magnetische Kraft der Spule auf Magneten

[Patrick (Gast)]

Hallo,
ich habe eine senkrechte Spule mit einem Ferritkern, unter dieser Spule 
befindet sich ein Magnet.
Ich habe die Induktivität und den durchfließenden Strom gemessen. 
Weitere Spulenparameter bis auf die Länge kann ich leider nicht messen. 
Wie kann ich die magnetische Kraft auf den Magneten berechnen.
Mit der Energie-->Kraft habe ich nicht die korrekten Werte erhalten. 
Kann man das Problem mit einem magnetischen Kreis rechnen, obwohl von 
dem oberen Ende bis zum Magneten viel Streuung ist oder wie berechnet 
man dies normalerweise?

Vielen Dank für eure Hilfe

[haderlump (Gast)]

Ich denke, da wirst du mit einer Berechnung nicht allzuviel ausrichten. 
zu viele Unbekannte, die sich auf das Ergebnis auswirken. Versuch macht 
kluch, oder wie wir hier in Bayern sagen "probierst as, dann spürst as".
Dann hast du erst mal eie Größenordnung und du kannst es durch 
Berechnungen eventuell verfeinern.
Ein entscheidender Faktor z.B.ist der Abstand. Und dieser geht gleich im 
Quadret in eine Berechnung ein.

In der Aerodynamik z.B. gibt es ja als Faktor den C-Wert, der in 
diversen Formeln auftaucht. Und diesen kann man nur im Windkanal 
ermitteln.
Gruß Fritz

[Md M. (Firma: Potilatormanufaktur) (mdma)]

Patrick schrieb:
> Kann man das Problem mit einem magnetischen Kreis rechnen, obwohl von
> dem oberen Ende bis zum Magneten viel Streuung ist oder wie berechnet
> man dies normalerweise?

Ich würde das mit FEMM simulieren. Das Problem ist wie dafür gemacht, 
weil es rotationssymmetrisch ist. Unbekannte Parameter kann man per 
Lua-Skript durchlaufen und sich damit z.B. Kurvenscharen erstellen.

[hoppel123 (Gast)]

Du solltest das µr des Ferritkerns bestimmen, was überhaupt nicht so 
einfach ist.
Die Kraft bzw. das magn. Moment auf den Magneten hängt vom Gradienten 
ab. Als Tipp: Wenn du den Ferritkern spitz gestaltest wird die 
Kraftwirkung größer, allerdings konzentriert sie sich auch mehr.

Es ist nicht unmöglich. Ich habe vor kurzem eine Projektarbeit mit einer 
schwebenden Kugel realisiert in der ich die Formeln etc. ebenfalls 
hergeleitet habe. Deshalb hier ein paar Tipps:

1)
Finde heraus, was die Kraftwirkung des magnetfeldes in bsp. z-Richtung 
ist. (Hinweis magn. Moment und die Ableitung des B-Feldes in 
z-Richtung).
2)
Berechne das magnetische Moment des Magneten.
3)
Finde heraus wie sich die Kraftwirkung bzw. die Flussdichte B der Spule 
in z-Richtung berechnet.
4)
Suche oder leite die Formel her wie sich das B-Feld des Dauermagneten in 
Z-Richtung berechnet.


Als Hinweis: Die endgültige Gleichung ist nicht mehr analytisch lösbar.
Du kannst allerdings eine Simulation bsp. mit Python durchführen und das 
Ergebnis plotten oder in einer Taylorreihe linearisien.