Creo que debe comprender en qué punto debe comenzar el colapso del campo magnético para evitar que el proyectil se desacelere y, por lo tanto, pierda impulso. He hecho una simulación de un solenoide con núcleo de aire de 44 mm de largo y 10 mm de radio para permitir que los conceptos se vean más claramente. He hecho esta forma solo para mi conveniencia al responder y no tengo idea de si esta forma es útil en la realidad. A continuación se muestra una imagen de la densidad de flujo dentro y fuera del solenoide junto con el gradiente de dicha densidad de flujo: -
Tenga en cuenta la traza azul: la densidad de flujo (para una corriente dada) aumenta a medida que se acerca a uno de los lados del solenoide. A 22 mm a cada lado de la línea central se encuentra la abertura del solenoide. Al entrar en la apertura, se puede ver que la densidad de flujo aumenta a un valor casi constante. Con esto quiero decir que si el solenoide fuera realmente bastante largo, la densidad de flujo máxima sería constante para la mayor parte de la longitud central del solenoide. Es importante darse cuenta de esto porque cuando el gradiente de densidad de flujo es cero, no se puede ejercer fuerza mecánica (como en el centro).
Por lo tanto, es importante observar el gradiente (línea roja). Si el proyectil entra por la derecha, la fuerza que lo acelera es máxima a medida que ingresa al solenoide (para un proyectil típicamente pequeño). Una vez que haya ingresado, seguirá acelerando, pero en menor grado hasta que alcance el centro del solenoide. En este punto comenzará a desacelerarse (no deseado).
El resultado final aquí es que necesitas comenzar a desactivar el campo de la magia en algún lugar entre el proyectil que entra y llega al punto muerto. Esto es imposible de hacer instantáneamente debido a la inductancia del solenoide, pero dado que puede medir la inductancia, al menos puede comenzar a calcular cuándo comenzar el proceso (observando que cualquier campo magnético restante a medida que el proyectil pase al centro muerto lo hará más lento) ).
Aquí hay algunas fórmulas adicionales y observaciones que podrían ayudar.
La fuerza ejercida por un solenoide sobre un objeto ferromagnético es: -
Fuerza = \ $ \ dfrac {(N.I) ^ 2 \ mu_0.A} {2g ^ 2} \ $
Donde N es el número de vueltas, A es el área de la sección transversal del solenoide, I son las corrientes aplicadas, g es la brecha desde el final del solenoide al objeto y \ $ \ mu_0 \ $ is \ $ 4 \ pi \ veces 10 ^ {- 7} \ $.
Además, para un solenoide, la inductancia se puede calcular así: -
Inductancia = \ $ \ dfrac {\ mu_0.N ^ 2.A} {l} \ $
Donde \ $ \ mu_0 \ $, N y A son como antes y \ $ l \ $ es la longitud del solenoide.
Por lo tanto, aumentar la inductancia aumenta la fuerza y, para mantener los giros lo más bajo posible, se desea que la longitud del solenoide sea lo más corta posible.
Sin embargo, con una mayor inductancia, la corriente tarda más tiempo en aumentar al máximo y esto reducirá la efectividad de una pistola de bobina debido a que no puede acelerar la bala a la velocidad suficiente.