1. CAÑÓN DE GAUSS

Un cañón Gauss es un tipo de cañón que usa una sucesión de electroimanes para acelerar magnéticamente un proyectil a una gran velocidad.  Kristian Birkeland es considerado comúnmente el inventor del cañón Gauss electromagnético.

Un electroimán es un tipo de imán en el que el campo magnético se produce mediante el flujo de una corriente eléctrica, desapareciendo en cuanto cesa dicha corriente

. Kristian Birkeland es considerado comúnmente el inventor del cañón Gauss electromagnético, por el cual obtuvo una patente en 1900. En 1934, este inventor estadounidense desarrolló una ametralladora basada en un concepto similar al del cañón-bobina pero las tentativas para convertir su invención en un arma utilizable fracasaron, y la idea fue más o menos olvidada durante años. A excepción de una foto en algunas publicaciones, se sabe muy poco sobre ella.

2. FUNCIONAMIENTO

La corriente eléctrica que pase por el solenoide generará en el interior del tubo un campo magnético que impulsa al proyectil en una dirección específica dada por la regla del tornillo o la mano derecha Esto se debe a que el alambre se convierte en un electroimán cuando pasa corriente a través de él, induciendo un campo magnético que si es lo suficientemente potente, acelerará el proyectil a grandes velocidades. 

La energía debe de llegar a cada sucesivo electroimán en un tiempo preciso, debido a la histéresis. (La histeresis es la tendencia de un material a conservar una de sus propiedades, en ausencia del estímulo que la ha generado. Podemos encontrar diferentes manifestaciones de este fenómeno. Por extensión se aplica a fenómenos que no dependen sólo de las circunstancias actuales, sino también de cómo se ha llegado a esas circunstancias.)A los electroimanes les lleva un tiempo en alcanzar la potencia máxima después de que el voltaje es aplicado, de esta manera el suministro de electricidad debe comenzar antes de que el proyectil alcance al imán determinado. Lo mismo ocurre después de que la energía está apagada, y si el proyectil se encuentra en "el lado lejano" del imán en aquel momento, el imán seguirá atrayéndolo, desacelerando. Una solución obvia sería accionar los imanes mucho antes de que el proyectil los alcance, pero como la fuerza magnética disminuye con el cuadrado de la distancia (es decir muy rápidamente) demasiada energía se

perdería con tal solución. Por esta razón la mayor parte de las armas Gauss que usan más de un imán incluye algún tipo de dispositivo de cronometraje electrónico para accionar los imanes, uno que pueda ser ajustado para distintos parámetros como la potencia de disparo, y la masa del proyectil

El circuito magnético

Lo ideal sería que el 100% del flujo magnético generado por la bobina se entreguen y actúen sobre el proyectil, pero esto está muchas veces lejos de la realidad debido a la construcción del núcleo de aire del solenoide común de la mayoría de los Cañones de Gauss, que suelen ser relativamente simples y poco eficientes

Con un simple solenoide de núcleo de aire, la mayoría del flujo magnético no se junta en el proyectil por la alta resistencia del circuito magnético. El flujo acoplado genera un campo magnético que almacena energía en el aire circundante. La energía que se almacena en esta materia no desaparece del circuito magnético una vez que el capacitor termina la descarga. Debido a que el circuito eléctrico cañón-bobina es intrínsecamente similar a un oscilador LC, los rendimientos de energía no utilizada en la dirección inversa ('sonar'), pueden dañar seriamente tanto a los condensadores polarizados como a los condensadores electrolíticos. La carga a la inversa se puede prevenir mediante un diodo conectado a la inversa en paralelo a través de los terminales del condensador, y como resultado, el diodo y la bobina disipar toda la energía no utilizada en forma de calor.

Si bien esto es una solución simple y utilizado con frecuencia, se necesitan semiconductores más caros y de alta potencia y una bobina bien diseñada, con suficiente masa térmica y la capacidad de disipación de calor, con el fin de prevenir fallos en los componentes.

Algunos diseños intentan recuperar la energía almacenada en el campo magnético mediante el uso de un par de diodos. Estos diodos, en lugar de verse obligados a disipar la energía restante, recargan los condensadores con la polaridad correcta para el siguiente ciclo de descarga. Esto también evitará la necesidad de recargar completamente los condensadores, reduciendo significativamente los tiempos de carga. Sin embargo, la viabilidad de esta solución está limitada por la alta recarga que resulta de la corriente a través de la resistencia en serie equivalente (ESR) de los condensadores, el ESR disipará parte de la corriente de recarga, generando calor dentro de los condensadores y acortando potencialmente su vida.

Para reducir el tamaño del componente, el peso, los requisitos de durabilidad, y lo más importante, los costos, el circuito magnético debe ser optimizado para ofrecer más energía al proyectil para una entrada de energía dada. Esto se ha abordado en alguna medida por el uso del hierro de vuelta final, que son pedazos de material magnético que rodean la bobina y crean caminos de menor resistencia con el fin de mejorar la cantidad de flujo magnético. Los resultados pueden variar ampliamente, dependiendo de los materiales utilizados; los aficionados pueden utilizar en sus diseños, por ejemplo, los materiales que van desde acero magnético (más eficaz, menor resistencia) a los de una cinta de vídeo (poca mejoría en la resistencia). Por otra parte, las piezas adicionales de material magnético en el circuito magnético pueden causar, a gran escala, la posibilidad de saturación de flujo y otras pérdidas magnéticas.

3. APLICACIÓN  el cañón Gauss ha sido propuesto para su uso en el envío de carga útil al

espacio Militarmente se ha propuesto como  un disparo de plasma, que se podría

traducir como un chorro de acero fundido disparado a velocidades superiores a los 1900 m/s (6840 km/h). Un arma mortífera capaz de atravesar casi cualquier blindaje. El cañón Gauss aún está en desarrollo, y sólo se han probado prototipos en laboratorio, debido a la gran inestabilidad del artilugio.

Las armas Gauss son dispositivos muy nombrados en la ciencia ficción, sobre todo en juegos de rol y videojuegos

Como los railguns y los aceleradores estatorreactores, el cañón Gauss ha sido propuesto para su uso en el envío de carga útil al espacio.[cita requerida]Como arma, las ventajas del cañón Gauss incluyen el hecho de que no tienen partes movibles, aparte del proyectil, y el dato de que el único ruido perceptible es el movimiento del proyectil cuando este alcanza una alta velocidad. Aunque se hayan mostrado cañones Gauss para alcanzar velocidades supersónicas, están mucho menos capacitados que los railguns.

Teóricamente, el disparo del cañón Gauss se realizaría con munición especial de una aleación de wolframio, que es el metal con mayor resistencia a las altas temperaturas. Para mayor definición, el wolframio es utilizado en los filamentos de las bombillas tradicionales, dónde por el flujo de electrones eleva su temperatura a niveles que otros metales no soportarían sin fundirse. El cañón, el cual estaría en desarrollo para carros de combate, funcionaría con una potentísima bobina magnética, que impulsaría la munición. Ésta alcanzaría velocidades supersónicas. El rozamiento del aire a grandes velocidades provocaría un gran calentamiento del proyectil, con temperaturas prácticamente solares (lo cual no es imposible, si nos fijamos en las antiguas "bombas térmicas" utilizadas en la 2ª Guerra Mundial, que alcanzaban temperaturas capaces de fundir todo tipo de metales). El resultado, un disparo de plasma, que se podría traducir como un chorro de acero fundido disparado a velocidades superiores a los 1900 m/s (6840 km/h). Un arma mortífera capaz de atravesar casi cualquier blindaje.[cita requerida] El cañón Gauss aún está en desarrollo, y sólo se han probado prototipos en laboratorio, debido a la gran inestabilidad del artilugio.

Las armas Gauss son dispositivos muy nombrados en la ciencia ficción, sobre todo en juegos de rol y videojuegos, donde se les conocen por nombres como el cañón Gauss o el rifle Gauss.

4. CONSTRUCCIÓN

Tenemos una bobina o soleniode que como sabemos cuando pasa una corriente eléctrica por ella se convierte en un imán, dentro del tubo hay una pequeña pieza metálica que es básicamente un clavo, cuando se energice la bobina el campo magnético lo va a atraer, entonces si se mantuviera energizado el clavo quedaría en medio de soleniode, sin embargo, si nosotros hacemos que una vez se energice y se empiece a acelerar el objeto metálico cuando vaya mas o menos a la mitad del recorrido apagamos o desconectamos la energía entonces va a continuar su recorrido y va a salir por el lado contrario con este principio se puede acelerar un objeto magnético a muy altas velocidades.Entonces, lo primero que vamos a hacer es encender el circuito como s e requiere una corriente muy grande para que la energía sea capaz de acelerar el objeto necesitamos elevar el voltaje de la las baterías que normalmente es de 1.5 volts, el circuito lo que hace es tomar los 1.5 volts de las baterías y convertirlos en aproximadamente 320 volts esa energía de almacena en el banco de capacitores ( son dispotivos electrónicos que almacenan carga eléctrica ) ya que tenemos almacenados los 300 volts entonces ya podemos descargar toda esa energía en el solenoide