Forum: /dev/null Brauche Hilfe - E-Magnet


von Django R. (djangoc)


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Hy Leute
(Ich heisse mit richtigem name Django, bin Schüler (16) und experimetier 
freudig.)
Ich hoffe ich hab das richtige Subforum getroffen.
Nach dem ich kein passendes Thema fand, beschloss ich eines aufzumachen.

Also, ich will einen "mobilen" (- ist relativ) E-Magneten bauen, der 
pulsartig ein äusserst starkes Magnetfeld produzieren kann, und dann 
über längere Zeit ein schwächeres macht, aber fliessend vom Impuls in 
den Dauerbetrieb schaltet. Aber auch nur den Dauerbetrieb anhaben kann, 
oder auch einfach einen kurzen Impuls. Ich möchte also wie 3 Modis 
haben.

Das ist mein erstes Problem, wie soll ich die realisieren.

Aber nun ist Zeit das ich euch mal in das einweihe, was bisher geschah.
Ich hab mit 0.24mm Lackdraht auf den geraden Seiten eines U-förmigen 
Stücks Eisen mehrere Wicklungen gemacht. Wie viel genau weiss ich nicht, 
habe aber 5,72 Ohm Widerstand drauf laut meinem Fluke 75 Multimeter - 
Ich weiss nicht inwiefern das was aussagt, wollte es einfach erwähnen, 
damit nicht danach gefragt werden muss.
Diese "Spule" hab ich an einen 2,3 Ah 12 V Bleiakkumulator oder wie die 
Dinger sich nennen (ich nenne sie im folgenden einfach Akku(-s)), war 
relativ stark, er (einfacher E-Magnet) konnte sein Eigengewicht halten, 
sind etwas über 2600g - Bleiakku halt.

Dennoch war er mir zu schwach, ich schaute mich nach Optionen um, so kam 
ich über trickserische Art und Weise an 40 AA-Akkuzellen ran, hab 
sozusagen 90% Rabatt bekommen, schon blöd wenn man den 10(x4er)er Karton 
zum Preis von einer 4er Packung verkauft...
Diese hab ich kurzerhand zu einer Serie mit 36 Zellen auf ein Brettchen 
gelötet. - Also 3 Decks auf dem 3x4 Zellen drauf sind. - Der E-Magnet 
hat nun schon relativ mächtig Dampf - wortwörtlich, das Klebeband (zum 
Schutz der dünnen Drähtchen) ist nach 3-5 Minuten Laufzeit geschmolzen 
und hat richtig hässlich stinkende Dämpfe produziert. - Das heisst doch 
nun, dass der Widerstand zu gross ist??? Folglich müsste ich einen 
dickeren Lackdraht nehmen, oder? (Laut Messgerät hat die Serie 43.5V und 
16.1A drauf (wäre geil wenn mir einer erklären kann wie diese Werte so 
hoch sein können))
Und da ich vorsehe über einen Printtrafo eine Kurzzeitige Hochspannung 
(ähnlicher Aufbau wie beim E-Schocker, nur mit Gleichrichter), also 
einen Impuls zu erzeugen muss der Draht doch einiges dicker sein, oder?
So an diesem Punkt die Frage, wie genau sollte ich die kurzzeitige 
Hochspannungsquelle aufbauen ( Bauteile, Schaltplan.....) damit ich 
einen Impuls erreiche dessen Magnetfeld in etwa (falls das nun 
übertrieben ist, so belehrt mich bitte) 20-30 mal so stark ist wie es 
sonst nur mit den Akkus ist/wäre.
Ich dachte mir das man das Ganze mit der Hochspannung ähnlich wie hier 
macht. https://www.youtube.com/watch?v=VlGF18tOS40 - eifach mit 
entsprechenden Bauteilen und einem Gleichstromrichter, ist das 
möglich???

Nun ja, wie ich das ganze mit den 3 Modis machen soll weiss ich noch 
nicht - bin offen für Ideen.

Ich denke ich nehme einen etwa 20-30 cm langen Weicheisen"bolzen" von 
etw 14-18mm Durchmesser, spricht da was dagegen?

Ach ja, betreffend dem Wickeln, kann ich da einfach von links nach 
rechts und dann die nächste Lage von rechts nach links usw.? - oder von 
links nach rechts, abknipsen, dann wieder von links nach rechts usw, und 
dann die enden zusammen löten? wenn ja, dann müssten die "seriell", 
oder, den je höher die Lage, desto mehr Draht, desto mehr Ohm, und Strom 
geht ja den Weg des geringsten Widerstandes, also würde nur durch die 
unterste Lage an Wicklungen Strom fliessen, weswegen parallel nicht 
möglich ist, bzw. äusserst ineffizient. Also Seriell. nur muss dann das 
linke Ende mit einem anderen linken ende, oder mit einem rechten Ende 
zusammen? es müsste doch Linkes Ende an rechtes Ende angelötet werden.

Ach ja, wie dick sollte der Lackdraht sein? 2-3mm oder mehr (muss mal in 
der Firma wo Dad schafft fragen was sie so da haben, für uns Ottonormalo 
ist ja bei 2mm Schluss, und der kostet dann 80-110 Rappen der Meter....)

Wie viel Lagen lohnen sich? 3-4 oder kann ich da ruhig 10 rauf wickeln? 
(Zum Glück hat mein Nachbar eine Drehbank in der Werkstatt :D )

Viele Fragen und viel Text, hoffentlich versteht ihr es.
Grüsse und danke fürs lesen, Django

: Verschoben durch Moderator
von MaWin (Gast)


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Django Ryffel schrieb:
> Nun ja, wie ich das ganze mit den 3 Modis machen soll weiss ich noch
> nicht - bin offen für Ideen.

Wenn du Batterien in Reihenschaltung verwendest: Erst viele in Reihe, 
danach nur noch wenige und dafür mehr parallel ?

> Ich denke ich nehme einen etwa 20-30 cm langen Weicheisen"bolzen" von
> etw 14-18mm Durchmesser, spricht da was dagegen?

Kommt drauf an, was dein Magnet machen soll.

Der Magnet produziert Wärme durch den STromfluss im Widerstand des 
Drahtes, die Wärmemenge muss er im Dauerbetrieb über die Oberfläche 
(oder Kühlwasser) loswerden. Beim Impuls ist die Wärme nicht so wichtig, 
da ist die maximale Magnetisierbarkeit des Kerns das Problem.

Berechnung der Stärke [in Tesla] einer Spule, die einen Eisenkern (µr 
etwa 800) aus Gusseisen hat: Die Spule habe eine Länge von 0,1 m sowie 
50 Windungen. Der Strom beträgt 0,2 A. Magnetfeldstärke = 1,257 * 10-6 
Tm/A  800  0,2 A * 50/0,1 m = 0,1 T, also recht wenig. 
Sättigungsmagnetstärke von Gusseisen ca. 1.4T, es könnten also bis zu 
2.8A fliessen, wenn die Spule so gebaut ist. Mehr Strom bringt dann kein 
deutlich stärkeres Magnetfeld mehr.
Der Durchmesser spielt keine Rolle, so lange er klein im Verhältnis zur 
Länge ist.
Da wenige Windungen eine niedrige Spannung aber einen hohen Strom 
erfordern, fährt man mit vielen Windungen besser, schon für eine 1.5V 
Batterie braucht man viel mehr als 50 Windungen aus dünnem Draht.

von Ulrich (Gast)


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Bei der Wicklung kann man in der Regel noch einfach von rechts nach 
links und zurück wickeln. Einen Unterschied macht die Art der Wicklung 
bei der Kapazität und der Spannungsfestigkeit. Bei so einer Spule und 
mit Akkus sollte der Durchschlag der Isolierung an Draht eher noch kein 
Problem sein.

Die Erwärmung der Spule bei zu viel Strom (und Spannung) ist normal - 
mehr Strom gebt einfach auch mehr Wärme. Wenn man sich für dickeren 
Draht und dann weniger Windungen entscheidet ändert das nicht viel: es 
verschiebt sich alles zu weniger Spannung und mehr Strom, aber die 
Abwärme bleibt praktisch die gleiche bei gleichem Feld und gleichem 
Volumen an Kupfer. Die passende Drahtdicke ergibt sich aus der gewollten 
Stromstärke bzw. Spannung. Der hohe Strom geht halt nur mit Kühlung oder 
halt für kurze Zeit. Es gibt da (im betrachteten Bereich) keine feste 
Grenze wie viel Strom (-dichte) man nutzen kann - das ist eine Frage der 
Kühlung bzw. der Zeitdauer.

Wie viel Windungen (bzw. Kupfer) man nimmt ist Abwägungssache - eine 
Spule mit außen etwa 1,5-2 fachem Durchmesser wie innen ist oft passend. 
Bei sehr viel Kupfer auf dünnem Kern lohnt es sich ggf. den Draht außen 
etwas dicker (Querschnitt etwa proportional zum Radius) zu wählen. Das 
mit dem parallel schalten der Spulen je Lage ginge auch. Es fließt dann 
zwar mehr Strom in der Mitte, aber etwas auch etwas außen bei den 
längeren Wegen. Für ein maximales Feld bei gegebener Leistung und 
Kupfermenge ist das genau so auch gewollt.

Bei einer Spule auf einem Eisenkern kommt es sehr auf den Weg an, den 
das Feld in der Luft nimmt. Die U-Form bringt mehr Feldstärke, weil das 
Feld konzentriert ist. Wenn es darum geht etwas festzuhalten ist die 
U-Form oft die bessere Wahl. Eine gute Quelle für einen Kern ist ggf. 
ein alter Transformator (EI Kern, die I-Teile Weglassen). ggf. kann man 
sogar die Windungen nutzen.

von Ulrich (Gast)


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Bei der Berechnung der Feldstärke spielt das Verhältnis Länge zu 
Durchmesser eine wichtiger Rolle. Die einfache Formel oben gilt nur wenn 
der Kern sehr lang ist im Vergleich zum Druchmesser. Das Kritierium ist 
hier L/d  >> µr in dem Beispiel also d < 0.1 mm.  Als bessere Näherung 
kommt bei einem Stabkern statt µr der Faktor  µr*L/d / (µr+L/d) rein.

von U. M. (oeletronika)


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Hallo,
> Django Ryffel schrieb:
> Also, ich will einen "mobilen" (- ist relativ) E-Magneten bauen, der
> pulsartig ein äusserst starkes Magnetfeld produzieren kann, und dann
> über längere Zeit ein schwächeres macht, aber fliessend vom Impuls in
> den Dauerbetrieb schaltet. Aber auch nur den Dauerbetrieb anhaben kann,
> oder auch einfach einen kurzen Impuls. Ich möchte also wie 3 Modis
> haben.
> Das ist mein erstes Problem, wie soll ich die realisieren.
Lade einen Elko oder eine Elko-Batterie auf und entlade diese über die 
Spule.
Das Aufladen sollte da auch langsamer vonstatten gehen.
Das Pulsentladen über die Spule dann eben schnell.

Um dann noch einen schwächeren Dauerbetrieb zu erreichen, kannst du 
einen Widerstand  in Reihe schalten oder eine niedrigere Spannung über 
Dioden entkoppelt dazu schalten.
Das Prinzip Elko über Widerstand aufladen ist im Link unter
"Stromsparschaltung" zu sehen.
http://uwiatwerweisswas.schmusekaters.net/Uwi/ELEKTRONIK/Relaisansteuerung_Sch.pdf
Die Elkos können aber deutlich höhere Kapazität haben.
Beachte die Spannungsfestigkeit.
Beachte auch den Hinweis zur freilaufdiode.

> ich über trickserische Art und Weise an 40 AA-Akkuzellen ran, hab
> sozusagen 90% Rabatt bekommen, schon blöd wenn man den 10(x4er)er Karton
> zum Preis von einer 4er Packung verkauft...
Auch Verkäufer und Kassierer können sich mal irren.
Du scheinst es aber als normal anzusehen, dass du die nicht bezahlten 
Teile nach Hause mit nimmst und damit noch prahlst?
Schäme dich, du scheinst kein Rechtsempfinden zu haben!!!
Das unterscheidet sich kaum von Diebstahl.

von Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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Bitte keine Unterstellungen oder Beleidigungen. Dass das mit den "90% 
Rabatt" sollte "Django" mit sich selbst ausmachen. Sauber ist das nicht. 
Und richtig, man könnte es Diebstahl nennen. Denn genausogut hätte 
"Django" eine Packung zahlen und 9 Packungen klauen können. Es hätte ihm 
gleich viel gekostet und dem Geschäft gleich viel geschadet...

Django Ryffel schrieb:
> Das heisst doch nun, dass der Widerstand zu gross ist???
Das heißt, dass du viel zu viel Energie in die klitzekleine Wicklung 
gesteckt hast. Ich empfehle dir, einfach mal weiter Versuche zu machen. 
Den dabei einsetzenden Prozess nennt man Lernen. Eines dürfte klar sein: 
so wie du es jetzt machst bist du auf dem Holzweg.

> Ach ja, betreffend dem Wickeln, kann ich da einfach von links nach
> rechts und dann die nächste Lage von rechts nach links usw.?
Wickle einfach hin und her...

> Also, ich will einen "mobilen" (- ist relativ) E-Magneten bauen, der
> pulsartig ein äusserst starkes Magnetfeld produzieren kann, und dann
> über längere Zeit ein schwächeres macht, aber fliessend vom Impuls in
> den Dauerbetrieb schaltet. Aber auch nur den Dauerbetrieb anhaben kann,
> oder auch einfach einen kurzen Impuls.
Definiere "pulsartig", "stark", "schwächer" und "fliessend" mit Zahlen. 
Oder andersrum: WAS willst du Strenggeheimes machen?

> 3 Modis
Einzahl: Modus
Mehrzahl: Modi
Oder schreib einfach "Betriebsart", wenn du das Fremdwort nicht komplett 
beherrschst...

von DjangOC (Gast)


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U. M. schrieb:
> Auch Verkäufer und Kassierer können sich mal irren.
> Du scheinst es aber als normal anzusehen, dass du die nicht bezahlten
> Teile nach Hause mit nimmst und damit noch prahlst?
> Schäme dich, du scheinst kein Rechtsempfinden zu haben!!!
> Das unterscheidet sich kaum von Diebstahl.

ne, ich prahl nicht damit, und wenn mir jemand etwas der Grössenordnung 
3 zum Preise der Grössenordnung 2 verkauft ist das nicht mein Problem... 
(Meine Ansicht)

von DjangOC (Gast)


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Also, danke für die vielen, ausführlichen Antworten, und die Zeit die 
ihr dafür investiert habt.

(Betreffend Modus -> Modi, ich hab das eben so geschrieben wie man es im 
Mundart sagt, bin CHler)

Also, ihr meint ich soll mal nach dem Motto "Studieren geht über 
Probieren" etwas weiter experimentieren.

So jetzt aber noch schnell, sollte ich jetzt einen Weich-/ oder einen 
Gusseisen Kern nehmen.

Ich hab eigentlich nicht vor ein U zumachen, sondern wie ein Stab, 
welchen man auf zum Beispiel 50cm entfernte Schrauben richtet, einen 
starken Impuls auslösst, sie so anzieht, und dann dran behält da er ja 
nun direkt über die Akkus gespiessen wird.

Grüsse DjangOC

von DjangOC (Gast)


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Lothar Miller schrieb:
> WAS willst du Strenggeheimes machen?

Ich würde gerne jemandem Kontakt los den Löffel aus der Hand reissen und 
auf dem Tisch fest"kleben"...
Ne, will einfach etwas experimentieren, und möglichst grossen Erfolg 
dabei haben.

von Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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DjangOC schrieb:
> Ich hab eigentlich nicht vor ein U zumachen, sondern wie ein Stab,
> welchen man auf zum Beispiel 50cm entfernte Schrauben richtet, einen
> starken Impuls auslösst, sie so anzieht, und dann dran behält da er ja
> nun direkt über die Akkus gespiessen wird.
Das wird nichts. Die günstig erworbenen Akkus sind hier viel zu schwer. 
Eher andersrum: die Schrauben werden als Elektromagnet ausgeführt, dass 
sie einen leichten Stab, der zudem noch starke Magnete an den Enden hat, 
in der Luft halten.

Sieh dir mal diese schwebenden Kugeln an, die es zu kaufen gibt: da ist 
ein starker Magnet und eine leichte Kugel beteiligt...

von Harald W. (wilhelms)


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DjangOC schrieb:

> Ich würde gerne jemandem Kontakt los den Löffel aus der Hand reissen und
> auf dem Tisch fest"kleben"...

Ach, und Dein Löffel wird von Magneten angezogen? Solche Löffel
sind eher unüblich...

von Harald W. (wilhelms)


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Wennschondennschon schrieb im Beitrag #3745505:

> das Zwerchfell zum Abkichern kichern bekommt.

Der Beitrag war durchaus ernst gemeint. Hast Du deine Löffel
schon mal getestet? Sowohl Silber wie auch normaler Edelstahl
und Aluminium sind unmagnetisch.
Gruss
Harald

von Django Ryffel (Gast)


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Harald Wilhelms schrieb:
> Wennschondennschon schrieb im Beitrag #3745505:
>
> das Zwerchfell zum Abkichern kichern bekommt.
>
> Der Beitrag war durchaus ernst gemeint. Hast Du deine Löffel
> schon mal getestet? Sowohl Silber wie auch normaler Edelstahl
> und Aluminium sind unmagnetisch.
> Gruss
> Harald

Also die Messer halten an den Kühlschrankmagneten, steht INOX drauf, 
also rostfreier Stahl.

Wie ist das mit den Elkos zu verstehen, warum haben die Dinger 
eigentlich keine A-Angabe? Bzw. Wenns Batterien sind keine Ah-Angaben? 
Sehen mit den Spannungen aber schon interessant aus, nur kann ich mit mF 
und nF und F und so nichts anfangen (vom Verständnis her) ist das die 
Kapazität?

Kann man von denen mehrere zusammen verwenden, den die Preise steigen ja 
stark überproportional.

Grüsse DjangOC

von Harald W. (wilhelms)


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Django Ryffel schrieb:

> Also die Messer halten an den Kühlschrankmagneten, steht INOX drauf,
> also rostfreier Stahl.

Nun, Glück gehabt. Ich glaube trotzdem nicht, das Du mit einem eher
kleinen Elektromagneten ein Messer o.ä. aus einer Entfernung von mehr
als 10cm anziehen kannst. Die Anzugskraft nimmt mit der Entfernung
stark ab. Aber vielleicht klapptsjamit einem solchen Magneten:
http://www.abenteuer-physik-chemie.at/Unterrichtshilfen%20Physik-4.Klasse/Kranmagnet-Dateien/image001.jpg
Gruss
Harald

von Dirk J. (dirk-cebu)


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Harald Wilhelms schrieb:
> ... Aber vielleicht klappts ja mit einem solchen Magneten:
> 
http://www.abenteuer-physik-chemie.at/Unterrichtshilfen%20Physik-4.Klasse/Kranmagnet-Dateien/image001.jpg
Der würde ihm glatt den Draht aus der Mütze ziehen ;)

von Udo S. (urschmitt)


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: Bearbeitet durch User
von Django Ryffel (Gast)


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Hab mir mehr von diesem Forum versprochen.....

An den Zuständigen Mod, bitte lösche den Thread.
Danke

MfG Django

von Harald W. (wilhelms)


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Django Ryffel schrieb:

> Hab mir mehr von diesem Forum versprochen.....

Ja, leider ist auch dieses Forum, wie vermutlich alle anderen auch,
an die physikalischen Gesetze gebunden. Aber vielleicht gelten die
ja für Dich nicht. :-)

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