Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Spule auslegen


von M. S. (perilun)


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Hallo,

ich habe folgendes Problem:

Würde gerne eine mehrlagige Spule (z.B. mit quadratischem Querschnitt) 
auslegen. Leider habe ich nur sehr wenige bekannte Größen:

Eingangsstrom und Eingangsspannung (Universalnetzgerät) und die 
Magnetfeldstärke, welche die Spule erzeugen soll.

Leider habe ich keine weiteren Größen.

Ich versuche die Spule momentan nach dem Buch Zinke, Seither auszulegen, 
aber mir bleiben immer zwei Größen in Form von Drahtlänge und Drahtdicke 
stehen.

Daher meine Frage: Gibt es in der Richtung Richtwerte für das Auslegen 
einer Spule??

Vielen Dank im Voraus!

: Verschoben durch User
von bernte (Gast)


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von bernte (Gast)


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wenn du mehre gleich spulen in reihe schaltest kannst du aber nicht 
einfach die Induktivität 1:1 raufrechen
die erhöht sich mit einem exp. Faktor
also Lges=L1+L2*1,2+L3*1,5+L3*2   so ungefähr

von M. S. (perilun)


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bernte schrieb:
> evtl kommst du näherungsweise dahin
> http://deepfriedneon.com/tesla_frame6.html
>
> http://deepfriedneon.com/tesla_frame0.html

Leider hilft mir das nicht wirklich weiter.

bernte schrieb:
> wenn du mehre gleich spulen in reihe schaltest kannst du aber nicht
> einfach die Induktivität 1:1 raufrechen
> die erhöht sich mit einem exp. Faktor
> also Lges=L1+L2*1,2+L3*1,5+L3*2   so ungefähr

Ich verstehe nicht in welcher weise das mein Problem löst.

: Bearbeitet durch User
von Gerd S. (alea)


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M. S. schrieb:
> Leider habe ich keine weiteren Größen

hat die Spule denn einen Kern?
Oder ist es eine Luftspule?

von M. S. (perilun)


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Gerd S. schrieb:
> M. S. schrieb:
>> Leider habe ich keine weiteren Größen
>
> hat die Spule denn einen Kern?
> Oder ist es eine Luftspule?

Am Besten wäre natürlich eine mit Kern. (Eine Luftspule wäre auch noch 
ok...)

von tobler3 (Gast)


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M. S. schrieb:
> Ich versuche die Spule momentan nach dem Buch Zinke, Seither auszulegen,

Warum gehst du davon aus, das jemand dieses Buch kennt und sich die 
Formeln du meinst daraus zusammensucht?

Gib dein Ziel, die vorhandenen Nebenbedingungen und die schon 
durchgeführten Berechnungen an - dann kann man sich damit sinnvoll 
beschäftigen.

von M. S. (perilun)


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tobler3 schrieb:
> M. S. schrieb:
>> Ich versuche die Spule momentan nach dem Buch Zinke, Seither auszulegen,
>
> Warum gehst du davon aus, das jemand dieses Buch kennt und sich die
> Formeln du meinst daraus zusammensucht?
>
> Gib dein Ziel, die vorhandenen Nebenbedingungen und die schon
> durchgeführten Berechnungen an - dann kann man sich damit sinnvoll
> beschäftigen.

Mein Ziel ist es eine Spule auszulegen, welches ein Magnetfeld mit einer 
bestimmten magnetische Feldstärke, welche mir bekannt ist, erzeugt. 
Ausserdem ist mir der Strom und Spannung (Wechselstrom und 
Wechselspannung) bekannt.

In unterschiedlichen Büchern finde ich für den Fall der mehrlagigen 
Spulen unterschiedliche Formeln. (Aus diesem Grund ist auch die Angabe 
des Buches) Ich wäre gegen eine andere Formel, Buch, etc. nicht 
abgeneigt. Der Grund wieso ich dieses Buch jetzt gewählt habe, sind die 
Zusammenhänge, welche zwischen den einzelnen Größen aufgeführt sind. 
Somit reduzieren sich die unbekannten Größen auf lediglich 2 von 8.

: Bearbeitet durch User
von Mike (Gast)


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>Mein Ziel ist es eine Spule auszulegen, welches ein Magnetfeld mit einer
>bestimmten magnetische Feldstärke, welche mir bekannt ist, erzeugt.
>Ausserdem ist mir der Strom und Spannung (Wechselstrom und
>Wechselspannung) bekannt.

Und wie sind diese Werte? (Spannung? Strom? Frequenz? Magnetfeld?

Und was ist die Anwendung? Musst Du irgendwo einkoppeln (RFID, 
Ladegerät) oder eine Kraft erzeugen?

von M. S. (perilun)


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>
> Und wie sind diese Werte? (Spannung? Strom? Frequenz? Magnetfeld?
>
> Und was ist die Anwendung? Musst Du irgendwo einkoppeln (RFID,
> Ladegerät) oder eine Kraft erzeugen?

Entschuldigung. Die Frequenz ist auch bekannt, sie beträgt 10kHz.

von Mike (Gast)


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>Die Frequenz ist auch bekannt, sie beträgt 10kHz.
- Und wie sind die restlichen Werte?
- Anwendung?
- Wie gross soll/darf die Spule (mechanisch) etwa sein?
- Wieviele Lagen?

... Fragen über Fragen!

von Klaus R. (klara)


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M. S. schrieb:
> ich habe folgendes Problem:

Es wird auch Dein Problem bleiben wenn Du nicht auch die restlichen 
Fragen der Forumteilnehmer beantwortest.
mfg klaus

von M. S. (perilun)


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Mike schrieb:
>>Die Frequenz ist auch bekannt, sie beträgt 10kHz.
> - Und wie sind die restlichen Werte?
> - Anwendung?
> - Wie gross soll/darf die Spule (mechanisch) etwa sein?
> - Wieviele Lagen?
>
> ... Fragen über Fragen!

Anwendung ist irrelevant. Ich kann die Spule im freien Raum betrachten.

Leider habe ich, was die Größen angeht, Lagen, etc. das gleiche Problem! 
Ich dachte vlt. das es Beschränkungen bei der Konstruktion z.B. aufgrund 
des Skin- oder Proximity-Effektes gibt oder dass es eine Maximale Güte 
gibt oder etwas ähnliches. Sprich allgemeine Beschränkungen für die 
Konstruktion der Spule, DIN-Norm o.ä.

Der Strom beträgt 6A, die Spannung 10V.

: Bearbeitet durch User
von Achim S. (Gast)


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M. S. schrieb:
> Sprich allgemeine Beschränkungen für die
> Konstruktion der Spule

Tja, es gibt z.B. die Beschränkung, dass du mit 10V bei 10kHz nur 
maximal einen Fluss von 5*10^-4 Wb hinbekommst. Ob dir das reicht, 
wissen wir nicht, weil wir die geforderte Flussdichte und die Geometrie 
immer noch nicht kennen. Ist dein Projekt wirklich so geheim?

M. S. schrieb:
> Anwendung ist irrelevant.

das glaube ich langsam auch...

von M. S. (perilun)


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Achim S. schrieb:
> M. S. schrieb:
>> Sprich allgemeine Beschränkungen für die
>> Konstruktion der Spule
>
> Tja, es gibt z.B. die Beschränkung, dass du mit 10V bei 10kHz nur
> maximal einen Fluss von 5*10^-4 Wb hinbekommst. Ob dir das reicht,
> wissen wir nicht, weil wir die geforderte Flussdichte und die Geometrie
> immer noch nicht kennen. Ist dein Projekt wirklich so geheim?
>
> M. S. schrieb:
>> Anwendung ist irrelevant.
>
> das glaube ich langsam auch...

Nein geheim ist es nicht! Was die Geometrie angeht, kenn ich die Größen 
leider selbst nicht. Ich würde nur gerne eine mehrlagige Spule mit einem 
rechteckigen Querschnitt benutzen.

Ich brauche eine magn. Flussdichte von 3*10^-5 T. (hab gerade nochmal 
nachgerechnet)

Leider habe ich keine bekannten Größen.

> Tja, es gibt z.B. die Beschränkung, dass du mit 10V bei 10kHz nur
> maximal einen Fluss von 5*10^-4 Wb hinbekommst.

Wie kommst du darauf??

: Bearbeitet durch User
von Werner H. (werner45)


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Wenn Du ein homogenes Magnetfeld willst, baue eine
Helmholtz-Spule
Die Berechgnung ist in Wikipedia.

Gruß   -   Werner

von Achim S. (Gast)


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M. S. schrieb:
> Wie kommst du darauf??

weil 10V * 50µs (halbe Periodendauer bei 10kHz) nunmal 500µVs = 500µWb 
sind.
Wahrscheinlich liegt meine Angabe noch einen Faktor 2 zu hoch, weil du 
ja jeweils erst den Fluss der entgegengesetzten Halbwelle abbauen musst.

https://www.mikrocontroller.net/articles/Transformatoren_und_Spulen

von M. S. (perilun)


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Werner H. schrieb:
> Wenn Du ein homogenes Magnetfeld willst, baue eine
> Helmholtz-Spule
> Die Berechgnung ist in Wikipedia.
>
> Gruß   -   Werner


Nein ein homogenes Magnetfeld möchte ich nicht, sondern eben die oben 
genannte Spule, aber danke für die Info.

von Mike (Gast)


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10V, 6A, 10kHz ist schon mal eine nützliche Angabe

L = 10V/(6A*2*Pi*10kHz) = 26.5uH

Mit einer Leiterplattenspule Durchmesser 25mm sind das ca. 22 Windungen!

von Achim S. (Gast)


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Mike schrieb:
> Mit einer Leiterplattenspule Durchmesser 25mm sind das ca. 22 Windungen!

bei den Abmessungen liegt die Flussdichte dann im Bereich mT und damit 
weit über den geforderten 30µT.

M. S. schrieb:
> Ich brauche eine magn. Flussdichte von 3*10^-5 T. (hab gerade nochmal
> nachgerechnet)

30µT ist übrigens weniger als das Erdmagnetfeld - für die meisten 
technischen Anwendungen also überraschend wenig.

von M. S. (perilun)


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Achim S. schrieb:
> 30µT ist übrigens weniger als das Erdmagnetfeld - für die meisten
> technischen Anwendungen also überraschend wenig.

Danke für den Hinweis werde noch einmal meine Berechnungen überprüfen.

von Mike (Gast)


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Irgendwie habe ich den Eindruck, dass Du mächtig auf dem Holzweg bist, 
da Du aber nicht sagen willst/kannst was Du erreichen bzw. machen 
willst, kann Dir hier niemand wirklich weiter helfen...

von hinz (Gast)


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Wird was esoterisches sein...

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