Hallo! ich möchte einen STARKEN el. Magnet bauen! Draht um den Nagel reicht nicht! ;) hat jemand eine Idee? Eher ein Dickes Draht oder ein dünnes? Welchen Kern? Danke!
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geblechter kern und dann ist die frage ob du mehr angst vor viel strom oder viel spannung hast mus das eine dauerfeld sein oder pulsartig?
was ist eigentlich besser? meht Windungen oder mehr Strom? ich meine für die Hubkraft. ich habe von Stom UND Spannung keine Angst! wichtig ist das Resultat ;) Dauerhaft/Pulsartig - ist egal
>ich habe von Stom UND Spannung keine Angst! wichtig ist das Resultat ;) >>so geht das, lies mal: >??? wo da? ist alles Hochspannung :( Was jetzt? Mit 'ner Mignonzelle lässt sich halt kein Auto heben... @Düsentrieb Krass... was es alles gibt.
> ich habe von Stom UND Spannung keine Angst! > ist alles Hochspannung :( Ja was jetzt? Hochspannung hui oder pfui? ;-) Die Webseite zeigt auf beeindruckende Weise, dass man, wenn man vor Strom UND Spannung (und vielleicht vor umherfiegenden Kupferfragmen- ten :)) keine Angst hat, sehr starke Magnetfelder erzeugen kann, mit denen sogar berührungslos Metallteile verformt werden können.
Aeh ja. Gepulst gibt's die hoeheren Felder. Ich kenn da welche, die nehmen ein paar Windungen (20) von 0.5mm Draht fuer eine Spule mit 3mm Innendurchmesser, einen dicken Elko mit 300V drauf, einen dicken 300A IGBT und lassen's da mal knallen. Das Problem ist die Repetitionsfrequenz, die sollte genuegend hoch sein fuer deren Ziele.
@Alexander: > was ist eigentlich besser? > meht Windungen oder mehr Strom? > ich meine für die Hubkraft. Das ist völlig egal, es zählt das Produkt aus Windungszahl und Strom. Bei sehr wenigen Windungen brauchst Du sehr viel Strom und der Draht wird u.U. etwas "unflexibel". Bei sehr vielen Windungen wird die Wickelei ohne Maschine sehr mühsam, aber hohe Spannungen, z.B. Netzspannung, sind leichter zu handhaben als große Ströme. > ich habe von Stom UND Spannung keine Angst! wichtig ist das Resultat ;) > Dauerhaft/Pulsartig - ist egal Dauer- oder Impulsbetrieb ist aber schon ein wichtiges Kriterium für die Konstruktion. Mit einem Eisenkern kannst Du im Dauerbetrieb Kräfte bis zu etwa 40 N/cm² erreichen. Mehr geht dann auch im Impulsbetrieb nicht. Größere Kräfte lassen sich nur mit Luftspulen im Impulsbetrieb erreichen. Dazu brauchst Du ohne Supraleitung um etliche Größenordnungen größere Leistungen. Luftspulen würden bei solchen Belastungen im Dauerbetrieb innerhalb von Sekundenbruchteilen verdampfen. Jörg
@Kai: > Was jetzt? > Ja was jetzt? Da hatten wir wohl (fast) denselben Gedanken :-)
Wir haben mal Elektromagnete gebaut um LKW-Blattfedern zu transportieren. Ist schon etwas her, die Tragkraft lag bei ca 200 kg. Das "Gehäuse" war aus handelsüblichem Baustahl zusammengeschweißt. In die Deckplatte wurden ca. alle 20 cm Messingringe eingesetzt die einen Durchmesser von 5 cm hatten. Das Prinzip kann man sich gut bei Magnetplatten von Fräsmaschinen ansehen. Dort sind die Messingeinsätze jedoch meist oval. Die Magnetplatten (und auch unsere Konstruktion) lief mit 48 V und dann dementsprechend dicken Drähten. Die niedrige Spannung wurde aber auf Grund des Kühlwassers in der Umgebung eingesetzt. Wenn nichts dagegen spricht würde ich das aber so konstruieren, dass man direkt das Netz ohne Trafo gleichrichtet. Irgendwann hatte ich mal einen Hebemagneten von einem Hafenkran für Schrott zur Reparatur. Die Spule wurde des Gewichtes wegen aus umwickelten Aluminiumdraht anstatt Kupfer hergestellt. Die Spule hatte einen Durchmesser von knapp 2m. Gruß Thomas
> ich habe von Stom UND Spannung keine Angst!
Kleiner Schreibfehler, das heisst nicht "Angst" sondern "Ahnung" :-))
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ja, schon nett....dürfens auch ein paar elektronen mehr sein? oder so http://members.tm.net/lapointe/Can_Crusher_Latest.html
Du willst mit dem Magneten nicht zufällig ein Röntgengerät transportieren, oder? ;)
Also von Strom und Spannung habe ich wohl Ahnung! ich weiss nur nicht, wie ich mit den "Hausmitteln" den Magneten bauen soll. also einen Stück Stahl finde ich noch. welches Draht soll ich nehmen? Kann ich was von grossen Trafo abwickeln? Wieviele Windungen brauche ich ungefähr? Denn je mehr Windungen, desto grösser der widerstand, und kleicherer Strom. was soll ich unter "gepulst" verstehen? so zu sagen einen Starken Transistor, den mit dem taktgeber an der Basis angesteuert wird? mit welcher Frequenz? also ich brauch konkrete Formeln zumindestens.
@Gartenzwerg ich meine es ernst mit den Formeln! Ohmschen Gesetz kenne ich!
@Alexander: Worauf dich Gartenzwerg -etwas subtil- hinweisen wollte, ist folgende Tatsache: DU HAST OFFENSICHTLICH KEINE AHNUNG!!! Dies konnte ich nach durchlesen deiner Beiträge zweifellos nachvollziehen.Daher ein Vorschlag: 1.)Such dir in der Unibibliothek ein Buch mit der Aufschrift "Grundlagen der Elektrotechnik Teil 1" 2.)Such dir ein Kapitel mit dem Titel: "Magnetismus". Da findest du deine Formeln. Ich wage aber zu bezweifeln, dass du damit irgendetwas anfangen kannst. Irgendwie machst du auf mich den Eindruck, dass selbst ein einfacher Integral dich ziemlich schnell aus der Bahn wirft. Damit wirst du aber bei diesem Thema ziemlich schnell und oft konfrontiert werden... Nichts für ungut, aber zwischen U=R*I und Elektromagnete dieser Leistungsklasse zu berechnen liegt doch ziemlich viel. Noch ein kleiner Tipp: hast du dir auch schon mal Gedanken darüber gemacht, wie du deinen Magneten abschaltest?? Einfach Schalter umlegen is nich... das gibt nur Funken und geschmolzenes Metall in der von dir vorgestellten Größenordnung...
Die Tragkraft eines Elektromagneten lässt sich mit der Formel
bestimmen. A ist hier die Querschnittsfläche die vom magnetischen Fluss durchstoßen wird. Weiter:
N = Windungszahl Wenn du die Formeln richtig kombinierst, kannst du von einer gewünschten Tragkraft auf den dafür geforderten Strom und die Induktivität schließen. Schmeiß doch mal WIKI an (Stichwort: Magnetische Felder, Magnetischer Kreis) da findest du noch mehr Infos.
Die stärksten nicht supraleitenden Elektromagnete heißen "Bitter-Magnet" http://de.wikipedia.org/wiki/Elektromagnet "Bittermagnet (benannt nach seinem Entwickler am National Magnet Laboratory des MIT Francis Bitter), bestehend aus einem Stapel von etwa 250 Leiter- und Isolatorplatten, durch Wasserkühlung Felder bis 20 Tesla im Dauerbetrieb, bis zu 100 Tesla im Impulsbetrieb erreichbar" http://www.hfml.ru.nl/20t-magnet.html damit kann man sogar Frösche fliegen lassen http://www.hfml.science.ru.nl/froglev.html
Hab ich mal aus "Physik für Ingenieure" abge(lesen)kopiert: Zitat: "Ein Elektromagnet mit einem U-Eisenkern (Elektroblech) hat zwei Polflächen von je A = 200 mm² und wird von der magnetischen Spannung = 300 A erregt. [....] Mit der ganzen Polfläche erhält man die Tragkraft 312 N.
@ D. G-s: > Die Tragkraft eines Elektromagneten lässt sich mit der Formel > >
> > bestimmen. A ist hier die Querschnittsfläche die vom magnetischen Fluss > durchstoßen wird. > > Weiter: > >
>> > N = Windungszahl > > Wenn du die Formeln richtig kombinierst, kannst du von einer gewünschten > Tragkraft auf den dafür geforderten Strom und die Induktivität > schließen. Nein, kann er nicht. Er muß zumindest auch wissen, wie man einen idealisierten magnetischen Kreis mit Eisenkern und Luftspalt berechnet. Bei realen Magneten ist dann ohnehin meistens Schluß mit Formeln. Jörg
@Jörg Natürlich muss er sich auch noch einmal selbst hinsetzen und den Kram verstehen. Die drei Formeln sollten auch nur als Appetizer fungieren selber mal zu recherchieren und hoffentlich zu lernen. Das beste ist immer die Formeln selbst herzuleiten. Dann hat man es auch meist verstanden. Bei realen Magneten kommt sowieso nur noch die Finite Element Methode zum Einsatz (Biot-Savart'sche Gesetz...). Analytisch kann man sich nur nach etlichen Vereinfachungen eine Abschätzung erstellen.
Manchmal zweifel ich am Hilfswillen der Leute hier.
hätte ihm wohl schon geholfen... Ergo, das Feld wird mit steigender Windungszahl und Strom stärker. Da allerdings dein Kupferlackdraht oder was immer Du auch benutzt einen Widerstand hat... naja, da solltest Du noch drauf kommen. Und fürs ausschalten... Denk mal über die Funktion einer Freilaufdiode nach. Achja, nochwas vergessen: Wenns um Tragkraft geht: mit
und
von D. G-s sollte es auch gehen.
Schon blöd wenn man mit LaTeX-Syntax nicht ganz vertraut ist, hier nochmal sauber:
und
I elektrischer Strom n Windungszahl l mittlere Feldlinien-Länge (Spulenlänge) y0 magnetische Feldkonstante (4*PI*10^-7) yr Permeabilitätszahl B magnetische Flußdichte A Polfläche F Tragkraft PS: Sehe grade, fast alles auf http://de.wikipedia.org/wiki/Elektromagnet zu finden.
Super, da überbieten sich mal wieder die Experten in Latex-Syntax und dem OP ist kein Stück weit geholfen. Wie arrogant ist das denn? Ich finde die Frage jedenfalls nicht sonderlich bescheuert und für das Forum durchaus interessant. Die Formeln oben mögen richtig sein, aber über das "wie" wurde trotzdem nur wenig gesagt. Über das wie kann ich auch nur wenig sagen, aber etwas herunter gebrochen läuft es darauf hinaus, möglichst viel Energie in eine Spule zu stecken. Um den Wirkungsgrad hoch zu halten muss möglichst viel Kupfer (guter Kompromiss aus Leitfähigkeit und Preis) in die Spule verbaut werden. Der Leiter-Querschnitt darf so gewählt werden, dass eine vorhandene Stromquelle, sagen wir doch mal das 230V-Netz optimal "abgeschlossen" wird, also 230V, 16A sind 14,4 Ohm, liefert 3680kW. Bei entsprechender Wasserkühlung (die sollte dann aus der anderen Phase versorgt werden zwinker) ist dann auch Dauerbetieb möglich. Das könnte schon ne Menge Kupfer verschlingen :-) Wie man nun das Magentfeld verlustarm in einen Eisenkern gibt, darf ich meinen Folgeredner beantworten lassen ;-)
Ohne Randbemerkungen wuerde ich die Formel
F = \frac{B^2}{2 \mu_0} \cdot A
als Schrott betrachten. Die ist nur gut fiuer den Kuebel. Ein Magnetfeld
bewirkt nicht automatisch eine Kraft. Zumindest nicht solange es homogen
ist. Viel wichtiger waere die Aussage, dass der Fluus moeglichst hoch
sein soll, die Querschittsflaeche auch, der magnetische Weg moeglichst
kurz, und ein Luftspalt meglichst klein.
Naja, die Transferleistung das von dir gesagte aus den 3 angegebenen Formeln abzuleiten sollte dann schon drin sein...
Muss einfach auch noch meinen Senf dazu abgeben! Wie das mit dem Spulenwickeln geht sollte ja inzwischen klar sein... Wichtig ist, dass Du die magnetischen Verluste möglichst gering hälst. Soll heißen, Du bastelst Dir ein magnetisches Ersatzschaltbild (vgl. Physikbuch) und versuchst die magnetischen Widerstände möglichst klein zu halten (Stichwort: Luftspalt). Außerdem musst Du Verluste aufgrund von Streufeldern klein halten, d.h. keine scharfen Kanten am Eisenkern. Ansonsten kann ich noch die folgenden Tipps geben: - kurzer sehr hoher Strom --> Autobatterie entladen oder richtig dicken Kondensator - viel hilft viel --> Wicklungen und Drahtquerschnitt - Kühlung vielleicht nicht unbedingt mit Wasser - geblechter Kern vermeidet Wirbelströme, die wiederum für Verluste sorgen @Alexander: Was hast Du denn genau vor? Wie lange möchtest Du das Magnetfeld aufrecht erhalten? Woher bekommst Du den Strom bzw. bist Du hinsichtlich Spannung begrenzt? Ich hoffe, Dir ist klar, dass schon so mancher Knochenbruch bei solchen Experimenten herausgekommen ist! Wünsche trotzdem viel Spaß dabei!
bzgl fliegender Frosch: gerade gefunden, der "kleine" Magnet zum frosch-fliegen hat : Power: 17 MW !! also nix für daheim...
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hallo ihr kennt euch ja alle voll aus - ich such eine möglichkeit einen elktro magneten der genau 1275 gramm halten kann aber ich bekomme das nie genau hin ihr könnt doch alle mit den ganzen formel arbeiten ? wenn einer von eu mir die gnade zu erweisen und das für mich machen ?? ich habe einen kern kupfer R 5 mm dann eine kustoff schicht 1- 1.1 mm dann eine u-stahl mantel 9 mm dick wie viele windungen brauch ich wenn ich einen 0,5 dicken kupferdrat nehme ??? ps bitte strom spannng sind mir egal und zwar wirklich egal (ich libe zszs zszsz zszs ssttaarrrkkstttrroommm ^^ )
wickel irgendwas drauf. Dann stellst du die Spannung so ein, daß die Kraft genau richtig ist.
hm ich hab nur zwei so blaue boxen der eine normal stron der andere stak strom da sind zwei regler einer für die v der ander a mit welchem stell ich das ein oder mit beiden ?? ps weis du wie man das mit dem impuls hinbekommt ?
Sorry-ewig lange threads, weil nur wenige ihm echt helfen wollen; wozu ein Integral ausrechnen, wenn hier lineare Beziehungen vorliegen? Erst nach dem 10. Reflex wurden dem Armen die Formeln genannt. O.K.- ein paar witzige, zynische Einwände, physikal. begründet,is ganz lustig! By the way-auch ich hab ein paar Fragen: I. Man kann wohl sagen, magn.Kraft F resultiert aus Strom, nicht aus Spannung; zwar kann ich mittels mehr U dann I erhöhen, I linear steigern; könnte aber auch, um mehr I zu haben, R senken (dickeren Draht); Die Ampere machen`s ! Und je mehr Wicklungen, n~ F, also proport. steigt auch die Kraft! Glaube, weil mehr Windungen n vom Strom mehr % in Magnetismus umsetzen! Oder? Mehr Cu- Drahtlänge macht nur wenig mehr R, weil Cu super leitet! Also ist das spitzfindig, an Anzahl Windungen sparen. Das senkt I kaum! O.K.? II. Unklar ist mir der Vorteil von Impulsbetrieb: das wäre klug, wenn ich Induktionen will, (Spannungsstösse); ich erhalte doch im Augenblick des Impules (Stromänderung für einen Augenblick keine erhöhte magn. Kraft F- oder? Nur einen Spannungsstoss; III. Einer sagte, Vorsicht beim Ausschalten, da schmilzt dir alles weg; O.K.- einen Augenblick Spannungsstoß; aber Annahme: 230 V Trafo primär, 16 A, (=3,68kW),was freilich viel ist (= 3 mittlere Kochheizplatten)das die Sicherung gerade noch hält. Dann Sekundär 3,68 kW = 12 V* 306 A; hält kein normaler Draht aus,sondern 8 mm Durchmesser! Viel zuviel Strom! Also- lieber direkt aus 230 V die Magnetspule speisen? Beim elektr. Schweißgerät schlagen die Wicklungen ja auch nicht durch; IV. Habe ich bei Gleichstrom wirklich keinerlei induktive Wirkung in der Spule? D.h. rein nur Erhöhung von R, weil Draht länger? Auch nicht bei ein paar hundert Windungen? Nur linear den Kupferwiderstand aus der Cu-Länge? Gruß! Dilettant
FRAGE: Habe ich recht, zu sagen: nur I macht Magnetische Kraft! Wieviel % von I zu Magnetkraft wird, (Effizienz) liegt an der Windungszahldichte, also Windungen/ Länge=(Spulendichte)? Volt interessiert hier primär nicht! Im Gegensatz z.B. zu einer anderen Art von Leistung, z.B. Heizen mit einem Draht (Kochplatte); Da gilt bekanntlich p = I * U; also nicht nur I ! Um mal den Unterschied klar herauszukehren! Bitte von einem bestätigen, der einige Sem. E-Techik drauf hat oder z.B. "Motorenwickler" gelernt hat, es also sicher weiss! Die lernen nicht soviel, wie die Supergescheiten hier (mit Integral), aber das Wenige richtig!11.2.2010, Danke vom Dilettant
Hi Nun ja, es ist verführerisch, mit Formeln zu glänzen. Allerdings, so hab ich's gelesen, war's auch erwünscht ! Um die letzte Frage zu beantworten, "Ja, das Magnetfeld hängt vom Strom ab, welcher durch einen Daht fließt." Aber, viele Drähte, sprich große Spule, viele Addition von Magnetfeldlinien. Daher ist auch hier die Leistung nach U*I definiert. I ist U / R, also ist I abhängig von Leiterlänge und / oder der angelegten Spannung. Es ist daher blauäugig, zu erwarten, das die Kraft eines Magneten nur vom Strom abhängig ist. Die vorgenannten Formeln beziehen sich nur auf Gleichstrom. Im Wechselstromkreis muß die Induktivität der Spule mit einfließen, da reicht nicht der reine Drahtwiderstand. Gruß oldmax
Hallo Leute, bin ich neu hier, , ich möchte einen STARKEN el. Magnet bauen aber nur mitdem Drahtschleife und mit U=12v (ohne Kern) . Mit welchen Materiall soll ich verwenden? Vielen Dank für Ihre Hilfe
> Mit welchen Materiall soll ich verwenden?
Als was?
Als Draht?
(Denn als Kern soll es wohl Luft sein, wenn ich dich richtig verstanden
habe).
Da wir mal davon ausgehen, daß du kein flüssigen Wassersoff oder Helium
als Kühlung bis an den absoluten Nullpunkt heran zu Hause hat, ist die
Wahl klar und es gibt nichts anderes:
Yttrium-Bariumcarbonat-Kupferoxid als Gemisch, also Yttrium123
Vielleicht solltest du doch an einen hochpermeablen Kern denken statt
Luft.
Ja als Drahtschleife, aber aus Liegiert oder unliegierte Stählle? Die Drahtschleife 4 mm durchmesser sein soll.Mit kern hab ich nur 10mm gefunden, für mich brauche ich ab 20mm . Danke schön
MaWin schrieb: > Yttrium-Bariumcarbonat-Kupferoxid als Gemisch, also Yttrium123 Da langt dann auch flüssiger Stickstoff... Alletrdings wird der Strom im Dauerbetrieb unendlich hoch, das braucht ne Menge von dem Zeugs ;)
Aber YBCO-123 passt meine Experimemt nicht, deshab suche ich gute Magnetierbar und gute Leitfähigkeiten Werkstoff oder nicht nur hoch Permeabilitäte ,Sättigung sondern Feldstärke auch. Hast du noch andere Idee?
Die Leute gingen unpassenderweise davon aus, dass ein Typ-2 supraleiter auch fuer Magnetfelder taugen. Das tun sie nicht ihne weiteres. Ein typ1 ist da ein stueck besser. Ich wuerd auf Niob tippen. 100 Windungen zu 1 Quadratcentimeter und gut ist. Bei Heliumtemperatur hat der eine optimale Leitfaehigkeit.
Hmm. Eine Drahtschleife, 5cm Durchmesser aus Eisen/Stahl an 12 V. Macht ungefähr 10000A... Gibt ohne Kern und in der Mitte der Schleife ca. 0,25T. Ne ganze Menge. Bleibt die kleine Frage woher du die 120kW bekommst, und die größere wie du die wieder abführst... Besser wären 6 Windungen 1,6mm Kupfer. Das macht dann nur ca. 1700A bei gleich starkem Magnetfeld. Praktisch aber auch noch nicht zu kühlen. Realistisch: 600 Windungen 0,16mm Kupfer mit 1,7A. Leider nur noch mit 2,5mT Flussdichte.
Ob Niob Biegbar ? ich möchte 1m lang und durchmesser 4mm Eisen oder Ferro-in 7cm ,20cm,7cm,30cm,7cm,10cm und 7cm Draschleife als kern biegen und mit Lackskupfer wickel ist möglich?
Mach mal eine Zeichnung/Skizze und poste die hier... > ich möchte einen STARKEN el. Magnet bauen definiere "STARK" in N oder kg BTW: >>>> Hinweis: der Originalbeitrag ist mehr als 6 Monate alt. Da habe ich mir jetzt den ganzen alten Thread durchgelesen, nur um zu sehen, dass zum Schluss eine komplett neue Frage gestellt wird. Das Übernehmen eines alten Threads für eine neue Frage ist unschön, sowas macht man nicht. Stattdessen würdest du besser einen neuen aufmachen... :-/
Lothar Miller schrieb: > Mach mal eine Zeichnung/Skizze und poste die hier... Sicher besser. Zuerst ohne Kern, nur eine Drahtschleife. Dann die Drahtschleife aus Stahl. Dann ist die Drahtschleife plötzlich ein Kern - den es gar nicht geben sollte. Und die Wicklung aus Kupferlackdraht. Das Anford3rungsprofil ist widersprüchlich und löchrig wie ein Sieb. Das Ergebnis steht aber glaub ich schon fest ;)
Zuerst sollten wir wissen was denn gebaut werden soll. Und wozu. Der Frager hat nicht genuegend Theorie um das Problem zu rechnen. Ein starkes Feld, ohne Kern und ab 12V ist zu unpraezise. Es gibt auch gepulste Felder.
Hallo, sollte es nicht möglich sein einfach Hochvakuum als Supraleiter zu benutzen? Da können sich die Elektronen ja frei bewegen. "Einfach" einen extrem stark positiv geladenen Stab und einen stark negativ geladenen Mantel, dazwischen Vakuum und ein paar Elektronen, die mit sehr hoher Geschwindigkeit um den Kern kreisen?
Hallo, eigendlich soll ich die Sonde oder ähnlich wie eine Antenne die Magnetische oder andere Strahlung empfängen. Ohne Kern einer sagt besser für die Empfang weil die Feldstärke gleichmäßig anderer sagt die Drahtschleife als kern und mit Kupferlacks Wicklung,das macht mehr H & B ? Welcher ist besser? Hab Ihr noch andere meinung?
Stefan Helmert schrieb: > sollte es nicht möglich sein einfach Hochvakuum als Supraleiter zu > benutzen? Da können sich die Elektronen ja frei bewegen. "Einfach" einen > extrem stark positiv geladenen Stab und einen stark negativ geladenen > Mantel, dazwischen Vakuum und ein paar Elektronen, die mit sehr hoher > Geschwindigkeit um den Kern kreisen? So frei können sich die Elektronen nun auch nicht bewegen. Um kreisen zu können, müssen sie beschleunigt werden und das erzeugt elektromagnetische Strahlung, die dem Elektron als Energie verloren geht. Ein Supraleiter funktioniert da besser. Jörg
Hallo, eigendlich soll ich die Sonde oder ähnlich wie eine Antenne die Magnetische oder andere Strahlung empfängen. Ohne Kern einer sagt besser für die Empfang weil die Feldstärke gleichmäßig anderer sagt die Drahtschleife als kern und mit Kupferlacks Wicklung,das macht mehr H & B ? Welcher ist besser? Hab Ihr noch andere meinung? Dass ist die Skizze
Als Doc-file ? Was soll das ? Und was soll empfangen werden. Ich kann's mir nicht vorstellen.
Was soll das Bild denn? Das ist doch Bull**** Jetzt soll plötzlich was empfangen werden und von einer Sonde/Antenne ist die Rede... Die brauchst Dich nicht wundern, wenn Du 1000 verschiedene Aussagen bekommst. Deine Erklärungen um was es geht sind vollkommen unverständlich. Schritt 1: Versteh Du selbst die Aufgabenstellung. Schritt 2: Lerne die Aufgabenstellung anderen zu erklären. Dann kann dir geholfen werden.
Nun motzt mal nicht so rum, nicht jeder ist ein deutscher Muttersprachler. Ansonsten (an vinhxuan): Bitte mal etwas genauer das Ziel der Aktion beschreiben, dann kann auch schneller geholfen werden.
Das hat mit der Sprache erst mal nichts zu tun. Magnet (U=12V) und Sonde/Antenne sind sowas von unterschiedliche Anforderungen, die sollte man mit Hilfe eines Wörterbuchs oder des Internet schon auseinander halten können. Auch als Nicht-Muttersprachler. Zeichnung wäre auch gut geeignet Sprachbarrieren zu überbrücken. Die vorgelegte deutet nicht auf nennenswerte Bemühungen bzw. Verständnis hin.
mehr als drei verschiedene Fragesteller mit komplett unterschiedlichen Fragen hier ... kann das nicht bitte wer schließen?
hm ein Sensor für Strahlungen empfangen aus Drahtschleife mit Strom oder ein Sensor Prinzip wie ein Elektromagnet
@vinhxuan: So wirst Du nie Antworten bekommen die dir helfen können. Streng dich endlich an.
Wirklich wollte ich ein Sensor für Strahlung empfangen nach prinzip Elektromagneten, deswegen brauche ich eure helfen , um meine Experiment zu erledigen. Deshalb suche ich einen Werkstoff mit hochpermeabilitäte und Sättigung und hohe Feldstärke.ich bin noch nicht sicher ob mit Kern und Spule ist besser als nur Drahtschleife? Edelställe? Ferrit- oder Ferromagnetenställe ? welche ist geeignet für mein Gerät. Ich weiß mit dem Kern und Spulenwicklung die Feldstärke sehr hoch werden, aber es ist nicht automatic gute Empfang oder ..? Die Drahtschleife mit 12V ist Feldstärke sehr zwache, aber kann gute empfangen ? Ich brauche Ihre Beraten.
Hallo, ich möchte auch einen E-Magenten machen: habe jetzt mal 2000 herum gewickelt, mit einer Dicke von 0.3mmm glaub ich -> der magnet ist bei 9V sehr schwach, aber die Kraft wird sichtbar! Ich möchte jetzt wissen mit wie viel Volt ich ihn betreiben darf und wie viel ampere und geht die stackdose, oder ist es für die dann wie ein kurzschluss? mfg whiterock
> Ich möchte jetzt wissen mit wie viel Volt ich ihn betreiben darf
Falls du klug gewickelt hast (nur Windungen nebeneinander die ähnlcihe
Spannung haben, also den Kern langsam von links nach rechts vollwickeln
wobei man jeweils bis zum maximalen Durchmesser wickelt und nicht etwas
von links nach rechts und die nöchste Schicht wieder von rechts nach
links), dann verträgt der schon viel Spannung bevor es durch die
Isolation Funkenüberschläge gibt,
aber das wirkliche Limit ist die zulässige Erwärmung. Je nach Draht und
Temperaturfestigkeit der Lackisolation und gewünschter Haltbarkeit (10
GradC weniger verlängern das Leben der Spule auf das doppelte) drehst du
so weit auf, bis der Kern (das Innere der Drahtwicklung) die
Maximaltemperatur erreicht, bei Klasse B sind z.B. 120 GradC erlaubt.
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Hab mal ein bild angehängt -> wie viel ampere laufen bei 14ohm ungefähr 9V und wie ist die maximalspannung usw. mfg Whiterock
9=14*i i=9/14 i=1.55 Wie mach ich es nun das meine Batterie nicht gleich heiß wird? Würde beim anschluss an 230V (16 ampere) die sicherung fallen? mfg Whiterock
whiterock schrieb: > i=9/14 > i=1.55 ??? Bitte nochmal rechnen. > Würde beim anschluss an 230V (16 ampere) die sicherung fallen? Der nächste Kandidat für den Darvin-Award. Rechnerisch würd die Sicherung fliegen. Praktisch wird dein Draht (0.3mm) sofort zerschmelzen, da er die Verlustleistung nicht abkann. P = U*I Bitte selber ausrechnen. :-)
ooops, ahb mich wohl verrechnet : ab wie viel ampere oder volt oder watt fliegt ne gewöhnliche sicherung?
whiterock schrieb: > 9=14*i > i=9/14 > i=1.55 LOL...naja...fast! Kleinere Zahl durch größere ergab ja schon immer größer 1 ;-) whiterock schrieb: > Würde beim anschluss an 230V (16 ampere) die sicherung fallen? Also nur mal zur Überlegung vorab: Ich werfe jetzt einfach mal die Zahl 3,8kW in den Raum - sieht dein Magnet in etwa danach aus? Nur zur Info: Für einen Herd würde diese Zahl schon knapp genügen...
whiterock schrieb: > ab wie viel ampere oder volt oder watt > fliegt ne gewöhnliche sicherung? Na die 16 Ampere haste ja schon selber hingeschrieben...
> Heißt dass, eine Sicherung fliegt ab genau 16 ampere? Es heisst, daß man besser durch's Leben kommt, wenn man Google kennt und selber lernt: http://www.mk-intern.de/desto-instg/instgeraete/system%20pro%20m%20compact/Ausl%F6se-Charakteristik.pdf
a) Das war ja nur ne reine Überhitzung .. b) 16A Sicherungen fliegen, wenn für eine gewisse Zeit ein Strom von mehr als 16A fliessen. D.h. der kurzzeitige Kurzschlusstrom liegt um ein wesentliches höher!
Ich hätte da eine Frage weis jemand wie man ein Elektomagnet bis 81.3kN bauen könnte? Eine Vorgabe ist dass es nicht zu gross wird (max. 150x150mm höhe egal).
Hallo, also ich gab keine Ahnung von Physik, geb ich zu. Ich habe mir den Thread durchgelesen und garnichts geblickt. 10 Experte, 10 Meinungen. Wie soll da ein Laie klarkommen?
Hallo, auch ich interessiere mich für starke Elektromagneten. Aus dem bisher geschriebenen wird man ein bisschen schlau, aber so ganz durchblicken tu ich auch noch nicht. Um die Diskussion zielführend anzuregen, möchte ich mal folgende Überlegungen einbringen: Die meisten ferromagnetischen Stoffe, wie Eisen, fangen bei ca. 1,5T bis 2Tesla an zu sättigen. Wenn die Spule also auf 1Tesla magnetisiert wird, vereinfachen sich obige Formeln zu: F = 1/B² 2µ0 A, was durch die Annahme von B=1 zu F = 1/2µ0 * A wird, und wenn wir 2µ0 ausschreiben, zu F = 1/ (2 * 0,000001257) * A, also F(in Newton) = 397772 * A(in qm) //in Näherung 400.000 * A// Ist das richtig so? Demzufolge hätte ein Elektromagnet, dessen Spule auf 1 Tesla magnetisiert ist, und dessen Schenkel jeweils 10cm*2cm sind, eine Kraft von F = 397772 * 0,1Meter * 0,02Meter = 795 Newton = 79kg Kann das einer der Fachleute bestätigen? Dann hab ich noch ein Problem mit der Behauptung, dass die mag. Kraft ausschließlich durch Wicklungen * Strom bestimmt werden, ohne Berücksichtigung der Spannung. Wenn ein Elektromagnet eingeschaltet wird, aber keine Last hat, verrichtet er keine Arbeit. Die zugeführte Leistung erzeugt lediglich die ohmschen Verlust (Ptot). Wenn mit diesem Elektromagnet nun eine Last bewegt wird, verrichtet er Arbeit. Folglich muss die aufgenommene Energie Pges = Ptot + Parbeit sein. In beiden Fällen ist das magnetische Feld das gleiche. Wird der Elektromagnet mit einem Konstantstrom betrieben, dann ist Strom in beiden Fällen identisch, der Kupferwiderstand ist der gleiche, damit sind die Verlustleistungen die gleichen. Die Energie, die zur Verrichtung der Arbeit benötigt wird, MUSS jedoch irgendwo herkommen. Ohne es ausprobiert zu haben, vermute ich, dass der Spannungsabfall über der Spule abhängig von der verrichteten Arbeit ist. Denn ansonsten wäre es ja ein Perpetuum ....... Kann jemand Licht ins Dunkle bringen, wie sich die Spannung ins magnetische Feld einbringt?
Michael S. schrieb: > F = 397772 * 0,1Meter * 0,02Meter = 795 Newton = 79kg > Kann das einer der Fachleute bestätigen? Ja, das kommt ganz gut hin. Mit einem "normalen" Elektromagneten kann man tatsächlich eine Kraft bis zu ca. 40 N/cm² aufbringen. > Dann hab ich noch ein Problem mit der Behauptung, dass die mag. Kraft > ausschließlich durch Wicklungen * Strom bestimmt werden, ohne > Berücksichtigung der Spannung. Das ist wohl wahr, soweit es sich um einen fest definierten magnetischen Kreis handelt. Die Kraft wird durch die Feldstärke bestimmt und diese ist wiederum nur vom Strom abhängig. > Wenn ein Elektromagnet eingeschaltet > wird, aber keine Last hat, verrichtet er keine Arbeit. Die zugeführte > Leistung erzeugt lediglich die ohmschen Verlust (Ptot). Richtig. Die ohmschen Verluste gehen dem System aber in Form von Wärme unwiederbringlich verloren und sind für Deine Betrachtung irrelevant. Hier rechnest Du besser mit einer idealen Spule. > Wenn mit diesem > Elektromagnet nun eine Last bewegt wird, verrichtet er Arbeit. Folglich > muss die aufgenommene Energie Pges = Ptot + Parbeit sein. In beiden > Fällen ist das magnetische Feld das gleiche. Nein. Zwar nimmt die Feldstärke bei Lastanhebung zu, die räumliche Ausdehnung des Feldes in der Luft veringert sich aber so stark, dass sich die Feldenergie insgesamt veringert. Die überschüssige Feldenergie dient der Lastanhebung. > Wird der Elektromagnet mit > einem Konstantstrom betrieben, dann ist Strom in beiden Fällen > identisch, Logisch. > der Kupferwiderstand ist der gleiche, damit sind die > Verlustleistungen die gleichen. Auch richtig, aber irrelevant (s.o.). > Die Energie, die zur Verrichtung der > Arbeit benötigt wird, MUSS jedoch irgendwo herkommen. Ohne es > ausprobiert zu haben, vermute ich, dass der Spannungsabfall über der > Spule abhängig von der verrichteten Arbeit ist. Denn ansonsten wäre es > ja ein Perpetuum ....... > > Kann jemand Licht ins Dunkle bringen, wie sich die Spannung ins > magnetische Feld einbringt? Nimm einfach ideale Voraussetzungen an, d.h., das Eisen hat eine unendlich hohe Permeabilität, kann aber wegen der endlichen Sättigungsfeldstärke selbst keine Energie speichern. Wenn die Last vollständig gehoben ist (luftspalt = 0), befindet sich keine Energie mehr im magnetischen Kreis. Wie bei einem einfachen Stromkreis ohne Spule kannst den Strom dann einfach abschalten und die Last fällt wieder runter. Wenn Du den Strom wieder einschaltest, ist der magnetische Kreis wieder offen und es muß im Luftspalt ein magnetisches Feld aufgebaut werden. Während der Aufbauphase induziert die Feldspule eine Spannung, die mit Strom und Zeit multipliziert, bzw. integriert die Feldenergie ergibt. Über die induzierte Spannung "pumpt" die Stromquelle die elektrische Energie in das magnetische Feld. Genau diese Energie dient anschließend zur Anhebung der Last. Da sich die Feldstärke während der Lastanhebung noch erhöht, wird auch während der Lastanhebung eine Spannung in der Spule induziert. Dadurch wird auch während der Lastanhebung noch zusätzlich Energie aus der Stromquelle entnommen. Dieser Effekt tritt aber umso weniger auf, je mehr das Eisen vor der Lastanhebung gesättigt war. Wird ein Elektromagnet also mit maximaler Leistung betrieben, wird die Hubenergie vor der Lastanhebung aus der Stromquelle in das magnetische Feld im Luftspalt übertragen und wandert dann während der Anhebung aus dem Feld in die potentielle Energie der Last. Jörg
Hallo Jörg, erst mal vielen Dank für die ausführliche Antwort. Kompetent und vollständig. Was mich ebenfalls beschäftigt: Ich habe einen Trafo, der hat u.a. eine 220V Wicklung und eine 6V Wicklung. Wenn durch die 220V Wicklung ein (konstanter DC) Ruhestrom von sagen wir 100mA fließt, dann magnetisiert er den Kern, so dass der Trafo nicht mehr viel AC Spannung übertragen kann (Problem Ruhestrom-Magnetisierung, Kern hat keinen Luftspalt, Ringkern). Unter der Annahme, dass die 220V Wicklung 880 Windungen hat, und die 6V Wicklung 24 Windungen (Verhältnis 36,6:1), würde der 36-fache Strom, mit gegensätzlicher Polarität, durch die 6V Wicklung die Ruhestrom-Magnetisierung der 220V Wicklung aufheben? Nach den Formeln müssten 880 Wicklungen * 0,1A = 88 Ampere-Windungen in die eine Richtung, kompensiert werden durch 24 Windungen * 3,66A = 88 Ampere-Windungen mit gegensätzlicher Polarität. Ungeachtet der Spannung, die an den Wicklungen anliegt. Das mag. Feld wäre jeweils gleich hoch, durch die gegensätzliche Polarität würde es sich auslöschen. Kannst Du das so bestätigen?
@ Michael S. (michael_s23) >Wicklung 24 Windungen (Verhältnis 36,6:1), würde der 36-fache Strom, mit >gegensätzlicher Polarität, durch die 6V Wicklung die >Ruhestrom-Magnetisierung der 220V Wicklung aufheben? Mehr oder weniger. Die Kopplung ist nie 100%, eine Restmagnetisierung beleibt. MFG Falk
Jörg Rehrmann schrieb: > Nein. Zwar nimmt die Feldstärke bei Lastanhebung zu, die räumliche > Ausdehnung des Feldes in der Luft veringert sich aber so stark, dass > sich die Feldenergie insgesamt veringert. Die überschüssige Feldenergie > dient der Lastanhebung. Das kann so nicht sein. Gehen wir von konstanten Strom aus. Beim Anziehen des Eisens vergrössert sich die Induktivität des ganzen Elektromagneten (rechne dazu die Induktivität mal mit und mal ohne Luftspalt aus, wenn Du es nicht direkt siehst). Konstanter Strom bei grösserer Induktivität bedeutet mehr Feldenergie im System(1/2LI^2), womit das widerlegt wäre. > Nimm einfach ideale Voraussetzungen an, d.h., das Eisen hat eine > unendlich hohe Permeabilität, kann aber wegen der endlichen > Sättigungsfeldstärke selbst keine Energie speichern. Wenn die Last > vollständig gehoben ist (luftspalt = 0), befindet sich keine Energie > mehr im magnetischen Kreis. Das kann ebenfalls nicht sein. Bei unendlich hoher Permeabilität und keinem Luftspalt hast Du eine unendlich hohe Induktivität und damit eine unendlich hohe Energie bei dem winzigsten Strom. Bleiben wir also besser bei der Realität und nehmen eine vernünftige Permeabilität an. Dann (aber auch für µ = unendlich) befindet sich bei vollständig angehobener Last sehr wohl Energie im Feld. Wie oben schon gesagt ist die Induktivität bei vollständig angezogener Last am grössten. Bei konstantem Strom ergibt sich dabei die maximale magnetische Feldenergie. > Wie bei einem einfachen Stromkreis ohne > Spule kannst den Strom dann einfach abschalten und die Last fällt wieder > runter. Wenn Du den Strom wieder einschaltest, ist der magnetische Kreis > wieder offen und es muß im Luftspalt ein magnetisches Feld aufgebaut > werden. Während der Aufbauphase induziert die Feldspule eine Spannung, > die mit Strom und Zeit multipliziert, bzw. integriert die Feldenergie > ergibt. Über die induzierte Spannung "pumpt" die Stromquelle die > elektrische Energie in das magnetische Feld. Genau diese Energie dient > anschließend zur Anhebung der Last. Nein. Woher soll denn das Feld vor dem Anheben der Last (oder überhaupt) wissen, wie schwer die Last ist bzw. wie viel Energie das Feld speichern soll um nacher genau mit dieser Energie die Last anheben zu können? Nehmen wir an wir haben zwei Lasten mit gleichen magnetischen Eigenschaften (beschränken wir uns mal auf gleiche Permeabilität und nehmen an, dass die Materialien nicht sättigen) und identischer Geometrie aber verschiedenen Massen. Das Feld wird in beiden Fällen gleich aussehen, da die magn. Eigenschaften ja gleich sind und sich das Magnetfeld nicht für die Masse interessiert. Deiner Theorie zu Folge würde sich ein Feld aufbauen, das genau reicht, um eine (nehmen wir an die leichtere) Last anzuheben. Demnach würde die schwerere Last beim Anheben irgendwo stecken bleiben, weil dem Magneten die Energie ausgegangen ist... Und da wissen wir, dass das nicht der Realität entspricht, womit auch diese Aussage widerlegt wäre. > Da sich die Feldstärke während der Lastanhebung noch erhöht, wird auch > während der Lastanhebung eine Spannung in der Spule induziert. Dadurch > wird auch während der Lastanhebung noch zusätzlich Energie aus der > Stromquelle entnommen. Das unterschreibe ich. Und dies gehorcht dem Energieerhaltungssatz. Mehr braucht es nicht, um ein Einsenstück anzuheben. > Dieser Effekt tritt aber umso weniger auf, je > mehr das Eisen vor der Lastanhebung gesättigt war. Tatsächlich? Eine gewagte Aussage...ohne Begründung. > Wird ein Elektromagnet also mit maximaler Leistung betrieben, wird die > Hubenergie vor der Lastanhebung aus der Stromquelle in das magnetische > Feld im Luftspalt übertragen und wandert dann während der Anhebung aus > dem Feld in die potentielle Energie der Last. Nein... Magneten sind keine Waagen, die genau wissen, wie schwer der Eisenklotz ist, den sie anheben sollen. Daniel
Daniel R. schrieb: > Jörg Rehrmann schrieb: > >> Nein. Zwar nimmt die Feldstärke bei Lastanhebung zu, die räumliche >> Ausdehnung des Feldes in der Luft veringert sich aber so stark, dass >> sich die Feldenergie insgesamt veringert. Die überschüssige Feldenergie >> dient der Lastanhebung. > > Das kann so nicht sein. Gehen wir von konstanten Strom aus. Beim > Anziehen des Eisens vergrössert sich die Induktivität des ganzen > Elektromagneten (rechne dazu die Induktivität mal mit und mal ohne > Luftspalt aus, wenn Du es nicht direkt siehst). Konstanter Strom bei > grösserer Induktivität bedeutet mehr Feldenergie im System(1/2LI^2), > womit das widerlegt wäre. Oje, das ist ja ein fetter Denkfehler auf dem alle Deine weiteren falschen Behauptungen aufbauen. Du tust so als ob das ein lineares System wäre - ist es aber nicht. Wenn der Kern in die Sättigung geht, was bei konstantem Strom und sich schließenden Magnetkreis üblicherweise der Fall ist, geht die Induktivität der Spule gegen null, also auch die gespeicherte Energie. Das gilt erst recht für einen Kern mit unendlich hoher Permeabilität. Ganz davon abgesehen gilt Deine Formel nur in linearen Systemen, also nicht hier. Damit sind alle Deine Aussagen gegenstandslos. Ich erspare mir deshalb, auf jeden einzelnen Punkt einzugehen. Denke nochmal in Ruhe darüber nach. Jörg
Jörg Rehrmann schrieb: > Oje, das ist ja ein fetter Denkfehler auf dem alle Deine weiteren > falschen Behauptungen aufbauen. Du tust so als ob das ein lineares > System wäre - ist es aber nicht. Wenn der Kern in die Sättigung geht, > was bei konstantem Strom und sich schließenden Magnetkreis üblicherweise > der Fall ist, geht die Induktivität der Spule gegen null, also auch die > gespeicherte Energie. Das gilt erst recht für einen Kern mit unendlich > hoher Permeabilität. Dass die Flussdichte beim Anheben steigt ist Fakt. Dass man die E-Magneten so betreibt, dass sie in die Sättigung gehen (so weit, dass L gegen 0 geht, wie Du sagst) ist eine unbegründete Aussage von Dir. Kannst Du sie begründen (Quellen?)? > Ganz davon abgesehen gilt Deine Formel nur in > linearen Systemen, also nicht hier. Die Formel gilt in diesem Fall, wenn man die Induktivität als L(x,I) annimmt. Hätte ich vorher schon schreiben sollen, ging aber davon aus, dass Du das ebenso siehst. Ob L(x,I) nichtlinear ist oder nicht, interessiert nicht. > Damit sind alle Deine Aussagen > gegenstandslos. Ich erspare mir deshalb, auf jeden einzelnen Punkt > einzugehen. Denke nochmal in Ruhe darüber nach. Hier machst Du es Dir sehr einfach. So funktioniert eine Diskussion nicht. Deine ganze Argumentation basiert auf der Sättigung des Materials. Nehmen wir an, dass wir einen E-Magneten so betreiben, dass er nicht in die Sättigung geht. Kann man machen, oder nicht? Deiner These nach, würde dieser nicht funktionieren, denn seine Energie geht nicht gegen 0, womit er diese auch nicht in das Anheben der Last investieren kann. Aber er funktioniert. Ich würde Dich also bitte, doch auf meine Punkte einzugehen. Besonders das hier solltest Du mir erklären: >Nein. Woher soll denn das Feld vor dem Anheben der Last (oder überhaupt) >wissen, wie schwer die Last ist bzw. wie viel Energie das Feld speichern >soll um nacher genau mit dieser Energie die Last anheben zu können? Ich lasse mich gerne belehren. Jeder sollte das, auch Du. Damit will ich vermeiden, dass wir in ein psychologisch bedingtes Problem hineinlaufen, wobei jeder Recht haben will, egal wie schlüssig die Folgerungen des anderen sind. Wenn Du meine Argumente widerlegen kannst, hast Du wohl Recht. Dazu solltest Du aber erst einmal darauf eingehen und es Dir nicht so leicht machen und zu sagen, alles was ich sagte gelte nicht. Bisher ist Dein einziges Argument die Sättigung. Wenn man sie weglässt (was definitiv geht), stürzt Dein Argumentationsturm zusammen. Also nochmal: Mir geht es nicht darum, Dein Gegner zu sein, sondern darum, dass wir sachlich darüber diskutieren, wie das ganze funktioniert. Daniel
Daniel R. schrieb: >> Damit sind alle Deine Aussagen >> gegenstandslos. Ich erspare mir deshalb, auf jeden einzelnen Punkt >> einzugehen. Denke nochmal in Ruhe darüber nach. > > Hier machst Du es Dir sehr einfach. So funktioniert eine Diskussion > nicht. Ich darf Dich daran erinnern, dass Du damit angefangen hast. Wenn ich in einem Fachforum etwas schreibe, setze ich natürlich gewisse Grundkenntnisse beim Mitleser voraus und begründe nicht jede Aussage bis ins Detail. Schließlich will ich hier nicht jedes Mal Romane posten. Wenn etwas unklar ist, kannst Du natürlich gerne nachfragen. Wenn Du jedoch meine Ausführungen mit solchen Worten begegnest: > Das kann so nicht sein. ... > Das kann ebenfalls nicht sein. ... oder > Nein... Magneten sind keine Waagen, ... solltest Du da schon sicher im Sattel sitzen und wissen worüber Du schreibst. Stattdessen kommen dann solche Aussagen, die auf deutliche Wissenslücken hinweisen: > Bei unendlich hoher Permeabilität und > keinem Luftspalt hast Du eine unendlich hohe Induktivität und damit eine > unendlich hohe Energie bei dem winzigsten Strom. > Wie oben schon gesagt ist die > Induktivität bei vollständig angezogener Last am grössten. Bei > konstantem Strom ergibt sich dabei die maximale magnetische Feldenergie. oder sowas > Das unterschreibe ich. Und dies gehorcht dem Energieerhaltungssatz. Mehr > braucht es nicht, um ein Einsenstück anzuheben. Es macht da wenig Sinn zu diskutieren, wenn Du dogmatisch von falschen oder unzulässigen Annahmen ausgehst (z.B. Verwendung von Formeln in nichtlinearen Systemen oder falsche Anwendung des Energieerhaltungssatzes). Da darfst Du Dich nicht wundern, wenn Deine darauf aufbauenden Aussagen pauschal abgelehnt werden. Der Energieerhaltungssatz erlaubt in dieser Weise überhaupt keine Aussage darüber, ob eine Last gehoben wird oder nicht. Die Last wird genau dann gehoben, wenn die magnetische Kraft größer ist als die Gewichtskraft. Die magnetische Kraft ist über die Änderung der Feldenergie in Abhängigkeit des Weges definiert (F = dW/ds). Da die magnetische Kraft beim Anheben immer zunimmt, während die Gewichtskraft konstant bleibt, folgt zwingend, dass die Last erst angezogen wird, wenn im Feld bereits deutlich mehr Energie gespeichert ist, als zur Lastanhebung erforderlich wäre. Die restliche Energie verpufft, wenn die Last mit Schwung auf den Magneten knallt. Du könntest übrigens die Feldspule in dem Moment, in dem sich die Last in Bewegung setzt, kurzschließen und so sicherstellen, dass keine weitere Energie aus der Spannungsquelle in das Feld gelangt und die Flussdichte eine gewisse Zeit konstant bleibt. Die Feldenergie würde trotzdem immer ausreichen, die Last bis zum Anschlag anzuheben. Natürlich vorausgesetzt, das Ganze passiert in einem kurzen Zeitraum, in dem keine nennenswerten Energiemengen durch elektrische Verluste in der Spule verlorengehen. > Dass die Flussdichte beim Anheben steigt ist Fakt. Das behauptest Du jetzt ohne Begründung. Zwar steigt die Flussdichte auch in einem gesättigten Kern minimal, aber das ist ohne Bedeutung. > Dass man die > E-Magneten so betreibt, dass sie in die Sättigung gehen (so weit, dass L > gegen 0 geht, wie Du sagst) ist eine unbegründete Aussage von Dir. > Kannst Du sie begründen (Quellen?)? Wenn man den Kern nicht bis in die Sättigung betreiben würde, würde man ihn nur schlecht ausnutzen. Die Kraft wächst quadratisch mit der Feldstärke. Es wäre also sehr unwirtschaftlich, den Kern unterhalb der Sättigung zu betreiben. > Deine ganze Argumentation basiert auf der Sättigung des Materials. Teilweise > Nehmen wir an, dass wir einen E-Magneten so betreiben, dass er nicht in > die Sättigung geht. Kann man machen, oder nicht? Deiner These nach, > würde dieser nicht funktionieren, denn seine Energie geht nicht gegen 0, > womit er diese auch nicht in das Anheben der Last investieren kann. Aber > er funktioniert. Wie gesagt, die Last hebt sich erst, wenn deutlich mehr Energie im Feld gespeichert ist als zur Lastanhebung nötig ist. Es ist in der Praxis also nicht zwingend notwendig, dass sich nach der Lastanhebung keine Energie mehr im Feld befindet. In einem linearisierten System ohne Sättigung wird die Induktivität und die Feldenergie bei Lastanhebung und konstantem Strom in der Tat steigen. Es würde dann aufgrund induzierter Spannung in der Feldspule zusätzliche Energie aus der Stromquelle entnommen. Das ändert aber nichts daran, dass bereits vor der ersten Bewegung der Last mehr Energie im Feld gespeichert war als zur gesamten Anhebung erforderlich gewesen wäre. Die Last knallt dann eben etwas härter gegen den Magneten. > Ich würde Dich also bitte, doch auf meine Punkte einzugehen. ist hiermit geschehen > Besonders das hier solltest Du mir erklären: >>Nein. Woher soll denn das Feld vor dem Anheben der Last (oder überhaupt) >>wissen, wie schwer die Last ist bzw. wie viel Energie das Feld speichern >>soll um nacher genau mit dieser Energie die Last anheben zu können? Ein Feld "weiss" sehr wohl, wie es seinen energetisch niedrigsten Zustand erreichen kann. Wenn beim Anheben der Last die magnetische Feldenergie stärker abnimmt als deren potentielle Energie zunimmt, wirkt eine beschleunigende Kraft nach oben. Das ist eines der fundamentalsten Gesetzte der Physik und Grundlage aller Kraftbeschreibungen in Feldern jeglicher Art. > Ich lasse mich gerne belehren. Ich bin gespannt ;-) > Jeder sollte das, auch Du. Damit will ich > vermeiden, dass wir in ein psychologisch bedingtes Problem hineinlaufen, > wobei jeder Recht haben will, egal wie schlüssig die Folgerungen des > anderen sind. Ich lasse mich auch belehren. Du kannst aber davon ausgehen, dass ich weiss, worüber ich schreibe. Du mußt also schon bessere Argumente bringen. > Wenn Du meine Argumente widerlegen kannst, hast Du wohl Recht. Dazu > solltest Du aber erst einmal darauf eingehen und es Dir nicht so leicht > machen und zu sagen, alles was ich sagte gelte nicht. Bisher ist Dein > einziges Argument die Sättigung. Wenn man sie weglässt (was definitiv > geht), stürzt Dein Argumentationsturm zusammen. Was ich sagte gilt auch ohne Sättigung. Die magnetische Feldenergie und deren Abhängigkeit von der Position der Last ist die Ursache der Bewegung im magnetischen Kreis. Jörg
So, ich habe mal ein bisschen gemessen und simuliert. Erst einmal gebe ich Dir Recht im Bezug darauf, dass die Energie zur Lastanhebung aus der gespeicherten Feldenergie kommt. Das zeigt sich im Laufe des Posts mit den Simulationsergebnissen. Wegen der besseren Übersichtlichkeit bezüglich der Bilder, werde ich zwei Posts erstellen (man vergebe mir). In diesem Post geht es um den Fall eines konstanten Stroms und den Fall, bei dem die Spule während der Lastanhebung kurzgeschlossen ist. Erst einmal ein paar Definitionen: 1. Sättigung wird nicht beachtet. Das macht alles unnötig kompliziert. 2. Das Modell des Magneten: Windungszahl N = 460 Eisenfläche A = 0.01m² Mittlere Eisenlänge l_Fe = 40cm rel. Permeabilität µ_r = 1000 Ohmscher Widerstand der Spule R = 4Ohm Lastmasse m = 1kg Erdbeschleunigung g = 10 (gibt schönere Werte) Hub (Luftspaltlänge vor Lastanhebung) x_0 = 8mm 3. Die DGLs >Wenn ich in einem Fachforum etwas schreibe, setze ich natürlich gewisse >Grundkenntnisse beim Mitleser voraus und begründe nicht jede Aussage bis >ins Detail. Schließlich will ich hier nicht jedes Mal Romane posten. Geht mir gleich. Deswegen gibts nur die fertigen DGLs ohne Herleitung. Diese gelten für kleine Luftspalte, wie sie hier vorliegen. Elektrisch:
Mechanisch:
4. Farbcodierung in der Simulation Violett: Magnetische Feldenergie (in Joule) Rot: Kinetische + Potentielle Energie der Last (in Joule) Türkis: Luftspaltlänge (mit Faktor 5 skaliert) (in Meter) Grün: Magnetische Kraft (mit Faktor 1/100 skaliert) (in Newton) Gelb: Spulenstrom (falls sichtbar, dann mit Faktor 1/5 oder 1/10 skaliert) (in Ampere) 5. Achsen Die Zeitachse ist in Sekunden skaliert. > Da die > magnetische Kraft beim Anheben immer zunimmt, während die Gewichtskraft > konstant bleibt, folgt zwingend, dass die Last erst angezogen wird, wenn > im Feld bereits deutlich mehr Energie gespeichert ist, als zur > Lastanhebung erforderlich wäre. Die restliche Energie verpufft, wenn > die Last mit Schwung auf den Magneten knallt. Hierzu folgendes: Geht man von dem Fall der bei Lastanhebung kurzgeschlossenen, verlustfreien Spule aus, sodass keine weitere Energie vom Netz kommen kann und die Last nicht auf den Magneten prallt, sondern schön sanft (ohne Energieverlust) dort ankommt, muss gelten:
D.h. die magn. Feldenergie nimmt genau so ab, wie die Gesamtenergie (potentielle und kinetische, die sich später wieder in potentielle wandelt) der Last zunimmt. Wäre die magn. Feldenergie nun grösser als die im gerade genannten Fall, wäre auch die Kraft grösser und der Magnet würde die Last schon früher anziehen (davon ausgehend, dass die Last dem Magneten langsam angenähert wird). Wäre die Kraft hingegen kleiner, gäbe es keine Lastanhebung. Daraus folgt, dass die magnetische Feldenergie zum Zeitpunkt, wenn die magnetische Kraft gleich gross ist wie die Gewichtskraft der Last, exakt der Energie entspricht, die zur Lastanhebung nötig ist und nicht etwa "deutlich mehr". Die magnetische Kraft bleibt in diesem Fall konstant. Dies wird von der Simulation in "Bild1.png" im Anhang untermauert. Sie zeigt den Fall der verlustfreien kurzgeschlossenen Spule, bei dem die magnetische Feldenergie (violett) anfangs nur ganz minimal grösser ist als die zur Lastanhebung nötige. Verkleinert man diesen minimalen Überschuss noch mehr, dauert die Lastanhebung noch länger. > Du könntest übrigens die > Feldspule in dem Moment, in dem sich die Last in Bewegung setzt, > kurzschließen und so sicherstellen, dass keine weitere Energie aus der > Spannungsquelle in das Feld gelangt und die Flussdichte eine gewisse > Zeit konstant bleibt. Die Feldenergie würde trotzdem immer ausreichen, > die Last bis zum Anschlag anzuheben. Natürlich vorausgesetzt, das Ganze > passiert in einem kurzen Zeitraum, in dem keine nennenswerten > Energiemengen durch elektrische Verluste in der Spule verlorengehen. Zustimmung. So kommt es auch in der Simulation heraus. > Die restliche Energie verpufft, wenn die Last mit Schwung auf den > Magneten knallt. Die Energie, die dafür sorgt, dass es knallt, wird aus dem Netz aufgenommen. Das zeigt "Bild2.png", wobei nun der Spulenstrom konstant (~1A) ist. Dort ist zu sehen, dass die magn. Feldenergie (violett) vor Lastanhebung und die potentielle Energie nach dem "Knall" übereinstimmen. Weiterhin zeigt "Bild3.png" den Anstieg der Spannung, wenn sich die Last anhebt. Der Strom ist konstant bei 1A. Die sich hebende Last vergrössert die Induktivität der Anordnung. Um den Strom konstant zu halten, muss die Spannung steigen (Sättigung vernachlässigt, wie gesagt). Aus dem Netz wird nun die Energie für den "Knall" und die sich danach in der Induktivität befindliche Energie aufgenommen. Da die fast 90kV für so ein kleines Magnetchen etwas zu viel sind und man dementsprechend E-Magneten besser mit konstanter Spannung betreibt, folgt nun der nächste Post, der sich um den Fall "konstante Spannung" dreht. Daniel
Nun also der Fall "konstante Spannung". Gleich am Anfang erst einmal der Beweis, dass meine Simulationen die Realität näherungsweise gut beschreiben. Dazu habe ich ein bisschen gebastelt. Ein alter Trafo (MOT), den ich einmal aufgesägt habe, wurde hängend an einer Holzkonstruktion befestigt. Darunter liegt sein Joch, welches als Last dient. Der MOT hat etwa 300 Primärwindungen. Die Abmessungen kennt jeder Bastler. "Bild4.jpg" zeigt den Aufbau. Ich habe vorher im Modell nicht versucht, den MOT "nachzubilden". Die Werte des Modells sind willkürlich gewählt... Beim Versuch hatte ich einen 10mm Luftspalt. Eine Spannung von 7V wurde angelegt. "Bild5.png" zeigt die Strommessung(blau) über einen 165mOhm Shunt und die Spannung (gelb). Nun im Vergleich dazu der Verlauf des Stromes in der Simulation mit konstanter Spannung. "Bild6.png" zeigt den Strom (gelb mit Faktor 1/10 skaliert) und die Luftspaltlänge (türkis mit Faktor 5 skaliert). Rein qualitativ betrachtet, liege ich mit der Simulation also gut und die DGLs stimmen (wie gesagt, das Modell bildet NICHT den MOT ab sondern irgendeinen E-Magneten, den ich mir ausgedacht habe). Nun noch der Plot mit konstanter Spannung und allen wichtigen Grössen (Bild7.png). Hierbei wurde eine Step-Spannung angelegt, deren Amplitude so eingestellt wurde, dass sich die Last gerade so anhebt. Dies ist also gleichzusetztn mit dem Einschalten des Magneten und anschliessender Annäherung der Last, bis diese angezogen wird. Wieder ist schön zu sehen, dass die magnetische Feldenergie bevor sich die Last anhebt, nur minimal grösser ist wie die potentielle Energie nach dem Aufprallen der Last auf dem Magneten. Minimal grösser aus dem Grund, da die Anhebung sonst ewig dauern würde. Zwischen t = 0.5s und t = 0.6s bleibt die magnetische Feldenergie nahezu konstant. Jedoch steigt die Gesamtenergie (pot + kin) der Last in diesem Zeitfenster schon stark an(beide sind unskaliert). Dies kann nur sein, wenn Energie von der Spannungsquelle aufgenommen wird. Gleich wie im Fall des konstanten Stroms, dient die aus dem Netz aufgenommene Energie nur zur "Fütterung des stärkeren Aufpralls". Nach dem Aufprall steigt der Strom wieder an, da die nun grösser gewordene Induktivität wieder aufmagnetisiert wird, bis sich der stationäre Strom I=U/R eingestellt hat. Gut, von meiner Seite aus wäre alles klar. Wieder was gelernt und wohl auch vieles gelehrt. Damit verabschiede ich mich in den Urlaub, in dem ich an ganz andere Sachen als Elektromagneten denken werde ;) Daniel
Daniel R. schrieb: > Gut, von meiner Seite aus wäre alles klar. Wieder was gelernt und wohl > auch vieles gelehrt. ich fürchte, die Sache ist noch nicht ganz ausgestanden: Positiv ist jedenfalls, dass wir der Sache schon ein ganzes Stück näher gekommen sind, wobei man da sicher nicht mit DGL-Kanonen auf Magnetsppatzen schießen muß. In der Simulation bleibt das Streufeld noch völlig unberücksichtigt, obwohl dieses nicht vernachlässigbar ist. Deshalb spiegelt die Simulation die Realität nicht wirklich wieder. Das Streufeld kann bestenfalls im angezogenen Zustand, also ohne Luftspalt vernachlässigt werden. Mit zunehmenden Luftspalt nimmt auch ein erheblicher Anteil des magnetischen Flusses die direkte Abkürzung durch die Luft zwischen den Polen an der Last vorbei. Damit haben wir genau den Fall, den ich beschrieben habe: Je näher die Last dem Magneten kommt, desto größer wird der magnetische Fluß durch die Last also auch die magnetische Kraft. Verstärkt wird der Effekt noch dadurch, dass sich der Fluß durch die Last mit zunehmenden Abstand vom Magneten auf eine größere Fläche der Last verteilt. Neben dem gesamten Fluß sinkt auch die Flußdichte in der Last mit zunehmenden Abstand zum Magneten Da die Kraft mit dem Quadrat der Flußdichte steigt, bedeutet das, dass auch bei konstanten Werten in der Spule eine erhebliche Abnahme der magnetischen Kraft mit zunehmender Luftspaltlänge. Wenn also die magnetische Kraft gerade ausreicht, die Last zu heben, wird diese unter allen Umständen mit Schwung auf den Magneten prallen. Energetisch bedeutet das, dass sich die Last tatsächlich erst heben kann, wenn im Feld erheblich mehr Energie gespeichert ist als zum Heben nötig. Die zusätliche Energie steckt dann im Streufeld, das sich während des Aufwärtsbewegung abbaut und dabei seine Energie in die Beschleunigung der Last steckt. Läßt man während der Lastanhebung eine Induktionsspannung zu, wird die Last eben noch etwas scheller beschleunigt. > Damit verabschiede ich mich in den Urlaub, in dem ich an ganz andere > Sachen als Elektromagneten denken werde ;) Aber danach werden Dich die Elektromagnete wieder einholen ;-) Jörg
vl. irgendein metal nehmen und an 2 enden steken und 12 bis 30 volt draufladen
Hallo Zusammen. Ich habe nicht wirklich viel Ahnung von Elektronik. Ich möchte für ein RC-Flugmodell elektrische Bremsen bauen (versuchsweise). Ein Maschinenpark ist vorhanden, Drehmaschine, Fräse, CNC Fräse etc... Ich möchte möglichst leicht bauen und wenn es möglich ist, mit 12V maximum auskommen. 1,5A-3,0A wären kein Problem. Die Bremse soll propotional betrieben werden. Das würde ich mit eine Arduino Nano nebst Shield hinbekommen und das RC-Signal (PWM) abnehmen und in Strom bzw. Spannung umwandeln. Mechanisch würde ich den Magnetteil an der Radachse fixieren und eine Metallscheibe in die drehende Felge einlassen. Nun soll bei steigender Spannung/Strom das Magnet eben diese Eisenscheibe anziehen und das Rad bremsen (berührungsfrei) Es gibt solche Bremsen, aber die sind alle in der Bauform für mich nicht passend oder einfach zu schwach. Das Rad soll nicht blockieren sondern nur merklich bremsen (ist eher zur Lenkung als zum Bremsen gedacht - egal) Fragen: 1. Da das Magnet ringförmig sein muss um die größt mögliche Fläche zu erhalten (A) wie muss es dann gewickelt werden und womit? Reicht da Traforaht in einem bestimmten querschnitt? 2. Ist da Eisen ausreichend als Kern optimal? Blech würder auch gehen in Lagen übereinander zu einem Ring. Muss dazwischen isoliert werden? 3. Benötige ich weitere elektronische Bausteine als ein Kabel + und ein Kabel - am Anfang und Ende des Drahtes? Muss ich einen bestimmten Wiederstand anstreben? Ich weiss hört sich kindlich an ist aber für mich alles ein schwarzes Loch das mit den Elektronen. Wenn ich mal auf dem richtigen Weg bin komme ich bestimmt weiter. Vielen Dank für alle Tipps, bitte verteufelt mich nicht :P Lieben Gruß, Udo
wie wäre es mit einer Wirbelstrombremse? die kommt ganz ohne Versorgungsstrom aus. Es werden lediglich Aluscheiben und Permanentmagnete benötigt. Das Prinzip ist kontaktlos. Du musst lediglich den Abstand zwischen rotierender Aluminiumscheibe und Permanentmagnet variieren.
Gartenzwerg schrieb: >>also ich brauch konkrete Formeln zumindestens. https://de.wikipedia.org/wiki/Elektromagnet
F. F. schrieb: > Gartenzwerg schrieb: >>>also ich brauch konkrete Formeln zumindestens. > > https://de.wikipedia.org/wiki/Elektromagnet Achte mal aufs Datum. Du Antwortest einer Leiche ;-)
hallo leute! falls sich noch irgendwer dafür interresiert hab ich im anhang eine excel tabelle zu ausrechnen der kraft in newton und kilogramm und der induktivität in henry und der feldstärke in tesla. einfach mit den werten rumprobieren und schauen was die richtigen ergbnisse bringt. zum rumspielen kann man auch noch auf andere planeten schalten so dass man weiss wieviel der magnet dort halten könnte(kilogramm) versucht für die permeabilität einen mittelwert zu nemen. -laurin
Hallo "Achte mal aufs Datum. Du Antwortest einer Leiche ;-)" Es gibt aber für die Allgemeinheit hoch interessante Themen auf die auch noch nach Jahren eine gute Antwort oder Hinweise sehr hilfreich und wichtig sind. Soll dieser Hinweis einfach als neuer Thread gegeben werden? -"Was willst du uns damit sagen?" -"Super du hast...entdeckt" -"Du bist ja ein ganz Schlauer" und ähnlich dumme Kommentare sind dann sicher. Oder soll der Forenkollege erst mal als ein "zweites ich" eine Frage formulieren und dann unter anderen Namen sich selbst Antworten? Der Shitstorm wenn das auffällt ist absehbar. Es gibt Themen die sterben auch nicht nach vielen Jahren - auch wenn ein langer "Winterschlaf" dazwischen gekommen ist. Also bitte bei ersichtlich interessanten Themen auch weiterhin gerne nach vielen Monaten oder sogar Jahren antworten. Danke. Forumnutzer
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