Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Folien Luftspule berechnung


von Max M. (fpga_eth)


Lesenswert?

Kurz eine Frage:

Man habe:
Alufolie 1mm dick, 1m breit
Isolationsfolie 1mm dick:
Einen Spulenköper mit 1m Radius (Luft)

Gesucht ist die Anzahl Windungen damit die Spule 1H hat.

Nach meiner berechnung müsstens 1053 Windungen sein. AI sagt ca. 400? 
(Gut möglich das beides Quatsch ist)

Welche Formeln sind für gewickelte Folienspulen anzuwenden?
Und wie berechnet man die Eigenresonanz?
Existier hier ein Simulationstool?

: Bearbeitet durch User
von Volker B. (Firma: L-E-A) (vobs)


Lesenswert?

Max M. schrieb:

> Welche Formeln sind für gewickelte Folienspulen anzuwenden?

M.W. kann FEMM auch 2-dimensionale Magnetfelder in Polarkoordinaten 
brerechnen: https://www.femm.info
Die Induktitivät ist dann ein "Abfallprodukt".

Grüßle,
Volker

von Max M. (fpga_eth)


Lesenswert?

Volker B. schrieb:
> brerechnen: https://www.femm.info

Perfekt danke das scheint meinen Nachtrag mit der Bearbeitung zu 
beantworten

von Max M. (fpga_eth)


Lesenswert?

Wie kann ich bei FEMM eine Spule definieren aus Alufolie die gewickelt 
ist? Bei Materials ist zwar Aluminium und Kupfer vorhanden, aber wie 
kann ich die dimension davon bestimmen und ebenfalls die Wickelart 
(folie aufgewickelt anstelle mit draht gewickelt)?

von Uwe (neuexxer)


Lesenswert?

Die Näherungsformel für eine "lange" Luftspule ist bekanntlich:

L≈ µ0 * N² * A/l      => hier also

Fläche A= 3,14 m², Länge l= 1m,
mit N=  400 errechnet sich: L= 0,63 H
bei N= 1053 hätte man:      L= 4,38 H

Also sind's auf jeden Fall mehr als 400 Windungen.
---
Irgendwo her hatte ich mal eine Näherungsformel für "kürzere"
Luftspulen:

L≈ µ0 * N² * A / (l + 0,9r)

mit r= Spulenradius.
Dann ergäben sich knapp 530 Windungen.    (?)

: Bearbeitet durch User
von Florian L. (muut) Benutzerseite


Lesenswert?

Eine Spule mit Innenradius 1m und 2mm starken Lagen (1mm Alu, 1mm 
Isolation) mit 1050 Windungen gibt ein Konstrukt mit mehr als 3m 
Außenradius.
Das sieht mir nicht sinnvoll aus.
Der Beitrag der äußeren Windungen wird sehr klein sein.

von Uwe (neuexxer)


Lesenswert?

> ... mit 1050 Windungen gibt ein Konstrukt mit mehr als 3m
> Außenradius.
> Das sieht mir nicht sinnvoll aus.

Was soll's denn werden? Ein Zyklotron?

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

;-)

von Harald (hasanus)


Lesenswert?

https://coil32.net kommt auf 786 Windungen.

von Volker B. (Firma: L-E-A) (vobs)


Lesenswert?

Max M. schrieb:
> Wie kann ich bei FEMM eine Spule definieren aus Alufolie die gewickelt
> ist?

M.W. ist das für die Magnetfeldrechnung nicht relevant. FEMM will 
lediglich die Durchflutung einer Spule wissen.

> Bei Materials ist zwar Aluminium und Kupfer vorhanden,

Nach meiner Erinnerung ist die Angabe des Leitermaterials nur für die 
Berechnung von Wirbelströmen relevant. Aber ich habe schon einige Jahre 
nichts mehr mit FEMM gemacht.

> aber wie
> kann ich die dimension davon bestimmen

Was verstehst Du in diesem Fall unter Dimension?
Da Deine Isolation im Verhältnis zur Dicke des Leiters extrem dick ist, 
würde ich die einzelnen Windungen diskret modellieren.

Hast Du Dir mal die Beispiele angeguckt? Vielleicht gibt's da eines das 
Deiner Aufgabenstellung ähnelt.

Grüßle,
Volker

von Max M. (fpga_eth)


Lesenswert?

Mit FEMM komme ich auf 709 Windungen für 1H.
Aber vereinfach als Körper mit Alu Material welcher als eigenschaft 709 
Windungen hat. Bei 50Hz

Volker B. schrieb:
> M.W. ist das für die Magnetfeldrechnung nicht relevant. FEMM will
> lediglich die Durchflutung einer Spule wissen.

Nun Skinneffekt die grosse Breite etc. Denke dass die approximation ein 
1m langes band gleich zu sehen wie ein AWG12-28 nicht so ganz richtig 
sein kann.

Harald schrieb:
> https://coil32.net kommt auf 786 Windungen.

Nun mit 709 bin ich ordentlich daneben. Da N^2 ist dies ein grosser 
Unterschied

Uwe schrieb:
> Was soll's denn werden? Ein Zyklotron?

Ne Wissen. 1m Breite, 1m Radius kommt von SI Normierung

Florian L. schrieb:
> Der Beitrag der äußeren Windungen wird sehr klein sein.

Der ist der grösste. Grösser als die inneren.

von Volker B. (Firma: L-E-A) (vobs)


Lesenswert?

Max M. schrieb:

> Nun Skinneffekt die grosse Breite etc. Denke dass die approximation ein
> 1m langes band gleich zu sehen wie ein AWG12-28 nicht so ganz richtig
> sein kann.

Welchen Einfluss hat der Skineffekt (bzw. die Stromverdrängung) wenn Du 
die Durchflutung vorgeben musst?

Sorry, ich kann nicht folgen.

Grüßle,
Volker

von Giovanni (sqrt_minus_eins)


Lesenswert?

Also mit FEMM Axial komme ich auf etwa 700 Wdg. Es geht nur um Geometrie 
und Windungszahl. Ob Alu oder Cu und auch die Größe vom Strom sind egal.

Etwas mühsam, da sich die Geometrie mit der Windungszahl ändert (+2mm im 
Radius/Windung).

Stromverdrängung gib es hier nicht, da es keine Aussage zu Frequenz 
gibt. Und außerdem ist eine Induktivität keine elektrische Größe sondern 
wird definiert durch Geometrie uns Stoffwerte.

Max M. schrieb:
> Und wie berechnet man die Eigenresonanz?
> Existiert hier ein Simulationstool?

Das ist nicht das Problem.

Mit einem Außendurchmesser vom 2.5m und einer Dichte von 2700/2 kg/m³ 
hätte das Möbel ein Gewicht von 24 Tonnen.

von Uwe (neuexxer)


Lesenswert?

> Und außerdem ist eine Induktivität keine elektrische Größe
                                     ***********************
> sondern wird definiert durch Geometrie uns Stoffwerte.

Wieder was gelernt! -

Wir brauchen Fachkräfte/Innen!

SCNR

: Bearbeitet durch User
von Maxim B. (max182)


Lesenswert?

Einfach machen und danach messen. Berechnungen sind sehr ungenau, da zu 
viele Variablen drin.

von Nemopuk (nemopuk)


Lesenswert?

Bei so viel Fläche befürchte ich, dass die Kapazität des Wickels für die 
unbekannte Anwendung zu groß wird. Was soll es denn werden?

von J. T. (chaoskind)


Lesenswert?

Uwe schrieb:
> Und außerdem ist eine Induktivität keine elektrische Größe

Was lässt dich eigentlich glauben, es sei eine gute Idee in den Zitaten 
rumzupfuschen? Was soll das, den Namen vom zitierten rauszulöschen. Das 
ist ja ein Extraschritt, der völlig unnötig ist...
Du machst dir also extra die Mühe, das rauszulöschen.
Warum? Was versprichst du dir davon?

von Nemopuk (nemopuk)


Lesenswert?

1000 Windungen multipliziert mit 2x der Dicke der Folien ergibt eine 4 
Meter dicke Spule.

Nachtrag: Ach ich sehr gerade, dass Giovanni ebenfalls  auf die 
Dimensionen hinwies.

: Bearbeitet durch User
von H. H. (hhinz)


Lesenswert?

Nemopuk schrieb:
> 1000 Windungen multipliziert mit 2x der Dicke der Folien ergibt
> eine 4
> Meter dicke Spule.

Ist doch nicht groß.


So sieht eine Männerspule aus:
https://image.stern.de/9245754/t/oL/v3/w1440/r1.7778/-/iter.jpg

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? Keine Anmeldung erforderlich!
Mit Google-Account einloggen
Noch kein Account? Hier anmelden.