Hallo! Ich bin gerade dabei, die Physik zu verstehen. Was ich eigentlich wissen will ist, wie sich die Induktivität einer Spule beim Ummagnetisieren eines Permanentmagneten verhält. Volgendes Gedankenexperiment: Ich habe in einer Spule einen Permanentmagneten. In der Hysteresekurve befindet sich somit der Spulenkern bei der Remanenz. Legt man nun an die Spule eine konstante Spannung an, sodass sich ein Magnetfeld in umgekehrter Richtung aufbaut - wie sieht der Spulenstrom aus? Sicher ist, dass er von der Koerzitivfeldstärke bis zur umgekehrten Sättigung konstant steigt und in der Sättigung schneller als zuvor ansteigt. Eben wie in einer Spule, wo der Eisenkern sättigt. Wie steigt der Strom aber von der Remanenz bis zur Koerzitivfeldstärke? Vielen Dank für eure Antworten! Grüße Markus
Vermutlich, langsamer Anstieg, entsprechend der Induktivität, beim Umklappen kurzer Einbruch, um hinterher richtig steil anzusteigen (bis zur Begrenzung durch den ohmischen Widerstand, oder das Vermögen der Quelle). Sowas wurde sogar mal angewendet: http://de.wikipedia.org/wiki/Ringkernspeicher mfG ingo
Hallo! Stimmt. Das Prinzip wurde schon öfters aufgegriffen. ingo schrieb: > Vermutlich, langsamer Anstieg, entsprechend der Induktivität, beim > Umklappen kurzer Einbruch, Wie meinst du das genau? Bleibt die Induktivität von der Remanenz über den Punkt der Koerzitivfeldstärke bis zur umgekehrten Sättigung konstant oder verändert sie sich in dieser Zeit? ingo schrieb: > um hinterher richtig steil anzusteigen (bis > zur Begrenzung durch den ohmischen Widerstand, oder das Vermögen der > Quelle) Das ist klar. Vom Zeitpunkt der Koerzitivfeldstärke (also Fluss=0) bis zur Sättigung, verhält sich der Strom wie bekannt in einer Spule, die in Sättigung betrieben wird. Dabei steigt erstmal der Strom nach di/dt=U/L. Wird der Strom nun noch größer, sodass der Kern sättigt, sinkt die Induktivität und der Strom steigt erheblich schneller, bis er vom Spulenwiderstand begrenzt wird. Wie verhält sich die Induktivität aber vom Zeitpunkt der Remanenz bis zur Koerzitivfeldstärke? Grüße markus
Hallo, siehe hier, Abschnitt Magnetisierungskurve und Hystereseschleife: http://www.elektroniktutor.de/grundlg/m_kurve.html Das gilt grundsätzlich für weichmagnetisches Eisen ebenso wie für Permanentmagnete, nur die Kurve ist jeweils anders. Gruss Reinhard
Hallo, > [F]olgendes Gedankenexperiment: > Ich habe in einer Spule einen Permanentmagneten. In der Hysteresekurve > befindet sich somit der Spulenkern bei der Remanenz. Legt man nun an die > Spule eine konstante Spannung an, sodass sich ein Magnetfeld in > umgekehrter Richtung aufbaut - wie sieht der Spulenstrom aus? Entscheidend für das Verständnis ist, daß Du weißt, welche magnetischen Größen materialunabhängig (!) mit welchen elektrischen Größen verknüpft sind. Idealtypisch (d. h. unter Vernachlässigung von Spannungsabfällen entlang des Drahtes, Verschiebeströmen, und Streufeldern, aber mit Gültigkeit auch bei hysteresebehafteten Kernen) gilt folgender Zusammenhang: 1) Das B-Feld einer Spule (genauer: dessen Änderung) hängt materialunabhängig mit der angelegten Spannung zusammen. --> Das folgt aus dem Induktionsgesetz. 2) Das H-Feld einer Spule hängt materialunabhängig mit dem Spulenstrom zusammen. --> Das folgt aus dem Durchflutungssatz. Durch das Anlegen der konstanten Spannung erzwingst Du also entsprechend U = -N d(BA)/dt ein proportional mit der Zeit fallendes B-Feld. > Sicher ist, dass er von der Koerzitivfeldstärke bis zur umgekehrten > Sättigung konstant steigt. Was heißt "konstant"? Der Strom steigt sicherlich nicht proportional mit der verstrichenen Zeit! Vielmehr ändert sich die Induktivität ständig. Wenn der Kern bei der von Dir gewählten Spannung der Hysteresekurve noch folgt, hilft Dir die Hysteresekurve, die Steigung des Stromes zu erkennen: http://de.wikipedia.org/w/index.php?title=Datei:Hystkugeschwtr.png&filetimestamp=20090607084440 Zum Verständnis drehst Du die Kurve am besten so um, daß H über B aufgetragen wird. Denn schließlich ist H (bzw. der Strom) Deine abhängige Größe, und B (bzw. das Integral über die Spannung) die unabhängige Größe. Du startest also am Remanenzpunkt und veränderst die B-Position mit konstanter Geschwindigkeit in Richtung eines negativen B. Du kannst dann jeweils ablesen, wie schnell |H| (das ist ja proportional zum Strom) steigt. > ansteigt. Eben wie in einer Spule, wo der Eisenkern sättigt. Wie steigt > der Strom aber von der Remanenz bis zur Koerzitivfeldstärke? Er steigt - aber er steigt langsamer als bis zum Erreichen der Koerzitivfeldstärke. Gruß, Michael
Auch wenn die Frage nach der Induktivitaet geloest ist, die Frage bleibt, wie macht man nun so eine [Um-] Magnetisierung ? Im Wesentlichen : Kondensatorbank, Schalter, Spule. Eine Frage der Dimensionierung. Die letzten Zahlen, die ich mir irgendwann merkte waren 200kA/m fuer einen Samarium Magneten. Heisst, auf eine metrige Spule muss man um die 200kA bringen, fuer eine kleinere linear zum Durchmesser weniger. Also fuer eine 2cm Spule waeren das dann noch 4kA. Sowas kriegt man aus einem sesselgrossen Hochspannungskondensator. Als Schalter koennte eine Funkenstrecke dienen. Gehoerschutz nicht vergessen...
> Also fuer eine 2cm Spule waeren das dann noch 4kA
Man kann das auch mit weniger Strom machen:
Wenn man die Spule auf einen Eisenkern mit Luftspalt wickelt (z.B.
UI-Kern) und in diesen Luftspalt einen flachen Magneten legt,
konzentriert sich die magnetische Induktion im Luftspalt, so dass man
auch mit relativ wenig Strom eine große Flussdichte bekommt. Das
funktioniert deshalb, weil das µ von Eisen viel größer als das µ des
Permanentmagneten ist.
Ich habs jetzt nicht ausgerechnet, aber bei einem ausreichend dünnen
Magnet sollte das dann mit einigen Ampere funktionieren, so dass ein
kräftiges Labornetzteil ausreicht.
Die Saettigungsfeldstaerke des Eisens ist dann aber das Limit, das nicht ueberschritten wird.
> Die Saettigungsfeldstaerke des Eisens ist dann aber das Limit, das nicht > ueberschritten wird. Was willst Du damit sagen? Permanentmagnete haben ein µ_r von ungefähr 1, also entspricht 200 kA/m ungefär einer Flussdichte von 250 mT. Eisen hat eine Sättigungsflussdichte von ca. 2T, das ist also wesentlich größer. Die Sättigungsfeldstärke ist hier nicht so wichtig, weil die Feldstärke im Eisen sowieso sehr viel kleiner ist als im Luftspalt.
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