Weil ich auch danach gesucht hatte, und falls sonst jemand sucht:
Für den typischen Fall einer Zylinderspule, in die ein Eisen- oder
Ferritkern nur teilweise eintaucht, gibt es eine schöne Näherung für die
Kraft auf Kern und Spule:
mit
(Formel ist eine bessere Näherung für kurze Zylinderspulen als wenn nur
durch l geteilt wird)
Bedingungen:
- Die Spule ist im Wesentlichen eine Luftspule, d.h. ohne äußeres Joch
etc.
- der Kern befindet sich mit einem Ende im Spuleninneren, mit dem
anderen Ende zumindest weiter als einen Spulendurchmesser außerhalb der
Spule (sonst wird es ungenau)
- der Kern ist so geführt, dass er sich nur in Längsrichtung bewegt
- A ist der Querschnitt des Kerns, l und r sind Länge und Radius der
Spule, I der Spulenstrom und N die Windungszahl, µ0 die Permeabilität
des Vakuums, µr die relative Permeabilität des Kernmaterials
- der Kern ist weichmagnetisches Material mit µr deutlich größer als 1
(ansonsten noch den Faktor
hinzunehmen), ansonsten ist µr so ziemlich egal, d.h. ein Material mit
µr=1000 hat nur ungefähr 0,9% mehr Kraft als eins mit µr=100
- Wirbelströme und Ummagnetisierungsverluste im Kern sind
vernachlässigbar (d.h. entweder Gleichstrom, oder geblechter Kern, oder
nicht leitfähiges Kernmaterial