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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Dimensionierung eines Elektromagneten


Autor: Bernhard (Gast)
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Hi,

kennt jemand ein Skriptum, wo die Dimensionierung eines Elektromagneten 
erklärt wird? Ich hab mir bereits den Wikipedia Artikel zum 
Elektromagnetismus durchgelesen, aber irgendwie ist mir das zu wenig. 
Ich hätte gerne eine etwas ausführlichere (praxisbezogene) Erklärung. 
Hat jemand einen Tipp?

Autor: Michael Lenz (hochbett)
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Hallo Bernhard,

letztlich schaust Du Dir dazu den "magnetischen Kreis" an, berechnest 
die magnetische Energie im Luftspalt und verwendest das Prinzip der 
differentiellen Arbeit.

F = dE(Spalt)/dl  (l: Länge des Spaltes)

Gruß,
  Michael

Autor: Dr.Seltsam (Gast)
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Keine Ahnung, ob dieses Programm etwas taugt, aber hier kann man die 
Kraft eines Elektromagneten berechnen:

http://www.daycounter.com/Calculators/Magnets/Sole...

Zur Auslegung würde ich allerdings von der benötigten Kraft und dem 
Hubweg ausgehen und danach einen Elektromagneten aussuchen. Die 
Hersteller geben in ihren Datenblättern imho immer Kraft-Weg Diagramme 
für unerschiedliche Ströme an.


Gruß
Dr.Seltsam

Autor: Bernhard (Gast)
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@Michael: Könntest du das vielleicht ein wenig näher erläutern? So ganz 
kapier ich das nicht.

@Dr. Seltsam: Danke, schau ich mir an.


Ich hab jetzt selbst ein bisschen mit ein paar Formeln, die ich im 
Internet gefunden habe, experimentiert. Ist die berechnete Kraft jetzt 
die Haltekraft oder die Zugkraft? Oder totaler Schwachsinn?

Autor: Bernhard (Gast)
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Achja, vielleicht noch etwas zum Aufbau des Magneten - ich hab mir 
folgendes vorgestellt:
Ich möchte um einen Ferrit-Stab einen Draht wickeln und daraus einen 
Elektromagneten bauen. Also vom Prinzip her so wie der 
Mini-Elektromagnet, den man mit einem Nagel, einem Drahtstück und einer 
kleinen Batterie bauen kann.
Einen solchen Elektromagneten möchte ich gerne dimensionieren.

Autor: Bastl (Gast)
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>Ist die berechnete Kraft jetzt
>die Haltekraft oder die Zugkraft? Oder totaler Schwachsinn?
Es wäre gut, wenn du auch die Zwischenschritte der Rechnung angibst.
Als Haltekraft bezeichnet man die Kraft, die ausgeübt wird, wenn der 
Gegenstand den kleinstmöglichen Abstand zum Magneten hat, der Luftspalt 
also nicht kleiner werden kann, weil z.B. ein Stück Plastik das 
verhindert.
Somit kriegst du aus der allgemeinen Formel die Haltekraft raus, wenn du 
den kleinstmöglichen Luftsplat angibst.
Eine allgemein Formel, die ich hergeleitet habe lautet:
F=N²*I²*uo*A/(2*l²)
Die Formel ist stark vereinfacht, sie berücksichtigt keine Sättigung und 
geht davon aus, dass der Luftspalt sehr klein und das ur des 
Magnetmaterials sehr groß ist.
Man kommt darauf, indem man die magnetische Energie in einem Volumen V = 
A*l in Luft berechnet und dann wieder nach l ableitet. Siehe Beitrag von 
Michael.
Das l ist übrigens der Luftspalt mal zwei, da der magentische Kreis an 
zwei Stellen durch den Spalt unterbrochen ist.

Bastl

Autor: Bernhard (Gast)
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Ich hab die Formel von der folgenden Seite übernommen: 
http://www.8ung.at/elektrotechnik/AM/1w.htm

Was ich aber nicht ganz kapiere: Der Autor schreibt dort, dass er auf 
die Zahl 40 kommt, indem er durch die doppelte magnetische Feldkonstante 
dividiert.
Ich hab das jetzt nachgerechnet und komm da auf einen Faktor von ca. 
400000

Weiß wer wo der Hund begraben ist?

Autor: Bernhard (Gast)
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Aha, in diesem Thread 
http://www.uni-protokolle.de/foren/viewt/134275,0.html
wird gar mit der Formel F = 4B²*A gerechnet.
Wie kommt derjenige auf den Faktor 4? Oder warum Faktor 40?

Autor: Bastl (Gast)
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Woher deine Werte kommen, weiß ich immer noch nicht, aber egal.
Die verlinkte Seite beschreibt den Fall eines Leiters im Magnetfeld. Das 
ist etwas anderes. Die allgemeine Formel hat Michael schon angegeben.
Die Formel von mir beschreibt, wie stark eine Ferritkernhälfte ein Stück 
Eisen oder eine andere Kernhälfte anzieht, wenn der Spalt sehr klein 
ist. Vielleicht kannst du was damit anfangen...

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