Luftspule wickeln, HILFE

[Benjamin (Gast)]

Hallo, ich möchte eine Luftspule wickeln, quadratisch, mit einem 
innendurchmesser von 10 cm !

Hier ein Beispiel:

http://www.aircorecoil.com/photo/pl2657014-quadratische_luft_spule_f_r_ic_karte_rfid_antennen_leser_induktionsspule.jpg

Meine Frage ist:

Wie bekomme ich ein möglichst hohes B bei einem max. Strom von 7 Ampere 
und einer Windungszahl bei 300 W??

Gibt es vll. paar "Tricks" oder Tips, wie man das durch geeignete 
Anordnung hinhaut?

[foo (Gast)]

Benjamin schrieb:
> Wie bekomme ich ein möglichst hohes B

Mit einem geschlossenen Eisenkern.

[Axel S. (a-za-z0-9)]

Benjamin schrieb:
> Hallo, ich möchte eine Luftspule wickeln, quadratisch, mit einem
> innendurchmesser von 10 cm !

> Meine Frage ist:
> Wie bekomme ich ein möglichst hohes B bei einem max. Strom von 7 Ampere
> und einer Windungszahl bei 300 W??

Die Induktivität L einer Luftspule ist µ0 mal Windungszahl N zum Quadrat 
mal Querschnitt A durch Länge l. Der magnetische Fluß \Phi ist 
Induktivität L mal Strom I geteilt durch Windungszahl N. Die Flußdichte 
B ist der Fluß \Phi geteilt durch die Fläche A der Spule. Konntest du 
mir folgen?

$$B = \frac{\mu_0 \cdot N \cdot I}{l}$$

Die einzige freie Variable ist die Länge l der Spule.

Formeln siehe: Transformatoren und Spulen und 
https://de.wikipedia.org/wiki/Zylinderspule


XL

[Daniel S. (supernova01)]

..wobei zu beachten ist, dass ein Quadrat keinen Durchmesser hat....

Gruß,
Dennis

[Jörg W. (dl8dtl) (Moderator)]

Dennis S. schrieb:
> ..wobei zu beachten ist, dass ein Quadrat keinen Durchmesser hat....

Vielleicht beherrscht er ja die Quadratur des Kreises. :-))

[U. B. (Gast)]

Die Physik lässt sich nicht überlisten,
Abmessungem, Windungszahl und Strom sind gegeben.

Wäre es eine "unendlich lange Spule", hätte man die Formel

B = µ H = µ * N * I / l

mit: µ=magn. Feldkonst., N=Windungszahl, I=Strom, l=Länge


Ist die Spule relativ "flach", ist das Feld in der Mitte natürlich 
stärker (und besonders inhomogen), als bei einer auseinandergezogenen.

Aber immer deutlich kleiner, als nach der Formel,

Beispielrechnung:

B= 4*Pi*10^-7 Vs/A/m * 2100A / (0,02m) = 0,13 T

(Die Spule würde wahrschenlich heiss ...)

> An die HF-Experten: Wäre 1/10 davon, also ca. 0.013 T realistisch ?

[foo (Gast)]

U. B. schrieb:
> (Die Spule würde wahrschenlich heiss ...)

Wie heiß hängt davon ab, wie dick der Draht ist. Wir wissen ja, dass 7A 
hindurchgehen.
Alternativ kann man auch dünnen Draht verwenden, wenn man mit 
Stromimpulsen arbeitet.

>An die HF-Experten: Wäre 1/10 davon, also ca. 0.013 T realistisch
Was hat denn HF damit zu tun?

>Ist die Spule relativ "flach", ist das Feld in der Mitte natürlich
>stärker (und besonders inhomogen), als bei einer auseinandergezogenen.
>Aber immer deutlich kleiner, als nach der Formel, ...

Das  verstehe ich nicht. Wenn das Feld stärker wird, wieso wird es dann 
kleiner?


>Wäre es eine "unendlich lange Spule", hätte man die Formel ...
Du brauchst nicht zu spekulieren, wie das bei kurzen Spulen aussieht, 
ich habe dir dafür ein paar Formeln angehängt.
Die Umrechnung von L auf B wird dir ja leicht fallen.

[Falk B. (falk)]

@Axel Schwenke (a-za-z0-9)

>B = \frac{\mu_0 \cdot N \cdot I}{l}

>Die einzige freie Variable ist die Länge l der Spule.

>Formeln siehe: Transformatoren und Spulen und
>https://de.wikipedia.org/wiki/Zylinderspule

Nur dass der OP alles andere als eine Zylinderspule hat. Das ist eher 
ein Kreisring, auch wenn es ein Quadrat ist. Die Formel dafür ist 
anders.

http://men39server.men39.wien.funkfeuer.at/lvane/js_code/loop/loop.html

[U. B. (Gast)]

>>An die HF-Experten: Wäre 1/10 davon, also ca. 0.013 T realistisch
>Was hat denn HF damit zu tun?

HF-Experten haben (auch) öfters mit Luftspulen zu tun ...


>>Ist die Spule relativ "flach", ist das Feld in der Mitte natürlich
>>stärker (und besonders inhomogen), als bei einer auseinandergezogenen.
>>Aber immer deutlich kleiner, als nach der Formel, ...

>Das  verstehe ich nicht. Wenn das Feld stärker wird, wieso wird es dann
>kleiner?

Soll heissen: Ein Verkürzen der Spule verstärkt zwar das Feld, aber eben 
nicht so viel, wie es die Formel für die "lange Spule" ausdrückt.


>Du brauchst nicht zu spekulieren, wie das bei kurzen Spulen aussieht,
>ich habe dir dafür ein paar Formeln angehängt.
>Die Umrechnung von L auf B wird dir ja leicht fallen.

Also:

Für die Flussdichte B und die Induktivität L einer (als Bsp. hier wieder 
langen) Spule gilt:

B=µ*H=µ*N*I/l  bzw.

L=µ*N²*A/l

Für die Induktionsspannung gilt ja:

U(ind)=dΦ/dt  bzw. U(ind)= Ldi/dt

Der Fluss Φ ist das Integral der Flussdichte B über den Querschnitt A.
Blöd dabei, dass bei einer nicht mehr "langen" Spule dieses B eben nicht 
mehr als const. (über A) angenommen werden kann.
Dann ist die Bestimmung von B aus L nicht ganz einfach:
ergo sind doch wieder HF-Experten gefragt ...