Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Magnetfeld abschirmen


von Luky S. (luky)


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Ich bin durch das Bild
https://de.m.wikipedia.org/wiki/Abschirmung_(Elektrotechnik)#/media/Datei%3AAbschirmung_des_magnetischen_Feldes.svg
etwas verwirrt: der mittlere Fall suggeriert, dass ein ferromagnetisches 
Teil "alle" Feldlinien anzieht und es daneben kein Magnetfeld mehr gibt. 
Eine gewisse Abschwächung könnte ich mir aber schon vorstellen, aber von 
welchem Faktor kann man da ausgehen?
Gibt es ein möglichst simples Tool, um 2D Magnetfelder zu berechnen?

von Herr Dietrich (Gast)


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Luky S. schrieb:
> Ich bin durch das Bild
> 
https://de.m.wikipedia.org/wiki/Abschirmung_(Elektrotechnik)#/media/Datei%3AAbschirmung_des_magnetischen_Feldes.svg
> etwas verwirrt: der mittlere Fall suggeriert, dass ein ferromagnetisches
> Teil "alle" Feldlinien anzieht und es daneben kein Magnetfeld mehr gibt.
> Eine gewisse Abschwächung könnte ich mir aber schon vorstellen, aber von
> welchem Faktor kann man da ausgehen?
> Gibt es ein möglichst simples Tool, um 2D Magnetfelder zu berechnen?

Ich glaube schon das sich ein Faktor von ca. 1000 berechnen läßt.

von Klaus R. (klara)


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Luky S. schrieb:
> Eine gewisse Abschwächung könnte ich mir aber schon vorstellen, aber von
> welchem Faktor kann man da ausgehen?

Zumindest ist der Faktor nicht linear zum Abstand. Versuche doch mal 
zwei gleiche Pole mit den Händen zusammen zu führen. Das vermittelt so 
ungefähr den Aktionsradius.
mfg Klaus

von Falk B. (falk)


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Luky S. schrieb:
> Ich bin durch das Bild
> 
https://de.m.wikipedia.org/wiki/Abschirmung_(Elektrotechnik)#/media/Datei%3AAbschirmung_des_magnetischen_Feldes.svg
> etwas verwirrt: der mittlere Fall suggeriert, dass ein ferromagnetisches
> Teil "alle" Feldlinien anzieht und es daneben kein Magnetfeld mehr gibt.

Ja, das sieht so aus, stimmt real aber nicht.

> Eine gewisse Abschwächung könnte ich mir aber schon vorstellen, aber von
> welchem Faktor kann man da ausgehen?

Kommt auf die Permeabilität und Geometrie an.

> Gibt es ein möglichst simples Tool, um 2D Magnetfelder zu berechnen?

Ja, Maxwell 2D, gab es vor Äonen mal irgendwo zum Download.

https://www.ansys.com/de-de/products/electronics/ansys-maxwell

https://softadvice.informer.com/Maxwell_2d_Student_Version.html

VORSICHT! Das sieht mir nach Malware aus!

von Markus (Gast)


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Für eine 2D-Magnetfeldrechnung eignet sich das kostenlose FEMM ganz gut:
https://www.femm.info/wiki/HomePage

von Tobias P. (hubertus)


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Luky S. schrieb:
> Eine gewisse Abschwächung könnte ich mir aber schon vorstellen, aber von
> welchem Faktor kann man da ausgehen?

die Abschwächung funktioniert sehr gut.
Nimm 2 Magneten und versuche, deren Nordpole zusammen zu bringen. Klappt 
nicht!
nimm einen kleinen Stahlklotz und "klebe" ihn an den Nordpol des ersten 
Magneten. Nun gehe von der anderen Seite mit dem Nordpol des zweiten 
Magneten an den Stahlklotz. Jetzt klappts. Der Magnet merkt durch den 
Stahl nichts davon, dass auf der anderen Seite ein Nordpol ist.
Irgendwo wird es eine Grenzdicke geben, unterhalb derer die Nordpole 
sich noch "sehen".

Das Experiment kann man auch bei Eric Laithwaite beobachten:

https://www.youtube.com/watch?v=0tJfqMYHaQw&t=71

das Video ist eine echte Perle und obgleich es die Frage nicht 
quantitativ beantwortet sehenswert.

von Falk B. (falk)


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von Wühlhase (Gast)


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Och nee Leute...seit wann wird mit ferromagnetischen Materialien ein 
Magnetfeld gedämpft? Eieiei...

Macht euch mal darüber schlau, was Permeablillität wohl bedeuten könnte. 
Und was ein Material, das eine relative Permeabillität in der 
Größenordnung 5000...20.000 aufweist dann wohl mit dem Magnetfeld 
anstellt.

von Markus (Gast)


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Wühlhase schrieb:
> Och nee Leute...seit wann wird mit ferromagnetischen Materialien ein
> Magnetfeld gedämpft? Eieiei...
>
> Macht euch mal darüber schlau, was Permeablillität wohl bedeuten könnte.
> Und was ein Material, das eine relative Permeabillität in der
> Größenordnung 5000...20.000 aufweist dann wohl mit dem Magnetfeld
> anstellt.

Könnte ja sein, dass es auf einer Seite zwar stärker wird, dafür 
"dahinter" schwächer. Mach dich doch einfach mal schlau ;-)

von Herr Dietrich (Gast)


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Wird das Beste sein.

von Rüdiger B. (rbruns)


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von Achim S. (Gast)


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Wühlhase schrieb:
> Och nee Leute...seit wann wird mit ferromagnetischen Materialien ein
> Magnetfeld gedämpft? Eieiei...

Das Feld wird nicht gedämpft, aber es wird abgeschirmt. Die Feldlinien 
verlaufen im magnetischen Material, deshalb sind sie hinter dem 
magnetischen Material schwächer. Wobei das "hinter dem magnetischen 
Material" ziemlich schwammig ist, es kommt auf die Anordnung an.

Als Beispiel ein paar Simulationsergebnisse mit femm. Man sieht eine 
zylindersymmetrische Anordnung. In der Mitte eine µ-Metall Kugel, 
darüber ein SmCo Magnet mit vertikaler Magnetisierung.

Der zweite Anhang zeigt einen vertikalen Schnitt durch die Anordnung, 
entlang dem der Betrag von B gemessen wird. Der Magnet liegt auf der 
z-Skala im Bereich 15mm bis 20mm. Die B-Achse ist logarithmisch 
skaliert.

10mm oberhalb des Magneten beträgt die Flussdichte B = 11mT.
10mm unterhalb des Magneten (gerade in der µ-Metall Kugel) beträgt 
B=0,14µT
Offensichtlich reduziert die Abschirmung B um diverse Größenordnungen.

Direkt über der µ-Metallkugel ist B größer als oberhalb des Magneten - 
weil das µ-Metall die Flussdichte verstärkt und nicht dämpft. Aber 
trotzdem ist das innere der µ-Metallkugel abgeschirmt und annähernd 
feldfrei.

von Stephan (Gast)


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Luky S. schrieb:
> Ich bin durch das Bild
> 
https://de.m.wikipedia.org/wiki/Abschirmung_(Elektrotechnik)#/media/Datei%3AAbschirmung_des_magnetischen_Feldes.svg
> etwas verwirrt: der mittlere Fall suggeriert, dass ein ferromagnetisches
> Teil "alle" Feldlinien anzieht und es daneben kein Magnetfeld mehr gibt.
> Eine gewisse Abschwächung könnte ich mir aber schon vorstellen, aber von
> welchem Faktor kann man da ausgehen?
> Gibt es ein möglichst simples Tool, um 2D Magnetfelder zu berechnen?

Beim mittleren Fall ist die Effektive Länge der Feldlinien durch das 
Eisen so um gut 50% reduziert. Das Eisen hat ja viel Abstand von den 
Polen.
Verformt das Feld außenrum deutlich (im Bild nicht enthalten).
Einen „polabstand“ vom Eisen entfernt ist das Feld aber grob 
unverändert.
Kannst dir etwa vorstellen wie ne gruppe von 10000 Schwimmern die von A 
nach B wollen. Die Landbrücke (Eisen) is zwar schneller, aber für alle 
10000 wirds im Wasser auf direktem Weg zu voll. Also nehmen manche 
bissle mehr Wasser auf sich und schwimmen seitlich zum Eisen und manche 
schwimmen due ganze Strecke

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