Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Magnetbahn mit Ferittkerne als Antrieb


von Martin L. (Firma: Ausbildung) (elektropraktiker2015)


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Hallo zusammen
Ich bin neu hier:)
Ich brauche ein paar Tips für den Unterricht.
Ich mache eine Elektro Ausbildung als Elektropraktiker:)

Ich möchte ein Modell bauen, eine sogenante Schwebebahn.
Ich möchte verschiedene Feritt Kerne (E Kerne) aneinander kleben die
jeder Kern einzel mit Isoliertem Kupferdraht bespult wurden.
und so den Antrieb der Bahn erzeugen!
Ich hatte gehört, sodass wenn man eine spule wickelt ein Magnetfeld 
entsteht.

Könnte Mir jemand einen Tip dazu geben? Und ist es überhaubt möglich?
Dazu kommt noch das schweben der bahn.
Ich möchte eher ein kleines Modell baune, ev. zuerst auch nur eine 
sogenatte Teststrecke!

Wäre es ev. auch möglich statt Ferittkerne zu nehmen ev. auch Schrauben 
als Spulenhalter zu nehmen?

: Verschoben durch Moderator
von ths (Gast)


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http://www.transrapid.de/cgi-tdb/de/basics.prg

Allerdings ist mir bisher entgangen, dass beim Wickeln von Spulen 
Magnetfelder entstehen.

von MaWin (Gast)


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Martin Lüthi schrieb:
> Und ist es überhaubt möglich?

Nein.

Nur durch Magnetfelder alleine kannst du nichts zum Schweben bringen 
(ausser diamagnetisches).

Du brauchst eine aktive elektronische Regelung, vorne hinten links und 
rechts, also 6 Punkte, und dazu natürlich eine Abstandserfassung.

Im Deutschen Museum München fährt ein Magnetbahnschwebemodell. Kannst ja 
gucken, wie die das bauen.

Während die Regelung noch einfach ist, schwebende Kugeln werden hier 
ständig gebaut, ist die Energieversorgung des Waggons ein Problem. Kabel 
dran ist uncool.

von MrPeak (Gast)


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Martin Lüthi schrieb:
> Ich mache eine Elektro Ausbildung als Elektropraktiker:)

Voll gut!

> Ich möchte ein Modell bauen, eine sogenante Schwebebahn.

Für deinen Chef wirst du das garantiert nicht bauen, also willst du das 
als Hobby von deinem Azubi-Gehalt finanzieren... voll schlecht! Wenn du 
schon Geld in die Hand nehmen willst, dann bau lieber was sinnvolles: 
CNC-Fräse, 3D-Drucker, etc.

von Harald W. (wilhelms)


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ths schrieb:

> http://www.transrapid.de/cgi-tdb/de/basics.prg

> Allerdings ist mir bisher entgangen, dass beim Wickeln von Spulen
> Magnetfelder entstehen.

Durch Bewegung entsteht Strom. Du musst nur schnell genug wickeln.
:-)

von Simpel (Gast)


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> Allerdings ist mir bisher entgangen, dass beim Wickeln von Spulen
> Magnetfelder entstehen.

Immerhin entsteht duch die Bewegung eines Leiters im Erdmagnetfeld eine 
Spannung. Wenn du schnell genug wickelst könnten Blitze entstehen, die 
dann wiederum ein Magnetfeld erzeugen... ;-)

von Simpel (Gast)


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Ausserdem:
Alleine durch die zirkulare Bewegung des Drahtes im Erdmagnetfeld 
entstehen in diesem elektrische Wechselfelder durch Ladungsverschiebung 
und somit auch ein magnetisches Wechselfeld... :)

Fazit: Der TO hat physikalisch betrachtet recht..

von Benjamin M. (benjamin_m50)


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Ich würde mir mal das Konzept einer Railgun anschauen

https://de.wikipedia.org/wiki/Railgun

oder die Funktion von Magnetschwebebahnen allgemein:

https://de.wikipedia.org/wiki/Magnetschwebebahn#Antriebsarten

von Martin (Gast)


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Das Konzept einer Railgun wäre doch
Eine sehr gute Lösung sodass man
Eine Magnetbahn als Modell
Bauen könnte???
Das einzige wo man ja braucht,
Ist eine schienenführung???
Oder könnte man auch spulen verwenden???
Hat jemand eine gute Anleitung
Oder Idee???

von Boris O. (bohnsorg) Benutzerseite


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Martin schrieb:
> Das Konzept einer Railgun wäre doch
> Eine sehr gute Lösung

Das nur begrenzt und zwar nur solange das Geschoss den Stromkreis 
schließt. Die Beschleunigung geht auch ziemlich schnell von statten und 
dann wird es urplötzlich eine Flugbahn und keine Fahrt.

Im Prinzip bedarf es eines hohen Stromes durch eine besondere 
Leiterschleife. Sie besteht aus zwei parallelen Leiterstücken. In den 
Zwischenraum passt das metallische exakt hinein. Fließt nun Strom durch 
die mit dem Geschoss geschlossene Leiterschleife, wird durch die 
induktiven Kräfte das bewegliche Leiterstück abgestoßen. 
(Rechte-Hand-Regel bestimmt die Flugrichtung in Abhängigkeit von der 
Stromrichtung.)

Kondensatorbatterie, Leistungselektronik, Video-Kamera (für die 
Zeitlupe).

: Bearbeitet durch User
von Harald W. (wilhelms)


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Martin schrieb:

> Eine Magnetbahn als Modell
> könnte man auch spulen verwenden???
> Hat jemand eine gute Anleitung

Nun, das Funktionsprinzip wird sicherlich hundertfach im INet
erklärt. Das Problem ist, das man für die Bestromumg der Spulen
eine aufwändige Regelungstechnik benötigt. Der Vortrieb ist
dagegen eher einfach (Drehstrom-Asynchron-Motor).

von Martin (Gast)


Angehängte Dateien:

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Danke an alle die Mir geschrieben
Haben:)
Hatte heute Elektrotechnik,
Wir mussten Ferrit Spulen wickeln:)
Der Lehrer möchte das wir eine Art
Schwebebahn bauen.
Wie ist es, was muss ich machen,
Sodass wenn ich mehrere solcher
Spulen aneinander klebe und nacher
Das ganze aneinander verlöte
( Seriell)
Nacher ein Blätchen oben drauf
Und es sollte je nach dem nach vorne fahren.
Wie ein Linearmotor.
Man könnte so doch eine Modell Bahn
Bauen????
Die Einzelnen spulen erzeugen doch
Ein Magnet oder wenn Strom durch die Spulen fliest.
Bitte  um Ideen und Anleitungen:)

von Martin (Gast)


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Findes schade das mir niemand eine
Gute Idee oder Tipp in Worte
Geben könnte.
Zum Glück wurden die anderen
Primitiven Kommentare gelöscht.

Sende nochmals ein Foto,
Vielleicht bekomme ich gute
Infos:)

Möchte eine Bahn bauen die ev.
Auch so mit einer Kern spulen Strasse (Schiene) fährt.

Was ich merke, wenn ich eine
Feritt E Kern spule mit Strom
Ca. 12 Volt anschliesse ,
Wird ja ein Magnet erzeugt.
Könnte man nicht so eine
Bahn bauen???

von nicht "Gast" (Gast)


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Was auch immer du konsumierst: Lass' es bleiben!

von Martin (Gast)


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?????

von Max M. (vcc)


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Warum soll es immer eine Magnetschwebebahn sein?

Wieso nicht ausnahmsweise mal eine Magnetschwebeschiff?
Oder ein Magnetschwebeflugzeug?

von Harald W. (wilhelms)


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Martin schrieb:

> Findes schade das mir niemand eine
> Gute Idee oder Tipp in Worte
> Geben könnte.

Ich würde sagen, Du überschätzt deine Kenntnisse und unterschätzt
den Aufwand für eine Magnetschwebebahn. Schlieslich haben daran
eine ganze Schar von Ingenieuren jahrzehntelang gearbeitet. Du
kannst ja mal probieren, einen kleinen Globus aus Eisebblech zum
Schweben zu bringen. Wenn Du das schaffst, hättest Du schon mal
einen Anfang für Deine Magnetschwebebahn.

: Bearbeitet durch User
von Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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Martin schrieb:
> Der Lehrer möchte das wir eine Art Schwebebahn bauen.
> Wie ist es, was muss ich machen
Ja, offensichtlich "eine Art Schwebebahn". Auf jeden Fall verlangt das 
euer Lehrer.

BTW: ich habe diese technische Frage mal aus dem Forum Ausbildung&Beruf 
heruas verschoben. Ich war allerdings kurz geneigt, als Ziel /dev/null 
zu wählen...

von Harald W. (wilhelms)


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Martin Lüthi schrieb:

> Ich möchte ein Modell bauen, eine sogenante Schwebebahn.

Wie wärs denn damit?
https://de.wikipedia.org/wiki/Wuppertaler_Schwebebahn

von Harald W. (wilhelms)


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Lothar Miller schrieb:

> Ich war allerdings kurz geneigt, als Ziel /dev/null zu wählen...

:-)

von Jojo S. (Gast)


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es gibt noch eine einfache Variante, wurde mal in der Heise Hacks/Make 
vorgestellt, das original ist aber wohl von hier:
http://hackaday.com/2014/12/04/amazing-sciences-simple-electric-train/

von Basti (Gast)


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Sicherlich ist das Projekt etwas groß für eine Neuling. Mach dir erstmal 
über die Physik dahinter gedanken. Wann "schweben" denn zwei Magnete?

Ein Magnet hat immer zwei Pole. Nord (N) und Süd (S). Gleichnamige Pole 
stoßen sich ab. Also hällst du den S des einen Magneten gegen den S des 
zweiten Magneten stoßen die sich ab. Bei N gegen N das selebe.

Nun Bildet eine Elektromagnet ebenfalls ein Magnetfeld mit N und S aus. 
Um zu wissen wo N und S ist hilft die die Rechte Hand Regel. Und schwubs 
du merkst es ist eine Kreisförmig und weniger klar definiert. Die 
Geometrie der Spule macht also ein wichtigen etil aus.

Wenn du es schaffst zwei E-Magnete zu erzeugen, die in ihren Polen 
entgegengesetzt sind, dann wirst du merken das die nicht schweben 
sondern irgendwie wegdrifften/flutschen. Nun kommt der punkt der 
Regelung *1.

Um dieses einfach wegzulassen, baue beide Magnete in eine Röhren 
(Plexiglas, dmait man was sieht) und schate sie ein. Und dann schweben 
beiden zueienander.

*1 Die Regelung wurde bereist angesprochen. Man muss Abstand und Lage 
regeln. Das ist recht aufwändign und bedarf viel Konw how. Aber wie 
gesagt wenn es um das reine schweben geht, geht es mit einem Rohr. 
Erhöst du den Strom durch die Spulen (nicht zu hoch sonst brennen sie 
durch) wird der Abstand größer, was nun auch eine Lineare bewegung ist. 
So Funktioniert auch ein Lautsprecher.

VLlt. Hilft dir das ein bissl.

Basti

von Klaus (Gast)


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Ich bin auch irgendwie ganz hin und her gerissen.

Durch Wikipedia erfahre ich, dass es den Beruf des Elektropraktikers 
schon seit 2008 nicht mehr gibt (Schweiz). Hm. Naja. Ein Irrtum?

Ferrite sind (obwohl ich nicht der Spezi in Bezug auf das Thema bin) für 
relativ hochfrequente Übertragungszwecke im weitesten Sinne, wie in 
Schaltreglern, bei Kopplung von Verstärkerstufen, in Schwingkreisen 
gedacht und haben andere Eigenschaften im Vergleich zu solchen 
Anwendungen in denen Kerne wie die in Transformatoren und eben auch 
Elektromagneten eingesetzt werden.
Kurz gesagt, wird man mit Ferriten lange nicht so starke Magnetfelder 
erzeugen können, wie z.B. mit einem Eisenblechkern.

Ein Lehrer der seine Schüler auffordert, mit einem Ferrit eine 
Magnetschwebebahn zu bauen sollte wissen, dass das nicht das geeignete 
Material ist und hat daher entweder was schlechtes zu Mittag gegessen 
oder will die Schüler aus einem didaktischen Grund ein wenig in die Irre 
führen.
(Wobei ich meine, dass solche Vorgehensweisen aus langfristigen 
Erwägungen eher nicht ergriffen werden, denn die Frustration ist eher 
kein guter Lehrmeister).

Darüber hinaus, erfordert die Konstruktion einer Magnetschwebebahn doch 
gute Kenntnisse der Mechanik und Elekrotechnik bzw. Elektronik. Ich bin 
nicht wirklich sicher, aber es sieht so aus, als wenn das nicht 
eigentlich die Inhalte dieser Ausbildung sind und als wenn der TO von 
der Kenntnis dieser Zusammenhänge noch eine gewisse Entfernung hat.

Ich poste hier mal zwei Links zu einem Modell aus Fischertechnik.
Das erste http://www.ftcommunity.de/details.php?image_id=6975 zeigt die 
"Schiene", den Unterbau einer solchen Bahn. Sie besteht im wesentlichen 
aus starken Permanentmagneten.
Das zweite Foto http://www.ftcommunity.de/details.php?image_id=6977 
zeigt den "Wagen", auf der Laufschiene. Er besteht aus drei 
Elektromagneten - die grauen Teile - die zusammengesteckt sind und mit 
den Rädern wird dafür gesorgt, dass der Wagen "in der Spur" bleibt.
Die Elektromagneten haben "Kerne" aus richtigen massiven Eisen - im 
Wesentlichen.

Es gibt noch weitere Bauformen, aber das zeigt mal so ein 
Minimalbeispiel.

Die Elektromagnete müssen, damit die Bahn fährt in einer bestimmten 
Weise angesteuert werden. Während das Prinzip an sich recht einfach ist, 
wird es in der Realität nicht ganz einfach, dass korrekt zu machen. Ich 
finde leider auf die Schnelle keine Darstellung des Thema, die ich für 
geeignet halte.
Im Grunde muss die Polarität der Magnete immer wieder geändert werden. 
Der Moment in dem das geschieht, hängt davon ab, wo sich die 
Elektromagnete in Bezug zu den Permanentmagneten befinden. Es ist an 
sich nicht wirklich schwierig, aber man muss doch ein wenig 
herumprobieren.

Also:
1. Ferrite sind nicht gut geeignet für solche Schwebebahnen
2. Es muss auch die mechanische Konstruktion bedacht werden.
3. Die Ansteuerung der Elektromagnete muss bedacht und versucht werden.

Die gezeigte Form ist so ziemlich die einfachste. Fachlich wird sie 
"Linearmotor" genannt. Ein der Länge nach aufgefalteter 
Gleichstrommotor. Im eigentlichen Sinne ist das keine Schwebebahn, aber 
jedenfalls einer der Schritte dorthin.

So. Ich hoffe, das gibt ein paar Anregungen zum lesen und fragen die 
weiterbringen.

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