas del efecto magnético usado por los aceleradores magnéticos) es un tipo de acelerador de proyectil que consiste en una o más bobinas utilizadas como electroimanes en la configuración de un Motor lineal que acelera un proyectil ferromagnético o conductor a alta velocidad.
Y deberías estar más enfocado en la energía cinética del proyectil cuando sale del tubo. Un condensador de 400 vatios de 2,7 v almacena 1450 julios de energía, lo que, dada una eficiencia del 1 por ciento, se traduce en 14,5 julios de energía de proyectil. Al conectar esto a la ecuación de energía cinética \ $ E = \ frac {1} {2} mv ^ 2 \ $, nos da una velocidad de salida de 170 m / s para un proyectil de 1 gramo.
Ahora vamos a la cuestión de la fuerza. La fuerza depende de la cantidad de potencia que pueda bombear a través de la bobina. Y esta fuerza mínima será enorme, ya que el proyectil debe alcanzar la velocidad de salida por la mitad de la bobina. (La bobina también debe descargarse para este momento, o el proyectil disminuirá la velocidad) Para un proyectil de un gramo, esto será 729 newtons o 73 kg de fuerza, asumiendo una longitud de bobina de 4 cm. (Puedes calcular la aceleración a partir de esta ecuación: \ $ a = \ frac {v ^ 2} {s} \ $ donde s es la longitud del barril y v es la velocidad)
¿Y qué significa esto? Necesitas un proyectil fuerte, definitivamente. Y su condensador debe proporcionar una gran cantidad de energía. Tomando los parámetros anteriores, el tiempo antes de que el proyectil alcance la mitad del cañón es de 0.23 milisegundos, que puede calcularse usando la ecuación cinemática \ $ x = \ frac {1} {2} en ^ 2 \ $. La división de la energía total por el tiempo nos da un requisito de potencia de 6,5 MW para ser descargado. Está bien. 6.5 MW .
Con un condensador de 2,7 voltios, la resistencia debe estar por debajo de 1 micro-ohmio . Definitivamente no es posible. Con un capacitor de 400 voltios, el mínimo será de 24 miliohms. Esto es posible.
Ahora, su pregunta especifica que no está interesado en maximizar la velocidad. En ese caso, puede realizar estos cálculos para su caso de uso específico. El calibre del cable depende de la corriente que pasa por el cable y del voltaje. Una vez que tienes eso, puedes calcular el número de vueltas necesarias, y eso te da la resistencia de la bobina. Puede agregar esto a la resistencia del capacitor y el diodo para obtener la resistencia total. Esto debe ser inferior a la resistencia mínima que calculaste.
Y por supuesto, ten cuidado. 1500 julios es mucha energía.