Flachspule mit Eisenkern

Gast #2593309
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Hallo,

kann jemand einschätzen in wie weit ein (ferromagnetischer) Eisenkern, 
in der Mitte einer Ringspule Auswirkungen auf die magnetische 
Flussdichte über dem Eisenkern hat?

Wird der Eisenkern bei dieser Geometrie stark dazu beitragen, dass die 
magnetische Flussdichte größer wird?

Viele Grüße
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Gast #2593344
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Der Wisch schrieb:
> Das ist zu undefiniert!
>
>
>
> Was heisst "stark"?

Das ist meine Frage. Ich kann gar nicht einschätzen, in wie weit die 
magnetische Flussdichte sich steigert. Von der Website 
http://expliki.org/wiki/Flachspule
habe ich die Abbildung, in der die Flussdichte solch einer Spule 
dargestellt ist. Die Flussdichte ist im Zentrum dieser Spule ja ohne 
Eisenkern schon in der Mitte sehr hoch. Kann man dann annehmen, dass der 
Kern im Zentrum dann die Flussdichte wirklich erheblich steigert?

Rechnen. Es gibt lediglich empirisch ermittelte Formel für die 
Induktivität solcher Spulen. Was kann man da rechnen. Simulieren könnte 
man denke ich.
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#2593637
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@  DP (Gast)

>kann jemand einschätzen in wie weit ein (ferromagnetischer) Eisenkern,
>in der Mitte einer Ringspule Auswirkungen auf die magnetische
>Flussdichte über dem Eisenkern hat?

Gar keinen. Denn die FLUSSDICHTE ist unabhängig vom Kernmaterial.

Siehe Transformatoren und Spulen.

Er beeinflußt bestenfalls die Permeabilität des Magnetvolumens, aka 
AL-Wert und damit die Induktivität.

>Wird der Eisenkern bei dieser Geometrie stark dazu beitragen, dass die
>magnetische Flussdichte größer wird?

Nö. ;-)

MfG
Falk
Gast #2593661
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Falk Brunner schrieb:
> Gar keinen. Denn die FLUSSDICHTE ist unabhängig vom Kernmaterial.

Nein, die magentische Feldstärke ist unabhängig vom Kernmaterial. Die 
Flussdichte ist sehrwohl abhängig vom Kernmaterial:
 Und H ergibt hängt einfach direkt vom Strom ab. Je größer \mu_r, desto 
größe ist B und damit die Stärke des Magnetfeldes um den Kern.
Persönliche Seite #2593684
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DP schrieb:
> Hallo,
>
> kann jemand einschätzen in wie weit ein (ferromagnetischer) Eisenkern,
> in der Mitte einer Ringspule Auswirkungen auf die magnetische
> Flussdichte über dem Eisenkern hat?
>

FEMM.


> Wird der Eisenkern bei dieser Geometrie stark dazu beitragen, dass die
> magnetische Flussdichte größer wird?
>

Ist das eine akademische Frage? Weil, die Anordnung macht aus 
technischer Sicht wenig Sinn. Die Kopplung der äußeren Windungen ist 
schlicht schlecht zum innenliegenden Kern! So eine Flachspule OHNE Kern 
gabs früher als Empfänger für Radios. Geschätzt vor 3 
Menschengenerationen. Hatten halt hohes Q. Ferrite waren noch nicht 
erfunden.
Gast #2593874
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Ja, angenommen ich habe auf einer Leiterplatte solch einen Klecks 
ferromagnetischem Material. Um dieses Klecks lasse ich solch eine Spule 
laufen.

Eine Spule mit der selben Bauart aber ohne den Ferrit-Klecks platziere 
ich auf der anderen Seite der Platine. Durch beide Spulen lasse ich den 
gleichen Strom fließen. Wenn ich jetzt mit einer Hall-Sonde über die 
Spulen fahre, dann messe ich über der Spule mit Ferrit-Kern doch eine 
größere magnetische Flussdichte. Und jetzt würd mich interessieren, in 
wie weit sich die Flussdichte verändert.

Und weiter würde mich interessieren, ob man auf diesen Weg auch die 
Qualität des "Klecks aus ferromagnetischem Material" messen kann - gut - 
oder ganz schlecht z.B.

Ja, mit FEM könnte man weiterkommen.
Gast #2594243
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Nein, Kein scherz. Ich moecht Im Ernst wissen, ob man mit solch einem 
aufbau rueckschluesse auf die permeabilitaet dieses eisenkerns 
schliessen kann! mein argument ist eben, dass der flussdichte in der 
mitte eh schon maximal ist. Durch den kern wird sie dann noch staerker 
konzentriert werden. Oder was?
Gast #2594311
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Beim Kern ist die Form des Kerns wichtiger als die Form der Spule drum 
herum. Bei dem wohl runden Kern ist die wichtige Größe das Verhältnis 
aus Durchmesser und Länge.

Bei einem vermutlich eher kurzen bzw. flachen Kern wird man nicht 
besonders viel über die Eigenschaften des Kerns herausbekommen. Die 
wirksame Verstärkung der Induktion (B-Feld) ist dann eher durch den 
Entmagnetisierungs -Faktor als durch das Material bestimmt.

Man kann damit ggf. noch unterscheiden ob das Material eine rel. 
Permeabilität von 1 oder 1,5 hat. Über etwa 5 wird sich da aber kaum 
noch was ändern.

Bei der Form der Spule wird man sich auch im Wesentlichen bei eher 
kleinen Feldern weit weg von der Sättigung bewegen. Eher hat man das 
Problem überhaupt die Koerzitivkraft zu überwinden.
#2594712
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@  DP (Gast)

>> Gar keinen. Denn die FLUSSDICHTE ist unabhängig vom Kernmaterial.

>Nein, die magentische Feldstärke ist unabhängig vom Kernmaterial. Die
>Flussdichte ist sehrwohl abhängig vom Kernmaterial:

>B=\mu_0 \mu_r H

Jain. Ich war gedanklcih auf einem anderen Dampfer, nämlich bei Trafos 
;-)

http://www.mikrocontroller.net/articles/Transformatoren_und_Spulen#Energiespeicherung_in_Magnetkernen

Wenn man eine Spule an (Wechsel)spannung betreibt, also eine konstante 
Spannung-Zeitfläche anlegt, so ist die Flussdichte tatsächlich konstant. 
Betreibt man die Spule aber mit konstantem Strom, steigt bei höherem µr, 
sprich Eisenkern, die Flußdichte.

> Und H ergibt hängt einfach direkt vom Strom ab.

Der ist aber bei konstanter Spannungs-Zeit-Fläche und höhere 
Induktivität (Eisenkern) KLEINER!

MfG
Falk
#2594722
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@  DP (Gast)

>gleichen Strom fließen. Wenn ich jetzt mit einer Hall-Sonde über die
>Spulen fahre, dann messe ich über der Spule mit Ferrit-Kern doch eine
>größere magnetische Flussdichte.

ja.

> Und jetzt würd mich interessieren, in wie weit sich die Flussdichte
> verändert.

Ist nicht so einfach zu berechnen, entweder messen oder FEM.

>Und weiter würde mich interessieren, ob man auf diesen Weg auch die
>Qualität des "Klecks aus ferromagnetischem Material" messen kann - gut -
>oder ganz schlecht z.B.

Je nach Aufwand in der Auswertung, ja. Letztendlich ist es eine 
Induktivitätsmessung. Sowas ist bekannt und machbar. Durch deine 
Geometrie ist aber der Einfluß des Kerns auf die Induktivität eher 
klein.

MFG
Falk

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