Forum: Offtopic Momentum-Übertragung bei Kurzschluss-Strom-Bremse ?


Announcement: there is an English version of this forum on EmbDev.net. Posts you create there will be displayed on Mikrocontroller.net and EmbDev.net.
von H-G S. (haenschen)


Angehängte Dateien:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Hallo!

Weiss jemand ob Kurzschluss-Bremsen Momentum wegnehmen oder wird es nur 
auf die Stütz-Konstruktion übertragen ?

Es würde mich interessieren ob der Magnet in dem Bild seine gesamte 
"Wucht" auf den unteren Teil des Rohres überträgt beim Bremsen oder wird 
ein Teil zu Wärme in der Brems-Spule umgewandelt ?

von Achim M. (minifloat)


Bewertung
3 lesenswert
nicht lesenswert
H-G S. schrieb:
> Momentum

Wie meinen?

H-G S. schrieb:
> ob der Magnet in dem Bild seine gesamte "Wucht" auf den unteren Teil des
> Rohres überträgt

Wenn die Kurze Strecke in der Lage ist, den Magneten soweit abzubremsen, 
dass er mit der stationären Endgeschwindigkeit unten heraus kommt, dann 
ja.

Die Spule muss sich am Rohr abstützen und das Rohr muss sich woanders 
abstützen.

H-G S. schrieb:
> wird ein Teil zu Wärme in der Brems-Spule umgewandelt

Immer wird der Teil kinetischen Energie, die dem Magneten weggenommen 
wird, in Wärme umgesetzt.

mfg mf

von Max M. (jens2001)


Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
H-G S. schrieb:
> Momentum

Dir fehlen die elementaren Grundlagen der Physik!

Ein sich bewegender Körper hat
1. Einen Impuls
2. Eine kinetische Energie
Und für beide gelten Erhaltungssätze!

Edit:
Welcher Vollpfosten hat Achim ein -1 gegeben?
(+1)

: Bearbeitet durch User
von H-G S. (haenschen)


Bewertung
-2 lesenswert
nicht lesenswert
Nagut ... ich bin nicht genug gebildet!

Hauptsächlich möchte ich gerne wissen ob es möglich ist eine 
beschleunigte Masse abzubremsen ohne den Impuls komplett wieder in das 
System zurückführen zu müssen. Also könnte man mit sowas einen 
Rückstoss-Antrieb bauen der zB. ein kleines Spielzeug-Boot antreibt, 
aber das Projektil wiederverwendet nach dem "Abschuss" ?

von Michael B. (alter_mann)


Bewertung
3 lesenswert
nicht lesenswert
Münchhausen hat sich dieses Prinzip zu nutze gemacht als er sich am 
eigenen Schopf aus dem Sumpf zog.

von Christian B. (luckyfu)


Bewertung
-1 lesenswert
nicht lesenswert
Michael B. schrieb:
> Münchhausen hat sich dieses Prinzip zu nutze gemacht als er sich am
> eigenen Schopf aus dem Sumpf zog.

Dieses Kunststück schaffen heute immerhin schon einige FET Treiber :) 
Aber die nutzen den Stiefelriemen.

H-G S. schrieb:
> Also könnte man mit sowas einen
> Rückstoss-Antrieb bauen der zB. ein kleines Spielzeug-Boot antreibt,
> aber das Projektil wiederverwendet nach dem "Abschuss" ?

Bei einem Rückstoßantrieb für ein Spielzeugboot fällt mir spontan das 
Knatterboot Prinzip ein. Wenns ne Nummer größer sein darf ginge auch ein 
JET Antrieb. Das ist dann aber schon kein Spielzeug mehr. Bei beiden 
wird das umgebende Wasser für den Vortrieb nach hinten ausgestoßen.
Wenn das in einem Kreislauf funktionieren soll geht das evtl auch, wenn 
du die Impulsenergie umlenken kannst. Sprich etwas schnell 
beschleunigen, das bewirkt einen großen Gegenimpuls aufgrund der 
Masseträgheit und dann langsam abbremsen und ebenso langsam zurückführen 
um es dann wieder stark zu beschleunigen. Ob sowas praktisch sinnvoll 
ist... ich bezweifle es

von H-G S. (haenschen)


Bewertung
-1 lesenswert
nicht lesenswert
Langsam abbremsen des Projektils reicht nicht, denn man würde die selbe 
Energie in Gegenrichtung zuführen die man zum Abschiessen hineingesteckt 
hat - ich denke so kommt man nicht vorwärts... Aber man müsste die 
Energie des Projektils umlenken, also weg von der Bewegungsrichtung - 
vielleicht seitlich.

Da kam mir die Idee mit dem Abbremsen über eine Kurzschluss-Spule ... 
man könnte vielleicht sogar die Brems-Energie rekuperieren und für etwas 
verwenden.

von Dieter D. (Firma: Hobbytheoretiker) (dieter_1234)


Bewertung
-2 lesenswert
nicht lesenswert
H-G S. schrieb:
> Also könnte man mit sowas einen
> Rückstoss-Antrieb bauen der zB. ein kleines Spielzeug-Boot antreibt,

Definiv kann man auch eine Vorwärtsbewegung hinbekommen. Wenn es sich 
dabei um ein Boot handeln sollte, dass das Massestück im Wellengang hin 
und her schaukelt (Drehbewegung) und dabei hin und her wandern kann. 
Wird jeweils nur eine Richtung abgebremst und Energie entzogen (z.B. 
Diode) dann "ruckelt" es sich langsam von der Stelle. Der Wirkungsgrad 
dabei ist aber richtig schlecht.

von Christian B. (luckyfu)


Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
H-G S. schrieb:
> ich denke so kommt man nicht vorwärts

Ich denke aber schon. Da du ja nicht im luftleeren Raum bist sondern in 
diesem Fall im Wasser schwimmst gibt es auch immer Haft- und 
Gleitreibungskräfte die der Bewegung entgegenwirken. Beliebtes 
Kinderspiel dazu: Kind sitzt in einem Karton und bewegt sich Ruckartig 
nach vorn: es rutscht ein Stück nach vorn. Danach langsames bewegen in 
Ausgangsrichtung und neuer Schub. Ok, in dem Fall ist nicht das 
plötzliche Beschleunigen sondern eher das plötzliche Abbremsen 
ausschlaggebend. Man muss halt nur die Haftreibungskraft in der einen 
Richtung überwinden und in der anderen nicht. Auf Rädern montiert 
funktioniert dieses Spiel immer noch, wenngleich nicht mehr so effektiv, 
da man dann etwas in die Gegenrichtung rollt. Nichtsdestotrotz gibt es 
einen gewissen örtlichen Versatz über die Zeit.

von H-G S. (haenschen)


Angehängte Dateien:

Bewertung
-2 lesenswert
nicht lesenswert
Es scheint das man mit zwei Pendeln überprüfen kann, ob Momentum 
übertragen wird oder ob es eine Differenz gibt - die Pendel müssten wohl 
gleich viel Masse haben ...

von Yalu X. (yalu) (Moderator)


Bewertung
1 lesenswert
nicht lesenswert
Christian B. schrieb:
> H-G S. schrieb:
>> ich denke so kommt man nicht vorwärts
>
> Ich denke aber schon. Da du ja nicht im luftleeren Raum bist sondern in
> diesem Fall im Wasser schwimmst gibt es auch immer Haft- und
> Gleitreibungskräfte die der Bewegung entgegenwirken.

Damit im Wasser eine nennenswerte Haftreibung ensteht, muss es gefroren
sein. Dann ist das Fahrzeug aber kein Boot mehr, sondern ein Schlitten.

Fürs Vorwärtskommen im Wasser kann man von den Reibungskräften nur die
Gleitreibung (besserer Begriff: Strömungswiderstand) nutzen, das
geschieht bspw. mit einem Paddel oder einem Propeller.

von H-G S. (haenschen)


Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Ha... meine Belästigung von Leuten im Internet war fruchtbar!

Es scheint dass der in die Brems-Spule induzierte Strom ein Magnetfeld 
erzeugt - vermutlich in gegensätzlicher Richtung zu dem durchfliegenden 
Magneten. Dadurch wird wohl der Magnet "mechanisch" mit der Konstruktion 
gekoppelt und bremst die Fortbewegung des ganzen Apparates wieder oder 
zerstört das "Heck".

Was würde aber passieren wenn man zwei gegensätzlich gewickelte 
Brems-Spulen verwendet, um das Gegen-Magnetfeld zu neutralisieren? Würde 
der Magnet dann überhaupt noch abgebremst bzw. würde dann auch noch 
elektrische Energie erzeugt ?

von H-G S. (haenschen)


Angehängte Dateien:

Bewertung
1 lesenswert
nicht lesenswert
Es sieht aus als bringe eine Überkreuz-Wicklung der Brems-Spule nichts, 
da ein hindurchfallender Magnet die Elektronen beider Spulen-Wicklungen 
immer in die selbe Richtung schiebt (die Pfeile in der Zeichnung).

Wenn man dann die Rechte-Hand-Regel zur Bestimmung des hervorgerufenen 
Magnetfeldes stromdurchflossener Spulen benutzt, ergibt sich bei beiden 
Spulen die selbe Magnetfeld-Orientierung.

Damit wäre die Machbarkeit des Projektes so gut wie widerlegt fürchte 
ich ...

von Sven S. (schrecklicher_sven)


Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
H-G S. schrieb:
> Da kam mir die Idee mit dem Abbremsen über eine Kurzschluss-Spule ...

Mit einem Kurzschluss geht sowieso nichts.
Denn Leistung ist Strom mal Spannung. Bei einem Kurzschluss hast Du nur 
Strom, aber keine Spannung, also kann eine kurzgeschlossene Spule keine 
Energie (Leistung) abbauen.

von H-G S. (haenschen)


Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Naja, vielleicht ergibt sich etwas Leistung wenn der Strom hoch genug 
ist ... die Spule muss wohl niederohmig sein. Aber ich kriege bald 
Magnet und Rohr dann kann ich ein paar Spulen wickeln.

Auf youtube gibt es einige Videos zu "Lenz´s law" und allgemein zu 
Magneten im Kupferrohr.

von Thorsten M. (pappkamerad)


Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Der durchfallende Magnet stellt ein sich änderndes Feld dar. Das 
sich-ändernde Feld verursacht eine Kraft auf die Elektronen im Leiter. 
Der Verlauf des Leiters ist dabei zunächst egal. Aber da der Leiter als 
Spule aufgebaut ist, wirken die Kräfte alle in Leiterrichtung, die 
Kräfte der Elektronen addieren sich also und sind als Spannung messbar. 
Wären die zwei entgegengewickelten Spulen an einem Ende miteinander 
verbunden, dann wäre die Summe aller Kräfte gleich null, die Elektronen 
würden sich nicht in der Spule bewegen, obwohl auf jedes einzelne 
Elektron eine Kraft wirkt. Kommen die Elektronen aber in Bewegung, dann 
erzeugen sie selbst ein Feld, das dem vom Magneten erzeugten Feld 
überlagert ist. Und das Feld "stößt" dann den Magneten ab, d.h. bremst 
die Bewegung.

von Sven S. (schrecklicher_sven)


Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
H-G S. schrieb:
> Auf youtube gibt es einige Videos zu "Lenz´s law" und allgemein zu
> Magneten im Kupferrohr.

Ja, je dicker das Kupfer, umso langsamer fällt der Magnet. Weil nämlich 
mit der Dicke des Kupferrohres der Widerstand sinkt, und weniger Energie 
in Wärme umgewandelt wird. Nimm statt Kupfer einen Supraleiter, und der 
Magnet bleibt stecken. Weil dann kein Widerstand mehr vorhanden ist, in 
dem Energie "verloren" geht.
Du willst aber bereits vorhandene kinetische Energie abbauen, bzw in 
Wärme umwandeln. Das ist was Anderes.
Dafür mußt Du an die Spule einen Widerstand anschließen.

von H-G S. (haenschen)


Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Ich habe es geahnt das es voreilig war, seinen Bastel-Kram aufzulösen 
...

Dieses Projekt schreit nämlich geradezu nach Geschwindigkeitsmessungen 
mit Mikrocontrollern und Lichtschranken, Strommessungen mit 
verschiedenen Widerständen, Oszilloskop-Bildern usw.

Aber vielleicht kann man sich billig etwas zusammenkaufen  :-)  Das DSO 
braucht ja nicht viel Bandbreite. Aber Arduino programmieren ist mir 
etwas fremd, da ich immer nur Assembler und bare metal gemacht habe.

Ich schlafe mal ein paar Nächte drüber - ob sich der Erkenntnis-Gewinn 
lohnt ist ja nicht so sicher.

von H-G S. (haenschen)


Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Ich denke ich weiss jetzt was läuft:

Man kann den Magneten nur abbremsen wenn man ein Gegen-Magnetfeld 
erzeugt, also über eine Spule Strom fliessen lässt und elektrische 
Energie umsetzt/verbraucht. Dabei muss die Spule auf jeden Fall am 
System abgestützt sein, da sie sonst weggeschoben würde. Das heisst es 
kommt auf jeden Fall Momentum vom Magneten auf die Konstruktion zurück. 
Die Bewegungs-Energie des Magneten wird wahrscheinlich zum Teil in 
elektrische Energie umgewandelt und zum Teil an die Konstruktion 
zurückgegeben (durch das Gegen-Magnetfeld). Genaue Prozentzahlen zur 
Energie-Aufteilung und Optimierungsmöglichkeiten kenne ich nicht, es 
sollte aber durchaus möglich sein auf diese Weise ein Magnet-Projektil 
abzubremsen und trotzdem eine Vorwärtsbewegung des Fahrzeuges zu 
erhalten - man müsste nur langsam und über eine längere Bremsstrecke 
vorgehen damit keine mechanische Überlastung entsteht.

Natürlich könnte wieder ein fieser, unbekannter Aspekt den "reactionless 
drive" verhindern ... es ist sogar zu erwarten!

von H-G S. (haenschen)


Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Wenn die Arschfunk-Schelte nicht nur eingebildet war, liegt die Sachlage 
doch anders ...

Der sich bewegende Magnet schiebt mit seinem Magnetfeld gegen das 
Magnetfeld der gestaffelten Elektronen in der Spule, und die 
"mechanische" Kopplung ist nichts weiter als die magnetische Kopplung an 
diese Elektronen, die wiederum selber am Material der Spule gekoppelt 
sind (sich da durchwürgen bzw. festhängen). Man sieht auch zB. an den 
Wirkungsgraden von Generatoren von über 90%, dass es nur diesen einen 
Weg der Energie-Übertragung gibt - ohne einen verlustbehafteten 
mechanischen Teil.

von H-G S. (haenschen)


Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Ich ahne, wo mein Denkfehler liegt: es gibt wohl keine "Brems-Energie", 
sondern nur eine Energie-Abnahme ... also eine 
Geschwindigkeits-"Vernichtung"  ... hüstel ...

Ausserdem addieren sich die Vektoren des nach hinten beschleunigten 
Magneten und des Fahrzeuges beim Bremsen, sodass man die doppelte 
Energie des Magneten wegmachen muss damit er auf dem Fahrzeug landet.

Nagut bei Letzterem bin ich mir nicht ganz so sicher :-)

: Bearbeitet durch User
von H-G S. (haenschen)


Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
(Vermutlich) noch ein Beitrag und ich kann es abschliessend 
zusammenfassen ...

Auf jeden Fall koppelt die Magnetfeldänderung in der Spule solange den 
Magneten an die Spule (und das Fahrzeug), solange eine differenzielle 
Geschwindigkeit zwischen Magnet und Fahrzeug herrscht.

So lange Magnet und Fahrzeug gekoppelt sind, bremst die gegensätzliche 
Bewegung des Fahrzeuges den Magneten. Dies wird so lange gehen bis 
Magnet und Fahrzeug die gleiche Geschwindigkeit und Richtung haben 
(eindimensional betrachtet).

Die induzierte elektrische Leistung wird wohl am Ende einen Betrag haben 
wie die differentielle Bewegungsenergie der beiden Körper zu einander 
war.

Ob jetzt das "reactionless drive" (wahrscheinlich nicht) funktioniert 
weiss ich erst morgen denn mein Gehirn schläft jetzt schon halb  :-)

von Cyblord -. (cyblord)


Bewertung
-1 lesenswert
nicht lesenswert
H-G S. schrieb:
> Man kann den Magneten nur abbremsen wenn man ein Gegen-Magnetfeld
> erzeugt, also über eine Spule Strom fliessen lässt und elektrische
> Energie umsetzt/verbraucht.

Allerdings gibt es Freifalltürme, deren Gondeln durch ein 
Permanentmagnetfeld abgebremst werden. Ganz ohne Strom. Im Holidaypark 
steht so ein Ding. Ich damit gleichzeitig Failsafe.

von H-G S. (haenschen)


Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Cyblord -. schrieb:
> Allerdings gibt es Freifalltürme, deren Gondeln durch ein
> Permanentmagnetfeld abgebremst werden. Ganz ohne Strom.

Nicht mal mit Wirbelstrom in einem Metall ?

Übrigens habe ich einen Fall der Energie-Übertragung bei meinem 
Magnet-Gefährt-Beispiel vergessen : der Magnet fliegt auf das stehende 
Fahrzeug zu und muss dann wohl zwangsläufig seine Bewegungsenergie auf 
das Fahrzeug übertragen und gleichzeitig elektrische Energie in der 
Koppelspule umsetzen ... also wohl doch zwei Energie-Pfade ... grübel 
:-)

Bitte melde dich an um einen Beitrag zu schreiben. Anmeldung ist kostenlos und dauert nur eine Minute.
Bestehender Account
Schon ein Account bei Google/GoogleMail, Yahoo oder Facebook? Keine Anmeldung erforderlich!
Mit Google-Account einloggen | Mit Facebook-Account einloggen
Noch kein Account? Hier anmelden.