Hallo Forum, Wie kann ich das Magnetfeld einer Luftspule stärker machen ohne das ich etwas an der Spule ändern muss. Daten der Spule wären - ca. 90 Windungen - 1,5 Ohm Widerstand - 0,8 mm Draht - Duchmesser 50 mm An diesen Daten kann ich nichts ändern. Das Ding erzeuget bei 3A eine Magnetfeld von 0,5 Tesla. Wird das ganze mit Wechselstrom oder gepuslter Spannung größer? Wenn mir da jemand helfen könnte wäre das super. Grüßle Sebastian
gast wrote:
> die kannst versuchen die Physik zu ändern.
Ist das sinnvoll??? Oder nur ein Doofer Einwurf...
Das ich die Physik nicht ändern kann weiß ich auch, aber vielleicht kann
man noch was optimieren....
Falls das mir der Physik nicht hinhauen sollte, bleibt nur eins: Rauf mit dem Strom, denn nur der bestimmt die Feldstärke. Letztlich wirst Du da mit der Kühlung der Spule in Bedrängnis kommen, aber sonst...
Hallo Sebastian, was hast Du denn vor?? Das Magnetfeld hängt ziemlich linear vom Strom und quadratisch von der Windungszahl ab, also schade, daß Du die Spule nicht weiter verändern kannst. Wenn der Strom schon durch den Spulenwiderstand begrenzt ist, macht es Sinn, die Spannung zu erhöhen ;-) Gruß Volker
Woher hast du die 0.5 Tesla? Errechnet? Gemessen? Geschätzt? Momentan setzt du ja nur 13.5 Watt um - die Spule kann ja noch nicht all zu heiß werden oder? Also mehr Strom bis es glüht ;-)
Volker X. wrote: > Hallo Sebastian, > was hast Du denn vor?? Ich möchte mit Hilfe dieser Luftspule einen Permanentmagneten bewegen. Volker X. wrote: > Das Magnetfeld hängt ziemlich linear vom Strom und quadratisch von der > Windungszahl ab, also schade, daß Du die Spule nicht weiter verändern > kannst. Ein paar Windungen bekomm ich vielleicht noch darauf, bin Baulich ziehmlich stark begrenzt. Lupin wrote: >Woher hast du die 0.5 Tesla? Errechnet? Gemessen? Geschätzt? Die 0,5 Tesla sind gemessen. Lupin wrote: >Momentan setzt du ja nur 13.5 Watt um - die Spule kann ja noch nicht all >zu heiß werden oder? Also mehr Strom bis es glüht ;-) Das mit dem mehr Strom ist so einfach gesagt... Ich habe nicht soviel zu verfügung... Also Netzteiltechnisch. Edit: Eisenkern ist Prinzipiell möglich nur hab ich dann das Problem das der Permanentmagnet an dem Esen hafte... Hab ich vorher nicht erwähnt :-) Was würdet ihr sagen was ich an Leistung in die Spule stecken kann? Bringt es auch was wenn ich die Spannung erhöhe? Ich dachte nur der Strom bringt bei dem Magnetfeld was.
Hallo Sebastian, Volker hat es schon erklärt, wenn keine weiteren strombegrenzenden Bauteile in den Stromkreis der Spule eingesett sind, begrenzt nur der Wicklungswiderstand der Spule den Strom. Soll dieser größer werden, dann musst Du zwangsläufig die Spannung erhöhen. Bis wohin ? Also maßgeblich wird der zulässige Strom wohl durch den Querschnitt deines Wicklungsdrahtes sowie der aufgebrachten Isolierung begrenzt. Im Zweifel musst Du das testen. --> Wenn zu heiß --> nix gut... Gruß Strabe
@Volker X.
>Das Magnetfeld hängt ziemlich linear vom Strom und quadratisch von der
Windungszahl ab
Aua?
@Sebastian Maile
Du hättest für die Wicklung besser Kupfer benutzen sollen. Laut Deinen
Angaben hätte Deine Spule dann nämlich nur 0.5Ohm Widerstand ;-)
wenn Du das Ding irgendwie kühlen kannst, dann kannste auch die Spannung/Strom noch entsprechend erhöhen (Vielleicht Wasserkühlung irgendwie?). Aber egal - Du hast ja nicht mehr Strom zur Verfügung, wie Du sagtest ....
Es gibt sonst noch Magnetfeld Turbobooster Tropfen aus Drachenblut...
Hallo, bist Du sicher mit den 0,5T? Bei einer Spulenhöhe von 25mm halte ich ca. 5mT mitten in der Spule für realistisch. Grüße Peter
Hi Peter 0.5Tesla Induktion ist bei einer Luftspule dieser Art nicht möglich. Das ist schon eine recht stattliche Induktion. Ebensowenig folgt die magnetische Feldstärke H und damit die Induktion B der Windungszahl quadratisch. Aber das ist zunächst ohne Bedeutung Wenn sich der maximale Strom wegen dem NT nicht erhöhen lässt und auch die Windungszahl sowie Permeabilität invariant sind dann wird die Luft dünn. Bleibt die Geometrie der Spule B ist umgekehrt proportional zu sqrt(4r² + l²) Somit muss (4r² + l²) zum Minimum werden.
@ Hypergast. Aua? Es ist schön, daß Du uns zeigst, wie klug Du doch bist. Läßt es Dein Intellekt auch zu uns eine Freude zu machen und die richtige Formel hinzuschreiben. Nur meckern alleine hilft wenig, wenn man es doch so deutlich besser weis. Ich kann die Formel leider nicht korrigieren ;-(
Also 0.5 Tesla halte ich bei einer Luftspule dieser Abmessung schon für realistisch bei 3 A Spulenstrom. Ich hab eine ähnliche Spule in FlexPDE und wenn ich durch die 3 A jage bekomme ich Flussstärken von bis zu 0.8 Tesla. Mit den genauen Geometriedaten der Spule könnte ich mal eine Simulation dazu machen.
@Gregor das ging ja nicht an Dich, sondern an den Volker, der hatte die gewagte Behauptung aufgestellt und das tut halt ein wenig weh. Also alles nur halb so schlimm ;-) Fakt ist, dass die Induktivität der Spule proportional zum Quadrat der Windungszahl ist, nicht aber die Feldstärke. Diese ist einfach proportional zur Windungszahl.
Für eine lange Spule(l>>r) kann die Formel mit H = I*N/l angenähert werden. Die Feldstärke wird dann im inneren als konstant angenommen. Egal, die genannte Spule wird sicher nicht 0.5T entwickeln. 0.5T ist recht viel. Ich bezweifle das die Spule 0.5mT erreicht... MFG
Achja so uns mal die genauen Abmessungen, dann können wie ja Bmax ausrechnen...
>Wird das ganze mit Wechselstrom oder gepuslter Spannung größer?
Ja. Falls die Geometie fest ist, kein Eisen gewuenscht ist, die Leistung
auch fest ist, so kann man nur noch mit der Ansteuerung was machen.
Gepulster Betrieb bringt in Sachen Feld definitiv was. Falls man mit
einem Dutycycle von 0.001 arbeitet, dh 1ms pro Sekunde, so kann man den
Strom 1000Fach anheben, somit auf 3kA. Bei 1.5 Ohm Gleichstromwiderstand
wird dazu nur 4.5kV plus etwas mehr fuer die Induktivitaet benoetigt.
Fuer 0.5 Tesla, denke ich wird man Eisen benoetigen.
ccc wrote: > Gepulster Betrieb bringt in Sachen Feld definitiv was. Falls man mit > einem Dutycycle von 0.001 arbeitet, dh 1ms pro Sekunde, so kann man den > Strom 1000Fach anheben, somit auf 3kA. Wo kann ich so was nachlesen? Literatur? Also das mit den 0,5 T stimmt, hab es jetzt 3 mal nachgemessen und von nem Kollege ablesen lassen. Das Passt. Hab auch eine Kontrollmessung mit einem Permanentmagneten mit bekannter Feldstärke gemacht.
Wie gesagt, gib mal eine genaue Geometriebeschreibung. Halte ich für durchaus möglich 0.5 T zu erhalten bei einer Luftspule. Die Geometrie geht aber auch sehr stark in das Feld ein.
Lasst uns das mal rechnen. Das H Feld ist das Linienintegral entlang dem Leiter. Der Einfacheit halber eine planare Spule, im Zentrum... Danach, noch das 4*pi*10-7 fuer das u0, und fertig ist.
@ Gregor: nett formuliert, Danke ;-) @ Hypergast: Stimmt, die Feldstärke war gesucht, nicht die Induktivität... hab' mich in der Eile vertan, auch wenns wirklich eindeutig sein sollte;-( Das "Aua" hat uns nicht weitergebracht, Deine Korrektur hingegen schon... Jetzt mal wieder was produktives ;-) @ CCC: Ich habs so verstanden, daß der Strom durch den ohmschen Anteil der Luftspule begrenzt ist, also muß auf jeden Fall die Spannung angehoben werden. Muß der Permanentmagnet nur mit einem kurzen "Ruck" bewegt werden? Dann kannst Du wirklich auf einen Impulsbetrieb mit deutlich höheren Spannungen gehen. Ich denke die genaue Applikation haben wir immer noch nicht verstanden. Wie schwer ist denn Dein Magnet, welchen Weg muß er bewegt werden, was genau ist Deine Anwendung? Wenn Du von uns nicht nur "interessante" Kommentare hören willst, wird Dir wohl nichts anderes übrig bleiben, als mit den Details herauszurücken.
Volker X. wrote: > Muß der Permanentmagnet nur mit einem kurzen "Ruck" bewegt werden? Dann > kannst Du wirklich auf einen Impulsbetrieb mit deutlich höheren > Spannungen gehen. der Permanentmagnet soll schon relativ Konstant gewegt werden, ohne größeres rucken. Volker X. wrote: > Wie schwer ist denn Dein Magnet, welchen Weg muß er bewegt werden, was > genau ist Deine Anwendung? Der Magnet wigt 10g. Er soll einen Weg von 100mm zürucklegen. Zu der Genauen Anwendung kann ich jetzt nicht alles sagen wäre eine 500 seitge Ausarbeitung. Aber ich kann so viel Sagen das es eine Art Linearantieb ist der sehr schnell seine Position ändern kann
Ja. die 0.8mm Drahtstaerke sind nicht so ueppig. 2mm waere besser.
""Für eine lange Spule(l>>r) kann die Formel mit H = I*N/l angenähert werden. Die Feldstärke wird dann im inneren als konstant angenommen. Egal, die genannte Spule wird sicher nicht 0.5T entwickeln. 0.5T ist recht viel. Ich bezweifle das die Spule 0.5mT erreicht... "" Hi Fralla Den möcht ich sehen der aus dieser winzigen Spule bei lausigen 3A Strom eine Induktion von 0.5T herzaubert. Die genaue Formel für B ist: B = u N I/sqrt(4r² + l²) Bei 3A, 100 Windungen und r = 50mm liegt das irgendwo bei mT. Das bei l = Null!!! Real mit l = so und so wird das WENIGER! Bei 300A reden wir wieder darüber aber da dürfte die Spule bereits die Engel singen gehört haben. Um einmal mit solchen Utopien aufzuräumen.. Ein Bruto-Dauermagnet bringt so 2T auf die Flächen, Die stärkste künstlich auf der Erde je erzeugte Induktion war so 50T. Da knallen sie dann gepulste 1000A auf Monsterspulen mit Drahtquerschnitten mit denen man einen Elefanten erschlagen könnte. Aber vielleicht wurde auf einem Magnetar gemessen. HildeK hilf.
moin auch ich halte die 0,5T für zu viel weil ich vor einem Jahr mal eine gerechnet und gebaut habe bei 162Wdg draht 1mm 20 lagen und 10 mm breite (ich hab dann voll gewickelt also sind ein paar mehr windungen) ergibt das ein feld von 1 Tesla, wenn 110A fliesen. Induktivität war 884µH; bei 127V; R spule 0,422 Ohm so ich hatte das glück das ich 1ms An und 99ms Aus hatte und trotzdem is mir das ding nach 3 minuten um 60K wärmer geworden. du hast da irgendwo ein rechenfehler sowie ein Messfehler. schön simulieren lässt sich sowas mit Quickfield. der rest is klassisches rechen was man auch mit excel machen kann. und immer drann denken immer schön niederohmig bleiben Bacu
tschuldigung falsch in den Aufzeichnungen abgelesen inennradius 10mm, nicht breite die ergibt sich ja =4*10^-7*PI()*A75*C75/WURZEL((R75)^2+(E75*2)^2)*1000das muss man in excel eingeben windungen diam. strom lagen radius n mm A n mm wenn man in spalte A bis E folgende Eingabewerte hat
hab gerade am objekt gemessen is wirklich radius ach ja spulenlänge also oben in der formel wird noch wert R75 verwendet der berechnet sich aus =SIN(BOGENMASS(20))*E75*5/2 mein Ausgang ist eine kurze spule daher geht dort die länge nicht ein weil die länge kleiner als der radius ist l=8,5 R=10 ansonsten muss man ne andere formel nutzen. wer es sehr genau braucht berechnet das ganze dach Biot-Savart.
nochmal vertan natürlich geht die länge ein, deswegen ja auch der R75 wert. naja schon lange nicht mehr rein geschaut
Biot-Savart ist ja nur ein schnelles Linienintegral. Quasi eine Kopfrechnung.
Näherung, "lange Luftspule": H = N * I/l B = µ * H = µ * NI/l mit N*I = 270A, und der Spulenlänge l=0,02m erhält man: B = 4 Pi * 10^(-7) Vs/A/m * 270A / 0,02m = 0,017 Tesla
Hallo Sebastian, > Wie kann ich das Magnetfeld einer Luftspule stärker machen ohne das ich > etwas an der Spule ändern muss. > Daten der Spule wären > - ca. 90 Windungen > - 1,5 Ohm Widerstand > - 0,8 mm Draht > - Duchmesser 50 mm Ganz ohne Änderung geht es nicht. Du kannst: 1) die Spule kurzer machen bei gleicher Windungszahl, 2) den Strom erhöhen, 3) die Windungszahl erhöhen und 4) das magnetische Material verändern 3) und 4) willst Du nicht ändern, also mußt Du 1) oder 2) ändern. Gepulste Signale helfen nichts. Du solltest vielleicht noch sagen, was Du erzeugen willst. Ich vermute, ein Gleichfeld. Gruß, Michael
So ohne weiteres sind die 0,5 T nicht zu erreichen. Wenn man die Spule nicht verändern will, wäre der realistischste Ansatz einen großen magneten drumrum zu bauen der dann die 0,5 T bringt. Die kleine Spaule kann man dabei vernachlässigen. Alternativ könnte man auch so weit kühlen das die Spule supraleitend wird. Wenn man Glück hat verträgt sie dann genug Strom. Für den Antrieb sollte man die Form des Magneten anpassen und da wo das feld des Magneten ist, möglicht viel Strom durchschicken. Was wesenlich weiter weg ist als die Abmessungen des Magenten hilft ohnehin nicht viel.
ccc wrote: > Gepulster Betrieb bringt in Sachen Feld definitiv was. Falls man mit > einem Dutycycle von 0.001 arbeitet, dh 1ms pro Sekunde, so kann man den > Strom 1000Fach anheben, somit auf 3kA. Bei 1.5 Ohm Gleichstromwiderstand > wird dazu nur 4.5kV plus etwas mehr fuer die Induktivitaet benoetigt. Irrtum ! Bei 1000-fachem Strom bekommst Du die 1.000.000-fache Pulsleistung (13,5 MW), was bei 0.001 Duty im Mittel immer noch die 1000-fache Verlustleistung bedeutet, also 13,5 kW. Dazu kommen noch die Verluste wegen des Skin-, und Proximity-Effektes. Die Spule wird also verdampfen. Jörg
Hi Kenner Deine Rechnung ist korrekt ohne den Durchmesser zu berücksichtigen der nochmals die Teslas deutlich drückt und wird nun wohl hoffentlich diesen Unsinn der 0.5T bereinigen. Die bereits angesprochenen 5mT kommen etwa hin. Da mit allen heute verfügbaren, technischen Möglichkeiten 50T in tonnenschweren Vorrichtungen als Maximum erzielt werden ist kaum anzunehmen dass das Spülchen 0.5T aufbringt. An Jörg Gräbt man weiter kommt man zu den "destruktiven" Methoden bei denen Teslawerte von deutlich über 50 erzielt werden (1000 aufwärts). Kurze Strompulse im hohen KW-Leistungs-Bereich verbrennen die Spule und die dabei auftretenden Magnetfelder geraten deutlich über 50T. Nur Magnetare, Neutronensterne und Laser sind besser.
Bei der Flußkompression wird eine SPule mit einem hohen Pulsstrom betrieben und zusätzlich kurz danach mit Hilfe von Sprengstoff die Spule von außen zusammen gedrückt. Dadurch wird das Feld aus der ursprünglich großen Spule auf einen kleineren Durchmesserzusammengedrückt. Allerdings ist das eine ziehmlich destuktive Methode. Bei den anderen Soulen, die nur für einen Puls gedacht sind, wird die Spule in der Regel auch nicht geschmolzen oder verdampft, sondern die Spule zerplatzt/erreißt einfach auf Grund der magnetischen Kräfte. Die magentischen Kräft sind auch bei andernen großen Magneten nicht zu vernachlässigen. Man kann übrigens auch bei kleinen Abmessungen ein großes Feld erzeugen. An der Oberfläche eines Leiters mit 0.1 µm Durchmessers durch die 250 mA Strom fließt hat man man immerhin schon rund 1 T. Durch die gute Kühlung ist das bei Chips durchaus machbar, wenn auch nicht unbedingt im Dauerbetrieb.
geht doch mal vompulsen weg... das bringt doch für diesen Anwendungsfall garnix
Das entscheidene ist, dass ein Kupferrohr zusammengedrückt wird, wo der Fluß nicht aus kann. Das Rohr bewegt sich (schnell, wegen explosion) im Mganetfeld und daher wird ein Strominduziert. Kann man aber überall nachlesen. Ich glauch einfach nicht, das sie genannte Spule 0.5T macht. Womit gemessen? MFG
""Ich glauch einfach nicht, das sie genannte Spule 0.5T macht."" Nicht einmal 50mT!
Also mit den Angaben hier macht die nur sowas um die 18 mT wenn sie 20 mm lang ist
Thread beobachten
Seitenaufteilung abschaltenBitte melde dich an um einen Beitrag zu schreiben. Anmeldung ist kostenlos und dauert nur eine Minute.
Bestehender Account
Schon ein Account bei Google/GoogleMail? Keine Anmeldung erforderlich!
Mit Google-Account einloggen
Mit Google-Account einloggen
Noch kein Account? Hier anmelden.