Archiv verlassen und diese Seite im Standarddesign anzeigen : [ERLEDIGT] Elektromagnet
Hi ,ich bin neu hier im Forum und hab mal ne Frage:
Ich hab eine Pflasche die an einem drehbaren Rohr befestigt ist.
Ich möchte nun sobald ein Taster betätigt wird das sich ein Elektro-magnet das an der Flasche und ein anderes das am Boden ist gegenseitig anziehen und die Flasche zum kippen bringen.Dazu brauch ich aber
starke Elektromagnete.Und ich weiß nicht wie man solche starken Magnete mit 12V bauen kann!!Könnt ihr mir helfen???Gibt es die auch billig zu kaufen???
MFG
ps:bei google hab ich nichts zu dem Thema gefunden
Thema präzisiert Manfred (Moderator Mechanik)
Hallo Newbee,
Kannst du bitte mal den Begriff "drehbares Rohr" etwas näher definieren.
Und warum brauchst du zwei Elektromagente? Einer würde doch reichen, um ein Stück Eisen auf der anderen Seite anzuziehen.
Am besten wäre, du würdest mal dein ganzes Vorhaben etwas genauer beschreiben. Eine Flasche (meinst du doch?) zum umfallen zu bewegen ist doch nicht so schwer, oder?
Also mir passiert das immer einfach so :-).
Grüsse, Martin
Das mit dem Thema und der Zuordnung ist kein Problem.
Nur hat wohl aus der ersten kurzen Beschreibung noch niemenad die Aufgabe verstanden. (Na gut, wenigstens einer hier weiß, wie man Flaschen umwirft, wenn es das sein soll.)
Eine Flasche, die wie befestigt ist? Soll kippen, zur Verblüffung eines Publikums? Wo setzt man die Kraft an? Wie kippt man eine Flasche durch magnetische Anziehung?
Ich nehme an, es soll unerwartet sein und scheint unglaublich, deshalb sollten wir uns über konkretere Daten unterhalten.
Manfred
Also die Flasche ist an einem Rohr befestigt.In der Flasche ist Wasser.
Sobald der Magnet betätigt wird zieht er die Flasche nach unten und das Wasser läuft aus.Aber wichtiger ist wie man so ein starkes Magnet baut oder wo man soetwas billig herbekommt!!Also könnt ihr mir helfen??
MFG
Man kann sich Magnete auch selbst wickeln. Für Dein Vorhaben brauchst Du, wenn ich das noch richtig weiß, möglichst viele Wicklungen. Um so mehr das sind, um so stärker wird der Magnet. Allerdings weiß ich nciht wo da die Grenze nach oben liegt.
Matthias
28.04.2004, 15:11
Dass ist nicht ganz richtig, weil der wiederstand immer grösser wird.
Wiso nimmst du keinen Motor?
Matthias
Eine Flasche braucht man doch normalerweise nicht nach unten zu ziehen. Das macht die Schwerkaft, gegbenfalls kann man sie loslassen oder nach oben ziehen.
"Eine Flasche, die wie befestigt ist?"
Löst sich die Befestigung vom Rohr bei Betätigung?
Läuft das Wasser aus der Flasche oder aus dem Rohr?
Manfred
ich will keinen motor nehmen weil das ganze nur mit einer einfachen Schaltung ohne Mikrocontroller laufen soll.Aber könnt ihr mir nicht einfach mal sagen wo es solche Magnetn gibt oder wie man starke Magneten bauen kan?Ihr redet alle um den heißen Brei herum.
MFG
Es gibt Drehmagnete die relativ kräftig sind. Sie sind überraschend teuer aber manchmal auch in Überproduktionen und Restposten erhältlich. Die Frima MIR Elektronik hat häufig welche, um mal ein Beispiel zu nennen.
Wo ist denn genau der heiße Brei? Wie fagen wir an, die Aufgabe in der richtigen Größe zu beschreiben?
Die kräftigsten Magnete, die man so landläufig kennt sind die, die auf dem Schrottplatz alte Autos anheben und in die Schrottpresse transportiern. Sie üben bei Kontakt mit Stahl eine Kraft von mehr als 10000Newton aus (1t Gewicht). Sie haben Magnetspulen die den Eisenkern bis in die Sättigung magnetisieren können. Die große Kraft, die von solchen Magneten aufgebracht wird, fällt aber sehr schnell mit dem Abstand vom Magneten ab, da es sich um ein Dipolfeld handelt.
Wie sieht denn hier die Anforderung aus? Über welche Entfernung soll denn die magnetische Anziehung wirken? Wenn es sich um eine Entfernung von mehr als ein paar 1cm handlet dann sind es eher Kompaßnadeln als Wasserflaschen die damit bewegt werden können.
Manfred
Das Magnetfeld sollte wenns geht so ca. 5cm oder ein bissle weniger
weit gehen .Bekommt man das mit einem selbstgebauten Elektromagneten und ca. 12 Volt hin?? Wenn ja wie??
MFG
weiß denn niemand wie man ein Elektromagnet baut das ca. 5cm weit reicht??
MFG
Ich habe, damit wir weiterkommen, einmal ein vereinfachtes Bild vom magnetischen Feld eines Stabmagneten und eines Hufeisenmagneten. Wenn man Material hoher Permeabilität ins Feld einbringt dann kann man die Feldlinien verkürzen und dabei dieses Material an den Magneten anziehen. Wie soll das Feld also ungefähr aussehen?
Zwischen Flasche und Magnet ist Luft, da die Feldlinien geschlossen sind, müssen sie zweimal die Strecke Flasche-Magnet überbrücken. Hin und zurück je 5 cm und mit 10cm Abstand zwischen Hin und Rückweg, ist es so recht?
Wenn man sich über die Form des Feldes im klaren ist, kann man die benötigte Stärke berechnen und auch den Magneten dimensionieren.
Also hier das Bild und auch einen Link auf eine Darstellung zu Grundlagen des Magnetismus.
Sind diese Sachen soweit bekannt? Wie das mit der Flasche und dem Rohr geht weiß ich noch nicht, aber wie gesagt, um irgendwo mit Magnetismus anzufangen.
http://magnet.atp.tuwien.ac.at/ts/fhpw/em4.pdf
du brauchst einen /hufeisen) magnet, so circa 5x10 cm
ich glaube, dass man dann auf die einen seite eine spule satecken muss( schätze so 400 windungen reichen) und die dann "unter strom setzten"
so, oder so ähnlich haben wir das im physikunterricht gemacht
Hallo Newbee,
wie ich schon geschrieben habe, wäre es am sinnvollsten, du würdest uns erklären, was genau du mit der Flasche anstellen willst. (Vielleicht eine kleine Skizze). Wir würden dir ja alle gerne helfen, aber mir scheints, dass hier keiner so genau weiss was du damit anstellen willst.
Übrigens: für einen Gleichstrommotor bzw. Drehmagneten bräuchtest du auch nicht unbedingt einen Mikrocontroller.
Nur einen möglichst "starken" Magneten zu bauen kanns ja nicht sein, oder?
Grüsse, Martin
Erstmal dnke für eure Antworten.Ich werd einfach mal einen Eisennagel nehmen, den zu einem Hufeisen formen und dann mit Kupferdraht sau viele Wicklungen machen.Kann ich so einen Magnet der Sachen im umkreis von 5cm anzieht hinbekommen??
MFG
PS:Wenn jemand unbedingt ne Zeichnung braucht um mir zu helfen ,dann soll er sich nochmal melden.Aber eigentlich brauch ich nur ne Bauanleitung für einen starken Elekrtomagnet.
Die Bemerkung mit dem Nagel geht nun wieder in die Richtung Grundlagen.
Ich schlage ganz konkret vor: Nimm einen Permanent-Magneten als Modell für den späteren Elektromagneten und probiere aus welche Kräfte Du damit über eine Entfernung von 5cm erreichen kannst.
Magnete gibt es in alten Gleichstrommotoren, in PlattenarmSteuerungen, oder als Haftmagnete für Kühlschränke und Metalltafeln. Küchenschranktüren haben manchmal Magnetverschlüsse.
Diese Magnete sind relativ gut durchmagnetisiert und haben eine höhere Feldstärke, als Du sie nachher mit dem Strom erreichen wirst.
Auch zwei Stück (entgegengesetze Richung) auf den Enden eines U-förmigen Eisenstücks bewegen auf die Entfernung nicht viel.
Auf ein paar Millimeter wird es dann besser, aber das wirst Du ja selber sehen. Wenn das Feld mit Strom aufgebracht wird, ist es abschaltbar, aber kaum stärker als mit Permanentmagneten.
Manfred
Ich glaub ich gebs auf mit dem Elekrtomagneten.Ich frage als, komm aber irgendwie nicht weiter.Erst ist das falsch dann wieder das.Gibt es denn keine einfache Erklärungen für einen 14 jährigen wie mich??
Will doch nur einen Magneten der eine Flasche anzieht und ist das denn so schwer?
MFG
Nein, aber es ist Großtechnik mit Superkonstruktion und Mords-Anlagen. Nimm den Permanentmagnet und probiere es aus. Es gibt kaum Anwendungen mit Magneten, die anziehende Kräfte über eine Entfernung ausüben können. Ein Magnet ist im Nahbereich stark.
Relais, Tauchspulen, Hubmagnete, Drehmagnete... das sind Elemente die im Netz beschrieben sind und die funktionieren.
Ein Kompass kann auch über eine größere Entfernung bewegt werden.
Du brauchst das alles nicht zu glauben.
Suche weiter nach Beispielen und überzeuge mich und andere (ich würde mich freuen), aber sei nicht zu sehr enttäuscht wenn es nicht klappt.
Manfred
Will doch nur einen Magneten der eine Flasche anzieht und ist das denn so schwer?
Das ist nicht ganz richtig. Du willst einen Elektro-Magneten, der mit 12V gespeist wird und einenFlasche über einen Abstand von 5cm anzieht.
Es ist ja auch ein Unterschied ob man irgendeinen Motor haben will, mit dem man ein Auto vorwärts bewegen kann, oder ob man einen Motor haben will mit dem ein 2t schweres Auto 250 km/h fährt und dabei nur 1 Liter Sprit pro 100km verbraucht.
Das Grundprinzip vom Elektromagneten hast du doch verstanden - du nimmst einen Nagel, wickelst einen isolierten Draht drum und schliesst den an deine Batterie an.
Das Problem ist, dass dieser Magnet dann nicht kräftig genug ist. Um ihn kräftiger zu machen gibt es nur relativ wenige Parameter an denen man drehen kann.
Wenn du mehr Wicklungen nimmst, brauchst du einen längeren Draht, der hat dann mehr Widerstand. Dadurch fliessen dann bei 12V aber auch weniger Strom, der Magnet wird also nicht stärker.
Du könntest dann dickeren Draht nehmen, der hat weniger Widerstand. Aber dickerer Draht und mehr Wicklungen braucht natürlich auch viel mehr Platz, du müsstest als einen dickeren Nagel nehmen. Auf diesem Weg wird dein Magnet dann für ein bischen mehr Kraft jedesmal gleich viel grösser.
Statt einem einfachen Nagel könnte man ein Material mit besseren magnetischen Eigenschaften wählen, aber auch damit holst du nicht genug raus.
Über die Form kannst du auch etwas erreichen, mit einer Hufeisenform erreichst du mehr als mit dem Nagel. Das wird aber auch noch nicht reichen.
Dein Problem ist der grosse Abstand von 5 cm. Dass ein Magnet jemandem der 10m dran vorbeigeht den Schlüssel aus der Tasche zieht, passiert nur in schlecheten Filmen. Selbst die riesigen Magneten die z.B. an Kränen auf Schrottplätzen verwendet werden um z.B. Autos hochzuheben ziehen dem Kranfahrer nicht die Nieten aus der Hose und heben dass Auto auch nur, wenn der Magnet es direkt berührt.
Dabei braucht man dann aber auch ganz gewaltig mehr Strom als du aus einem 12V Akku rausholen kannst.
Die Leute hier fragen dich auch nicht ohne Grund nach dem genauen Aufbau von deinem Vorhaben.
Wenn du eine Flasche umkippen willst, spielt es z.B. eine ganz entscheidende Rolle, ob du oben am Hals ansetzt, oder ganz unten, ob es eine leichte Plastikflasche oder eine schwere Glasflasche ist, ob sie lang und schmal oder dick und bauchig ist usw.
Also das mit dem Elektromagneten werde ich mal lassen.Aber ich hab mir überlegt ob man die Flasche den nicht irgendwie mit Hilfe von Magneten oder so öffnen könnte???Oder was meint ihr wie man es hinbekommt das
aus der Plastikflasche sobald Strom fließt Wasser herausfließt??
MFG
Matthias
01.05.2004, 18:17
Du könntest:
einen Elektromagnet aus nem alten Harddisc ausbauen
ein Elektrisches Ventil benutzen
eine Schnur am einen Korken und ne Motorwelle binden
eine 12V Pumpe benutzen (Scheibenwischerputzmittelpumpe oder ne Membranpumpe)
ein stückchen Plasticksprengstoff an den Verschluss basteln....
Hallo Newbee,
Du hast schon 12 Antworten erhalten, es sieht so aus als wären hier einige daran interessiert Dir zu helfen.
Aus der letzten Antwort sehe ich eigentlich auch, daß die Breite der Lösungsansätze noch recht groß ist.
Elektrisches Ventil: liegt nahe, dazu muß man die [flipv:40aba56bc9][fliph:40aba56bc9]Flasche[/fliph:40aba56bc9][/flipv:40aba56bc9] mit der Öffnung nach untern haben, geht das?
Schnur und Motorwelle geht vielleicht aber nur einmal, akzeptabel?
Wasser-, oder Luftpumpe mit Schlauch zur Flasche würde nach Beschreibung eine Lösung ergeben
Laß Dir etwas gezielter helfen und erzähle etwas mehr.
Hm,
ich habe erst jetzt diesen Thread zur Kenntnis genommen (ab und zu muss ich auch ein wenig arbeiten und habe dann nicht so die Zeit zum surfen).
Ein paar grundlegende Dinge:
1. Magnetfeld (entspricht Kraft) ~Stromstärke. Also: nicht die vielen Windungen bringen es sondern die fließende Stromstärke denn
2. Magnetfdeld ~ n². Nützt nur nix wenn der Draht zu lang wird da I ~ 1/l!
3. Magnetfeld ~ 1/Spulenlänge. Damit ist der U-Kern kontraproduktiv.
4. Eisenkern bitte nicht massiv sondern lamelliert (wegen Wirbelströme und Erwärmung desselbigen). Also erst recht kein Eisennagel.
Ich habe mal in einem Wettbewerb einen Elektromagneten bauen lassen, der 10 kg Gewicht mit 12V gehoben hat. Kurz die Daten:
Draht: normale Litze für 16 Ampere zugelassen.
Kern: Dünnes, geschnittenes Blech aus Öldosen. Mehrere Lagen übereinander geklebt. Lack wegen Isolierung bitte dran lassen!
Drahtlänge: so kurz wie irgend möglich (bei uns < 3 m). Kupfer nehmen wegen Leitfähigkeit!
Spulenlänge: 10 cm.
Es ist ein Strom von 15 Ampere geflossen! Das bedeutet dass Du eine ordentliche Stromquelle benutzen musst. Wir hatten eine ausgewachsene Autobatterie!
Gruß und viel Erfolg wünscht
REB
1. Magnetfeld (entspricht Kraft) ~Stromstärke. Also: nicht die vielen Windungen bringen es sondern die fließende Stromstärke denn
Wenn die Formel hier stimmt, ist es aber auch proportional zur Anzahl der Windungen N:
B=N/l*µ*I
Mit einem langen Draht und mehreren Wicklungen übereinander bekommt man bei selber Kernlänge l mehr Windungen hin als mit einem kurzen.
2. Magnetfdeld ~ n². Nützt nur nix wenn der Draht zu lang wird da I ~ 1/l!
I Proportional 1/l ist richtig. Deswegen wurde ja gesagt, dass man den höheren Widerstand durch grössere Leiterlänge bei mehr Windungen durch dickere Leitung ausgleichen müsste.
Magnetfeld proportional n^2 ist glaube ich nicht richtig, würde auch deiner eigenen Aussage widersprechen. Da sich die Länge des Drahtes nicht quadratisch auf den Widerstand auswirkt, würden mehr Windungen dann ja auf jeden Fall viel nutzen.
Ich habe mal in einem Wettbewerb einen Elektromagneten bauen lassen, der 10 kg Gewicht mit 12V gehoben hat
Und wieviel Gewicht hätte der auf 5 cm Abstand noch ungefähr bewegt?
Drahtlänge: so kurz wie irgend möglich (bei uns < 3 m). Kupfer nehmen wegen Leitfähigkeit!
Spulenlänge: 10 cm.
Es ist ein Strom von 15 Ampere geflossen! Das bedeutet dass Du eine ordentliche Stromquelle benutzen musst. Wir hatten eine ausgewachsene Autobatterie!
Von diesem Versuchsaufbau würde ich jemandem der sich nicht auskennt stark abraten.
Wenn da die Permeabilität (oder wie das heisst) des Kerns nicht gross genug ist, weil erst mal gar nichts oder doch nur ein Eisennagel verwendet werden, bedeuten 3 Meter KabelLänge mit dickem Querschnitt einen satten Kurzschluss. Bei Autobatterien ist ein Kurzschluss aber nicht ganz ungefährlich. Wenn mich nicht alles täuscht, können die dabei sogar platzen. Ein paar satte Brandblasen kann man sich aber an dem kurzgeschlossenen Kabel auch vorher schon einfangen.
Wenn man von ausgebrannten Autos hört, liest oder sie sieht, sind die nämlich meistens nicht wie im Fernsehen vorher meterweit durch die Gegend geflogen und dann explodiert, sondern hatten einen Fehler in der Elektrik der zum Kurzschluss und Kabelbrand geführt hat.
Hi,
Die genaue Formel um die es hier geht lautet:
B = µ0*µr*I*n/l
wobei µr eine Konstante ist die vom Material abhängt ( Müsste man nachschauen, ist in Luft =1, ansonsten immer größer )
µ0 ist die magnetische Feldkonstante ( ungefähr 1,257 * 10^-6 )
n ist die Windungszahl
l ist die Länge der Spule, nicht die Länge des Drahtes!
Damit lässt sich allerdings nur das Magnet in einer "langen" Spule berechnen, bei der also die Länge groß gegenüber dem Durchmesser ist.
Das Magnetfeld um die Spule herum ist nicht mehr homogen und lässt sich damit nicht wirklich berechnen. Trotzdem kann man natürlich nach den Kriterien der Formel seinen Magneten optimieren...
MfG Kjion
Da das Thema so interessant ist, möchte ich noch an einem einfachen Beispiel zeigen, wie man die Kraft in einem Magnetfeld berechnen kann. Es werden dabei Vereinfachungen benutzt, die die spezielle Rechnung übersichtlich machen, die aber im Auge behalten werden müssen, um nicht die Grenzen ihrer Gültigkeit zu überschreiten.
Der Eisenkern im Bild wird von einer stromdurchflossenen Spule magnetisiert, Gleichstrom(-Impuls).
Der Kern hat eine relative Permeabilität, die groß ist (z.B.>1000) gegenüber dem Verhältnis der magnetischen Weglänge im Eisen zu der in Luft.
Der Polabstand des rechten "Hufeisens" ist größer als die magnetische Weglänge x in Luft.
https://www.roboternetz.de/phpBB2/album_pic.php?pic_id=135
Dann kann das Magnetfeld als quaderförmig angesehen werden mit der Querschittsfläche A und mit der Länge x.
(1) Die Energiedichte im magnetischen Feld ist ½*B*H.
Die Energie oder Arbeit des Feldes ist ½*B*H*A*x
Differenziert nach dem Weg ergibt sich die
(2 )Kraft F in Richtung x zu ½*B*H*A.
(4) H ist Strom in Amperewindungen geteilt durch die Magnetfeldlänge.
(5) Damit folgt die Kraft zu 0,06 Newton was etwa der Gewichtskraft von 6 Gramm entspricht.
Bei einer Länge von 1mm erhält man so 60kg, was sicher noch der Erfahrung entspricht. Der Strom ist für die Konfiguration schon einigermaßen groß.
Manfred
Und bei einem Abstand von 0,1mm ließen sich 6 Autos anheben wenn die Permeabilität hoch genug wäre. Bei einer Erhöhung des Stromes um den Faktor 1000 ließen sich die 6 Autos auch auf auf 0,1m Entfernung anheben und wenn man dann noch die Fläche um den Faktor 100 vergrößert dann kommt man auf 6 Autos auf 1m Entfernung...
Also die Idee mit der Pumpe und mit dem Ventil fand ich echt gut.Wo bekommt man ein elektrisches Ventlil oder eine elektrische Pumpe her??
Korken geht nicht da es mehrmals klappen muss.
MFG
Das kommt auf die Einkaufsgewohnheiten an:
Versandhandel z.B. Conrad
Artikel-Nr.: 219435 - U4
Preis nur 19,95 EUR
Aber es gibt auch: gebraucht, Schrottplatz (Scheibenwascher),
E-Bay,
Kaufhäuesr....
philippinen
03.05.2004, 17:40
Folgender Vorschlag:
Kleine Spule, darin lose ein Eisenkern, Spannung anlegen, Eisenkern gibt eine Verriegelung frei und Flasche kippt. Evtl. bisschen mit dem Schwerpunkt experimentieren.
Gibt es Vgnetventile die nur 9V benötigen??Ist es schwer sich so dinger selber zu bauen.
MFG
den einfachsten magneten kannst du doch schon mit einem nagel und n bissl draht hinbekommen.
entweder du tüftelst auf diese weise ein bisschen rum (drahlänge material ect) oder du beppst an deine flasche einfach ein faden dran und lässt den über einen einfachen motor aufwickeln. zur not kannst du noch umlenkrollen einbauen oder so.
aber im einen einfachen 12v motor (fischertechnik oä) anzusteuern brauchst du nichts anderes als bei einem magneten, nämlich nur ne spannungsquelle...
außerdem ist er 14, ich glaube nicht, dass er das magnetfeld einer schlanken spule berechnen kann oder will :D
@badhugo
den einfachsten magneten kannst du doch schon mit einem nagel und n bissl draht hinbekommen.
...
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oder du beppst an deine flasche einfach ein faden dran und lässt den über einen einfachen motor aufwickeln
...
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außerdem ist er 14, ich glaube nicht, dass er das magnetfeld einer schlanken spule berechnen kann oder will
Und ich glaube, wenn er dieselben Tipps nochmal lesen wollte, hätte er einfach auf "Gehe zu Seite 1" (https://www.roboternetz.de/phpBB2/viewtopic.php?t=1540&postdays=0&postorder=asc&start=0) geklickt ;-)
das weiß ich auch, habs ja auch gelesen....
aber als ich das hier mit den B-Feld berechnungen gelesen hab, dacht i mir, dass das vielleicht nicht so ganz ist, das wer junge sucht ;)
den einfachsten magneten kannst du doch schon mit einem nagel und n bissl draht hinbekommen.
entweder du tüftelst auf diese weise ein bisschen rum (drahlänge material ect)...
außerdem ist er 14, ich glaube nicht, dass er das magnetfeld einer schlanken spule berechnen kann oder will :D
Ich habe es mir nicht leicht gemacht und die Diskussion 25 Postings lang mit verfolgt.
weiß denn niemand wie man ein Elektromagnet baut das ca. 5cm weit reicht??
MFG
Das war Anlaß, mehr zu sagen. Man weiß halt nicht, wann der heranreifende Mensch in der Lage ist die Wahrheit über Magnetfelder zu ertragen. Mit 14, mit 19, nie? Gibt es unter jungen Menschen doch einige, die nicht den beruflichen Weg des Juristen oder des Politikers einschlagen wollen?
Wie stark ist denn nun das Magnetfeld? Das gesagte ist ja richtig, aber die Bezeichnung der Kraft heißt halt F = ... Newton.
In einem esotherik Forum, (die sind sicher wichtig) hätte man es wohl über den Stand der Gestirne erklärt, oder mit Pendeln. Jeder hat seinen Weg.
Nach allen Abschweifungen noch einmal kurz: Mit einem Nagel und einem Stück Draht wird man den Eindruck gewinnen, daß Magnetfelder etwas theoretisches sind, und daß sie eigentlich gar nicht für Autoanlasser und Fahrstuhlmotoren taugen können.
Ich hätte keine Angst, daß die Berechnung wieder abgefragt wird, man kann sicher sogar Elektroingenieur sein, ohne zu wissen, daß die Kraft im Magnetfeld der partiellen Ableitung der Energiedichte (halbe Flußdichte mal Feldstärke) integriert über die Wirkfläche entspricht. Das ist eine lustige Beziehung über den Energiesatz, die gar nicht so häufig verwendet wird. Ich habe sie nur gebracht, weil sie geanu auf das Beispiel gepasst hat, und man sich die Abhängigkeit der Kraft über den Abstand leicht daraus berechnen kann. Vielleicht kann einer der Leser sie ja doch mal brauchen. Ich fürchte, ich werde bei ähnlicher Gelegenheit das gleiche wieder tun, dazu stehe ich nun wieder.
Auf jeden Fall auch vielen Dank für die Kommentare an Badhugo.
Manfred
man kann sicher sogar Elektroingenieur sein, ohne zu wissen, daß die Kraft im Magnetfeld der partiellen Ableitung der Energiedichte (halbe Flußdichte mal Feldstärke) integriert über die Wirkfläche entspricht.
kann man, da bin ich mir 100% sicher ;-)
Wie kann ich eine Schaltung bauen ,die sobald ein Taster geschlossen ist
sich der Motor für 3 Sekunden vorwärst dreht und bei geschlossenem Schalter sich der Motor für 3 Sekunden rückwärts dreht???Und das ganze ohne Mikrokontroller.
MFG
Wie kann ich eine Schaltung bauen ,die sobald ein Taster geschlossen ist
sich der Motor für 3 Sekunden vorwärst dreht und bei geschlossenem Schalter sich der Motor für 3 Sekunden rückwärts dreht???
Kannst du das etwas genauer beschreiben? Ich werde bei deiner Frage nicht ganz schlau draus, ob die Schaltung einen Taster und einen Schalter oder nur einen Taster (wie z.B. die Schublade beim CD-Rom Laufwerk) enthalten soll?
Andere Frage ist - muss der Motor wirklich eine bestimmte Zeit lang laufen, oder ginge es z.B. auch, dass an Anfangs- und Endposition ein weiteren Taster ausgelöst wird, der den Motor dann stoppt?
@ Manf: ich hab bzw bald hatte Physik LK und mich stundenlang mit B und E Feldern beschäftigt :D
aber is au egal,
@ gast:
ich habe zeitschalter, die arbeiten mit einem luftkissenprinzip: du drückst den schalter, das luftkissen wird zusammen gedrückt, und durch ein kleines locht deht es sich wieder aus bis es den schalter wieder betätigt.
ich weiß nicht für was das projekt sein soll, aber so in der art kannst du auch einen zeitschalter entwerfen.
oder lass eine kugel eine schräge herunterrollen, an der seitlich 2 schalter sind (wahrscheinlich brauchst du 2 umschalter wie bei einer zimmerbeleuchtung)
oder lass irgendetwas sich bewegen zb ne flasche mit loch die leichter wird... sei kreativ :D
Hallo,
wie kann man einen Motor mithilfe eines Bauteils oder so umpolen??
Ich muss den Motor auch rückwärds drehen lassen.
MFG
Die Schaltung mit der man Motoren rechts- und linksherum laufen läßt nennt sich H-Brücke. Diese Schaltung gibt es auch in ICs und sie ist hier im Forum oft behandelt. Zum Beispiel auch unter Schrittmotor-Ansteuerschaltungen.
Manfred
wenn es ein einfacher gleichstrommotor ist:
polwendeschalter beim conrad, oder ein zweipoliger umschalter, an den du plus und minus anlegst und dann den motor richtig (!! :D) anklemmst.... du hast ja 2 schalterstellungen ( li / re ) und zum umdrehen musst du ja nur die polung ändern, also muss in einer schalterstellung die polung andersrum am schalter liegen.
blöd zu beschreiben, aber vielleicht findest du ja hier im forum was, wenn nicht kann ich ja versuchen n bildchen zu malen :)
Muss man den umpoler mit der hand bediehnen oder wie funktioniert das??
MFG
Hallo Newbee,
die Schaltung müsste irgendwie so wie die hier angehängte aussehen.
Die beiden Schalter müssen natürlich gleichzeitig betätigt werden, sei es per Hand (Schalter) oder elektrisch (Relais).
Natürlich gilt das nur für einen Gleichstrommotor.
Servus, Martin
du kannst auch ein relais als umpoler benutzen, aber ob du den schalter für das relais unlegst, oder gleich den polwendeschalter ist ja egal... ;)
Für die Schaltung , die martin gezeichnet hat muss ich aba keinen
polwendeschalter kaufen oda??
MFG
Es geht auch so (Motor_883), dann ist das Umschalten nicht so kritisch.
(Es ist auch das H von der H-Brücke etwas zu erkennen.)
Manfred
Für die Schaltung , die martin gezeichnet hat muss ich aba keinen
polwendeschalter kaufen oda??
Nee, du kannst auch einfach immer die Akkus umdrehen.
Aba dassa auf daua ein bissa lästig oda??
Für die Schaltung , die martin gezeichnet hat muss ich aba keinen
polwendeschalter kaufen oda??
Nee, du kannst auch einfach immer die Akkus umdrehen.
Aba dassa auf daua ein bissa lästig oda??
Vielen Dank für die übergreifende Analyse der technischen Aufgabenstellung und auch für den Hinweis an Newbee, die bewußten Abweichungen von der üblichen Sprech- und Schreibweise nicht zu sehr zu übertreiben.
Es kommt wohl zum Teil nicht so an, und dann ist ja auch die Mühe eher vertan.
Trotzdem, auch dieser Versuch, die technischen Themen lebendiger zu gestalten, war ehrenswert.
Manfred
Hallo,
@Manfred:
Soll keine Kritik sein, ich lasse mich gern eines besseren belehren,
aber was ist an deiner Schaltung Unkritischer als an meiner?
(Ausser dass es besser aussieht :-))
Servus, Martin
Ich rede nicht von Eigentümern, sondern von Schaltungen (links und rechts), mir gehört auch keine davon.
Damit der Motor laufen kann, muß irgendwo eine Spannung anliegen. Im linken Bild rechts und links, im rechten Bild oben und unten.
Betätigt man beide Schalter dann läuft der Motor andersherum.
Betätigt man einen Schalter, dann ist links die Spannungsquelle kurzgeschlossen, rechts ist der Motor ohne Spannung.
Würde der Motor mit Stromquelle gespeist, dann wäre das linke Bild geeingter, Motoren werden aber im allgemeinen mit Spannungsquelle gespeist.
Die rechte Schaltung reagiert freundlicher auf zeitlich versetztes Umschalten und bietet auch die Schalterstellung "aus".
Ich habe übrigens beim Zeichnen Originalbildteile verwendet (cut and paste), schöner kann es also auch kaum sein.
Manfred
Danke Manfred,
Dass bei "meiner" Schaltung die Spannungsquelle kurzgeschlossen wird, ist mir gar nicht aufgefallen.
Martin
Küchenschabe
23.07.2004, 19:39
ist zwar schon nen bisserl her... aber warum nimmt der nicht nen kräftiges Gummiband oder ne lasche Spiralfeder, hängt die Flasche so,das gerade kein Wasser rauskommt(Gummi am Hals) und befästigt (ebenfals am Flaschenhals) in die andere Richtung ne Strüppe ,die auf ner Spule an nem Motor befästigt ist. Der Motor darf nur so stark sein, das er im Betrieb das Gummi bzw die Spirale so weit dehnt, das das Wasser nen Stücken ausläuft, aber das dehnbare Material in ausgeschaltetem Zustand(der Motor) nicht gestreckt halten kann.
Ich haffe das hilft dir nen bisserl :-))
@ Manf
Du hasst ein nettes bild mit einer herleitung der kraft im magnetfeld beschrieben..jedcoh stimmt din ergebnis von 0.0628 N niciht mit den werten die du eingesetzt hast überein..du hast irgendwie die permeabilität von eisen garnicht in die formel eingesetzt...
Der Kern hat eine relative Permeabilität, die groß ist (z.B.>1000) gegenüber dem Verhältnis der magnetischen Weglänge im Eisen zu der in Luft.
Das war etwas kurz erklärt. Die relative Permeabilität des Eisens ist sehr groß. Damit stellt der Eisenweg einen Kurzschluß dar und es wird nur das Feld in der Luft berechnet für die die Permeabilität der Luft eingesetzt wird.
Die Annahme beschreibt die rel. Permeabilität des Eisens mit >1000 und die Länge des Weges im Eisen im Verhältnis zum Weg in der Luft mit << 1000. Ein Verhältnis der Permeabilitäten wird mit dem Längenverhältnis der magnetischen Wege verglichen.
Ich wollte die Beschreibung nicht so lang machen weil ich dachte sonst liest es keiner. Schön, daß es doch geprüft wird.
Manfred
@manf
Danke für die Antwort ;) Also wenn ich deine Werte einsetze:
x=0.1m | A=10^-3 | I*n= 1000 ,
dann komme ich zu einem Ergebnis von 6.7... N oder so. Irgendwie scheine ich das doch nicht ganz verstanden zu haben mit deiner letzten Erklärung. Die Formel gilt doch für jeden Abstand X eines Eisenkörpers zum Magnetfeld, solange der Abstand X nicht wesentlich größer als der Polabstand des Hufeisens ist... Ist X größer, verliert die Formel ihre Gültigreicht, richtig? Ich habe bräuchte nach meiner Berechnung für eine 50g schwere Eisenkugel die im Abstand von 6 cm vom magnetfeld steht nur eine strömstärke von 46mA bei n= 100 ... das kann irgendwie nicht simmen, anscheinend hilft mit diese Formel da nicht weiter. Ich hoffe du kannst mir helfen, ich will einfach die Stromstärke berechnen , die nötig ist um eine 22mm(durchmesser) Eisenkugel (gewicht ca. 50g) aus 6cm Entfernung zu heben. Irgendwie komme ich mit der Formel zu verrücktn Ergebnissen. Ok..die Kugelform des Körpers sei für grobe Berechnungen zu vernachlässigen... Ich würde mich über Hilfe freuen ;)
Dusko C.
Das sind zwei Aufgaben, die erste, die Formel nachzurechen ist relativ einfach, ich habe es noch einmal in ein paar Schritte unterteilt, aber es sind eigentlich nur die Werte einzusetzen und zu multiplizieren. Hier in Excel.
Das andere ist das mit der Kugel, die schon ganz gut zu den Polen passen sollte. Das Rechenbeispiel kommt ja nur auf 0,06N und die Kugel ist ja bald 10 mal so schwer.
Manfred
@manf
Mit den Werten, die du in der Excel Datei aufgelistet hast kommt man auf 0,6283N . 10^-3 ist 0.01 und nicht 0,001 wie du es in der Rechnung benutzt hast. Aber wenn ich 10^-3 also 0.01 einsetze dann komme ich wieder auf die 6.28 N . Ich check einfach nicht wie du auf 0.0628 N kommst :-s
@ manf
Habe deinen Fehler entdeckt... du hast auch für 10^-7 das falsche eingetragen. 10^-7 sind 0,000001 und NICHT 0,0000001. Mit deinen zwei falschen Werten kommst du tatsächlich auf 0,0628N . Mit den richtigen Werten allerdings auf 6,28N
Oh Gott, ich Idiot!!! Was habe ich da für ne ******** geredet !!! ](*,)
10^-3 sint natürlich 0,001 !!! Hab blödsinn mit meinem Taschenrechner gemacht und nicht gemerkt dass scheisse rausgekommen ist! Somit stimmt deine Rechnung natürlich! Sorry
Gruß
Dusko C.
@Manf: Kannste mir mal erklären wie Du die Flasche auf den Kopf gestellt hast? :-)
ich will keinen motor nehmen weil das ganze nur mit einer einfachen Schaltung ohne Mikrocontroller laufen soll.Aber könnt ihr mir nicht einfach mal sagen wo es solche Magnetn gibt oder wie man starke Magneten bauen kan?Ihr redet alle um den heißen Brei herum.
MFG
Die Diskussion ging um den Einsatz von Magneten anstelle von Motoren und um eine Wirkung über einen Abstand von einigen cm durch die Luft. Die Kräfte sind dabei recht klein.
Wenn es um die Drehung des Rohres geht ist ein Motor die beste Lösung. Ein Motor mit Getriebe, beispielsweise ein Servo, ist schon dimensioniert, fertig aufgebaut und es gibt in letzter Zeit einige sehr billige Versionen um 5Eu.
Manfred
Hallo Newbee,
lese gerade die vielen Antworten, dieser Flaschen. Du hast schon recht:
Auf eine einfache Frage können die keine einfache Antwort liefern.
Zufällig wollte ich auch gerade einen Elektromagneten selbst wickeln.
Hast Du inzwischen ein paar Tips für mich, wie man das am besten anstellt - oder hast Du die Idee jetzt ganz verworfen?
Auf eine einfache Frage können die keine einfache Antwort liefern.
Zufällig wollte ich auch gerade einen Elektromagneten selbst wickeln.
Hast Du inzwischen ein paar Tips für mich, wie man das am besten anstellt
Als das mit den Elektromagneten noch realtiv neu war, in der ersten Hälfte des letzten Jahrhunderts hat man es sogar noch in der Schule gelernt, wie man Elektromagente dimensioniert, (Schulbücher).
Danach war es nicht mehr ganz so aktuell und in neuerer Zeit betrachtet man, wie es heißt, eher die sozialen Aspekte magnetischer Felder.
Vielleicht kann man aber eines Tages auch damit irgendetwas sinnvolles machen.
In ein paar Jahren werden wir vielleicht das Wissen über die elementare Technik als deutsche Übelsetzung eines chinesischen Buches kaufen können. Im Moment wohl leidel noch nicht. [-(
Wenn Du eine konkrete Frage hast, dann stelle sie einfach, Du brauchst Dich auch nicht zu verstecken.
Manfred
Die Idee mit dem Elektromagneten als "Traktor-Strahl" hat ja schon was. Ich finde es toll wie viele Leute sich hier engagieren und ranklotzen!
Frage 1 @Manf: Ist denn die Excel-Tabelle jetzt ok? --> Würde sie gerne als "Magnet-Dimensionierer" benutzen.
Frage 2: Habe ich das richtig verstanden, dass der Hufeisenmagnet die größte Magnetfeldreichweite bietet?
Frage 3: Kann man "Strom" sparen, wenn man mehrere Spulen mit jeweils kurzem Draht übereinanderwickelt?
Sorry, aber der Gedanke einen anderen Robby so aus 5-10 cm Entfernung gezielt zu stören oder Borg-mässig festzuhalten, das hat schon was :-)
Docofft
Die Physiker haben erfahren, was Sünde ist. Und dieses Wissen wird sie nie mehr ganz verlassen.
Julius Robert Oppenheimer (1904-67)
Also ich muss jetzt auch mal was dazu sagen...
ich werde aber nicht mit irgendwelchen Formeln um mich werfen (obwohl ich es könnte),
sondern versuchen ein anschauliches Beispiel zu liefern.
Viele Menschen denken man könnte sonstwas mit einem starken Magneten anstellen.
z.B. einen fahrenden voll beladenen Laster aus 100m Entfernung von der Autobahn ziehen oder so...
Das kommt sicherlich zum Teil daher, daß die meisten schonmal gesehen haben (egal ob live oder im TV),
wie Autos auf Schrottplätzen mit Elektromagneten scheinbar spielend leicht angehoben werden.
Fakt ist aber, daß man mit einem Auto völlig gefahrlos unter einem eingeschalteten Magneten durchfahren könnte,
sofern dieser in einer ausreichenden Höhe hängt (und ich rede hier nicht von 10 oder 20m)
Wenn ihr euch mal eine konkrete Vorstellung davon machen wollt wie hoch die Reichweite eines starken Magneten tatsächlich ist,
dann besorgt euch ein paar starke Permanentmagnete (Neodymmagnete die oft unter der Bezeichnung "Supermagnete" angeboten werden)
Ich habe z.B. einige mit 1cm Durchmesser und 5mm Höhe.
So, jetzt stellt euch diese Dinger mal vor... sie sind geradezu lächerlich klein oder?
Und jetzt stellt euch vor, daß einer dieser Magnete problemlos einen großen Hammer an einer Metalloberfläche halten kann.
Ich weiss, es klingt zunächst ziemlich harmlos...
Und wie stark diese Magnete tatsächlich sind glaubt man onehin erst wenn man es selber ausprobiert hat.
Es ist wirklich am besten wenn ihr euch einfach mal ein paar von den Dingern besorgt, die sind recht günstig (und ein tolles Spielzeug noch dazu :mrgreen:).
So, jetzt mal angenommen ihr habt ein paar von diesen unscheinbaren kleinen Magneten...
Dann fangt mal damit an und versucht zwei davon zu trennen, und zwar indem ihr wirklich entgegen der Kraft zieht (auseinanderschieben kann jeder).
Das ist verdammt schwer oder?
Stellt euch mal vor ihr solltet einen Elektromagneten wickeln der so stark ist...
sicherlich keine triviale Aufgabe.
Ok, nächster Versuch.
Welche Reichweite hat denn nun so ein Ding?
Wenn sie sich gegenseitig anziehen kann man das nicht so genau sagen.
Also dreht mal einen von beiden um und nähert dann die Magneten einander.
Zuerst merkt man kaum etwas, die Magneten stossen sich ganz leicht ab.
Verringert man den Abstand weiter nimmt diese Kraft langsam zu.
Und bei einem bestimmten Abstand rennt man dann quasi gegen eine Wand.
Die Kraft steigt plötzlich extrem an, und es ist schwer den Abstand weiter zu verringern.
Jetzt kennt ihr die Reichweite...
messt einfach den Abstand der Magneten wenn ihr diese "Wand" erreicht habt.
hmm...
nur lächerliche 2cm?
da hätte man doch eigentlich mehr erwartet oder?
Ich denke wer das mal selber ausprobiert hat kann vielleicht erahnen wie stark ein Magnet mit z.B. 50cm Reichweite sein muss.
Aber was ist mit dem Auto?
Das klebt doch am Magnet!!
Stimmt, und genau das ist der Punkt...
Die Entfernung zwischen Auto und Magnet ist quasi 0.
Würde der Magnet z.B. 2m über dem Auto hängen könnte er es nicht anheben.
PS:
Um ein Auto anzuheben reicht übrigens schon ein ziegelsteingrosser Neodymmagnet...
Nur den wieder vom Dach zu entfernen dürfte etwas problematisch werden.
Frage 1 @Manf: Ist denn die Excel-Tabelle jetzt ok? --> Würde sie gerne als "Magnet-Dimensionierer" benutzen.
Frage 2: Habe ich das richtig verstanden, dass der Hufeisenmagnet die größte Magnetfeldreichweite bietet?
Es ist doch nur eine einzige Formel die in Excel aufgeschrieben wurde, weil ich meinen Taschenrechner nicht uploaden konnte.
Was Felix G in seiner Beschreibung darstellt ist die Funktion 1/x^2.
Eins geteilt durch Abstand zum Quadrat. Das ist eine Funktion, deren Wert bei größer werdenem Abstand sehr sehr viel kleiner wird.
Der Hufeisenmagent ist einer bei dem man den Abstand zwischen den Polen sehr klein machen kann durch ein gerades Stück Eisen. Die größte Reichweite hätte wohl einer, bei dem die Pole weit auseinander sind.
Manfred
Hab ein wenig in Excel rumgespielt.
Wenn man hier in die nicht grau unterlegten Felder seine Spulendaten einträgt, sollte man gut die Daten seines Magneten ermitteln können.
Müssten die Daten für eine Luftspule sein.
Wäre nett, wenn jemand das noch gegenchecken würde, ob das stimmt.
Gruß,
Thomas
Das mit dem Parameter "Abstand zum Ziel" kommt sonst nicht so oft vor. An der Stelle solltest Du noch mal nachsehen. Den Parameter länge der Feldlinien sollte man zusammen mit der Spulenlänge einbringen.
Die Feldkonstante überprüfen.
Die Abmessungen der Spule sind doch vom Drahtdurchmesser und der Windungszahl abhängig? Die Länge der Spule geht da noch ein.
Über 2A durch 0,1mm Draht? Das geht zumindest nicht sehr lange.
Manfred
p.s.: Es ist vielleicht übersichtlicher wenn Du die zulässige Stromdichte und den Kupferquerschnitt vorgibst und über die Drahtstärke dann den elektrischen Widerstand wählst.
Hast recht, hatte eine Null beim stromberechnen vergessen... es sind nur >200mA und die Kraft ist nur ein 10tel.
Habe grade neue Version hochgeladen.
Feldkonstante usw hab ich von deinem Excelsheet übernommen, sollte stimmen, habs im Netz nochmal gegengecheckt.
Wg. Spulenlänge
Ich hab mir es so gedacht, das man die Drahtlänge nimmt, InnenØ und max AussenØ angibt, und die Wicklungsanzahl erhält. Wenn ich eine Spule mit 0,3 innen und 0,5cm aussen habe, mit ~800 windungen mit 0,1mmDraht ist diese logischerweise 2mm/0,1 = 20 Wicklungsebenen dick, somit sind auf jeder ebene 40 Windungen, also ist sie 4mm lang.
Habe ein Feld dafür hinzugefügt als Anzeige.
Habe noch ein Feld für einen Vorwiderstand und ein stromanzeigefeld hinzugefügt.
Gruß, Thomas
Die Größe "Abstand zum Ziel" sollte für die Berechnung beschrieben werden.
In meiner EXCEL Rechnung steht keine Feldkonstante drin es ist nur die Formel für die Kraft berechnet. Die Herleitung steht weiter vorne. Es wäre schon interesssant, wo Du sie sonst noch nachgesehen hast.
Die Spulenlänge geht üblicherweise in die Feldlinienlänge und damit in die Feldstärke ein.
Willst Du wirklich die Kraftwirkung einer Luftspule berechnen?
Manfred
Wikipedia...
magnetischen Feldkonstante μ0 = 4 · π · 10^-7 H/m.
Herleitung siehe seite 2, ich habe die Formel übernommen.
Ich habe der einfachheit halber 10^-7, Pi und die 2 zusammenmultipliziert und so angezeigt.
Feldlinienlänge muß eingerechnet werden? die müsste doch eigentlich in metern und als divisor der Anzahl windungen hinzugefügt werden, oder?
Ansich reicht mir eine luftspule für den anfang... ansonsten müsste man ja nur die Permeabilitätszahl mit einrechnenen , sprich das ganze damit multiplizieren...
Im Excelfeld der Feldkonstanten habe ich nur die halbe gesehen, dann ist es wohl nur die Bezeichnung.
Das Feld einer Luftspule ist mit seinen sehr geschwungenen Feldlinien mit nach außen abnehmender Dichte schon recht kompliziert zu berechnen. Man gibt sich dabei eher mit Abschätzungen zufrieden, oder man berechnet numerisch die Finiten Elemente in 3D.
Dann verschenkt man auch ein bischen viel an Feldbündelung.
Hat man einen Eisenkern und das Feld in der Luft besteht nur in einem Spalt, dann ist es einerseits durch die Bündlung kräftig, andererseits stehen die Feldlinien wie ein Bündel Steichhölzer auf einer abgegrenzten Fläche und parallel.
Manfred
Habe hier grade eine neue Formel verfasst, wobei ich (N*I)² durch ((N/L)*I )² ersetzt habe (L = länge der Spule) ist das so korrekt?
Deine Herleitung oben Seite 2 beruht auf der Berechnung mit Permeabilität von Luft ( = 1), wenn ich das richtig verstanden habe, also ist es eigentlich auch eine Luftspule.
Ansonsten müsste man nur das Ergebnis nochmal mit der Permeabilität des verwendeten Kerns (300-10000 für Eisen) multiplizieren, oder?
Gruß,
Thomas
In fast jeder Eisenspule leitet das Eisen so gut, daß nur noch der Luftspalt als magnetische Weglänge betrachtet werden muß. Es sind zwei Widerstände die hintereinandergeschaltet sind. Der Luftweg mit der Permeabilität (Leitfähigkeit) von Luft und der Eisenweg mit der Permeabilität von Eisen.
Ohne Eisen ist der Luftspalt so lang wie der Gesamtweg der Feldlinien.
In einer Toroidspule ist er dann auch noch ganz gut zu berechnen, aber der Weg ist eben so lang und der steht ja im Nenner für die Kraft auch noch quadratisch.
Manfred
Habe hier grade eine neue Formel verfasst, wobei ich (N*I)² durch ((N/L)*I )² ersetzt habe (L = länge der Spule) ist das so korrekt?
Der Abschnitt kommt vor, nur wenn ein L² dazukommt muß woanders was weg.
Jetzt bin ich komplett ausgestiegen :D
Tut mir leid, ich habe noch ein anderes Thema nebenbei. Deshalb war es wohl etwas kurz.
Wie soll denn das Feld aussehen, das die Kraft ausübt?
Das Feld eines Luftspaltes, quaderförmig, mit konstanter Flußdichte ist weiter vorne beschrieben. Das war ja relativ einfach (naja, relativ).
Das Feld einer Luftspule ist ja nicht so einfach zu beschreiben.
Sollte man dann erst mal beim Feld mit Eisenkern und Luftpalt bleiben?
Was brauchen wir dann noch? Die Berechnung weiter vorne geht neben den mechanischen Abmessungen von Windungszahl und Strom aus.
Sollen weitere Parameter wie Drahtstärke, Widerstand des Drahtes einbezogen werden?
Manfred
Du hast ja (N*I)² x A x 2xpix10^-7 )/x² = F
Ich ersetze I durch die Formel I = V/R , wobei ich R berechne aus Leiterlänge ,Querschnitt, der Widerstandskonstante des Kupfers und dem eventuellem vorwiderstand.
In der Neuesten Version teile ich auch N durch die errechnete "Länge" der Spule.
Genau genommen sieht die Formel jetzt gesamt so aus:
((N/Spulenlänge)*(U/(Drahtlänge xQuerschnitt x spez. R Kupfer +R fix)² x A x 2xpix10^-7
Geteilt durch x²
Spulenlänge:
Øaussen -Øinnen = wicklungsdicke /Kabelquerschnitt = Wicklungsebenen
länge des Drahtes / Durchschnittliche Ø Wicklung = Wicklungsanzahl
Wicklungsanzahl/Wicklungsebenen = Wicklungen pro ebene
Wicklungen pro ebene*Querschnitt = Länge der Spule in mm
Wenn ich jetzt noch eine permeabilität des Kerns einfüge
Das ganze ist jetzt sozusabgen eine Spule mit Kern wie in deiner Herleitung oben...
Wenn ich mich nicht irre, müsste man das ergebenis nurnoch mit der Permeabilität multiplizieren...
ANgehängt die neueste Version, Ich habe die Werte so eingegeben, das sie möglichst exakt deiner herleitung entsprechen.
NxI = 1000, A = 0,001m², X = 0,1m
In der Neuesten Version teile ich auch N durch die errechnete "Länge" der Spule.
Im x² in der ersten Formel steht x für die Länge der Feldlinien.
Wenn das effektiv die Länge des Luftspaltes ist, dann setzt man dafür die Läge des Luftspaltes ein.
Wenn es eine Luftspule ist, dann ist es die effektive Länge der Feldlinien, also zwischen 1 und 2 mal der Länge der Spule plus dem Abstand zum Körper der angezogen werden soll.
Wenn die Feldlinien sich so um die Spule herum schließen, daß der Körper kaum noch von ihnen durchdrungen wird, dann ist eine genauere Betrachtung des Feldes nötig.
Sollen wir einmal das Feldlinienbild einer Luftspule heraussuchen? Das gibt es sicher im Netz.
Manfred
Ich glaube, ich verstehe...
http://schulen.eduhi.at/riedgym/physik/11/elektromagnetis/feld_spule/spuleganz.jpg
x = der abstand zwischen Magnet und Objekt + Feldlinienlänge?
Bei einer Spule mit geradem Kern wäre x also in etwa die Länge der Spule samt kern + der Abstand des zugewandten Pols zum Objekt?
Das ist ein sehr deutliches Bild:
Ohne Eisen ist der zu brücksichtigende Feldinen-Längenanteil recht groß. Der Abstand Ojekt und Spule darf aber nicht groß werden, sonst gehen die Feldlinien gleich zurück zur Spule und nicht in das Objekt das angezogen werden soll.
Das sieht beim U-I-Kern mit dem kleinen Luftspalt ein paar Seiten vorher viel geordneter aus.
Manfred
Da das Thema so interessant ist, möchte ich noch an einem einfachen Beispiel zeigen, wie man die Kraft in einem Magnetfeld berechnen kann. Es werden dabei Vereinfachungen benutzt, die die spezielle Rechnung übersichtlich machen, die aber im Auge behalten werden müssen, um nicht die Grenzen ihrer Gültigkeit zu überschreiten.
Der Eisenkern im Bild wird von einer stromdurchflossenen Spule magnetisiert, Gleichstrom(-Impuls).
Der Kern hat eine relative Permeabilität, die groß ist (z.B.>1000) gegenüber dem Verhältnis der magnetischen Weglänge im Eisen zu der in Luft.
Der Polabstand des rechten "Hufeisens" ist größer als die magnetische Weglänge x in Luft.
https://www.roboternetz.de/phpBB2/album_pic.php?pic_id=135
Dann kann das Magnetfeld als quaderförmig angesehen werden mit der Querschittsfläche A und mit der Länge x.
(1) Die Energiedichte im magnetischen Feld ist ½*B*H.
Die Energie oder Arbeit des Feldes ist ½*B*H*A*x
Differenziert nach dem Weg ergibt sich die
(2 )Kraft F in Richtung x zu ½*B*H*A.
(4) H ist Strom in Amperewindungen geteilt durch die Magnetfeldlänge.
(5) Damit folgt die Kraft zu 0,06 Newton was etwa der Gewichtskraft von 6 Gramm entspricht.
Bei einer Länge von 1mm erhält man so 60kg, was sicher noch der Erfahrung entspricht. Der Strom ist für die Konfiguration schon einigermaßen groß.
Manfred
Was ist nun x? Ist x die Länge der Spule oder der Abstand zwischen Spule und das Objekt (welches angezogen werden soll) oder vielleicht beides?
Danke für eure Hilfe
Steht doch da: "x ist die magnetische Weglänge in Luft" - sprich der Luftspalt. Da du hier jeweils 2 mal nen Luftspallt von x/2 hast, ist die Gesamtlänge des Luftspaltes 2*x/2=x
Wie soll ich aber meine Spule dimensionieren? Welche Länge und welchen Durchmesser soll sie haben?? Diese Grössen müssen doch irgendwo in die Gleichung eingehen.
Gruß und Danke im Voraus
Der Durchmesser des magnetischen Weges ist durch den Kern und den Luftspalt gegeben. Die Länge der Spule auch.
Der Draht sollte nicht länger sein als nötig. Er sollte also direkt auf den Kern oder Wickelkörper aufgebracht werden. Er kann auf der ganzen Länge des Kerns verteilt werden.
Das ist ganz ähnlich wie bei einem Transformator.
(Hast Du die Bezeichnung x im Bild gefunden?)
Manfred
Der Durchmesser des magnetischen Weges ist durch den Kern und den Luftspalt gegeben. Die Länge der Spule auch.
Der Draht sollte nicht länger sein als nötig. Er sollte also direkt auf den Kern oder Wickelkörper aufgebracht werden. Er kann auf der ganzen Länge des Kerns verteilt werden.
Das ist ganz ähnlich wie bei einem Transformator.
(Hast Du die Bezeichnung x im Bild gefunden?)
Manfred
Hallo Manfred, ja die Bezeichnung x habe ich gefunden.
Ich will eine Zylinderspule (Eisen Kern) bauen, habe aber keine Ahnung wie ich das Ding nun dimensionieren soll?????
Bespiel Foto:
http://n.ethz.ch/student/mschnell/mselec/eigen/detektor/klwspule.jpg
Wenn die Spule eine Kraft von F=0,5 N aufbringen soll, wie kann ich nun herauskriegen wie lang und welchen durchmesser der Eisenkern haben muss 8-[ 8-[ 8-[ 8-[
Das Interessante am Magnetismus ist das permeable Material, das Eisen das sich magnetisieren läßt und das Feld stärkt.
Es verstärkt das Feld einige tausend mal. Gegenüber dem Fall ohne Eisen brauchte man also "nur" beispielsweise den 5000- fachen Strom fließen zu lassen, und hätte die gleiche Wirkung, anstelle von 5A also 25000A.
Lange Vorrede, aber was macht man mit der Spule? Mit Eisen füllen? Es geht ja weiter, das Eisen soll die Feldlinien ja nicht nur in einem geraden Teil führen sondern weiter aus der Spule heraus und herum zu dem Punkt wo sie reingekommen sind. Geschlossene Feldlinien in Eisen geführt das ergibt einen hohen Magnetfluß. An einer oder an zwei Stellen kann man dann den Fluß unterbrechen und einen Luftspalt einfügen damit die Kraft etwas bewegen kann.
Sieh Dir mal Hubmagneten und Relais an, in welcher Weise die aufgebaut sind, um den Luftspalt klein zu halten wenn sie viel Kraft benötigen.
Das Bild vom eckigen Hufeisenmagneten ist einigermaßen realistisch, die Spule oder zwei gewickelt und auf die Schenkel gesteckt, das ergibt eine gute Konfiguration um Kraft zu erzeugen.
Sonst, wie gesagt, mit weiten Luftfeldern kann man Kompassnadeln bewegen.
Wenn die Spule eine Kraft von F=0,5 N aufbringen soll, wie kann ich nun herauskriegen wie lang und welchen durchmesser der Eisenkern haben muss
In der Beschreibung ist ein Zahlenbeispiel drin mit n * i, A, x, und F. Du kannst davon ausgehend die Fläche vergrößern oder den Abstand verringern, der Strom mal der Windungszahl ist mit 1000A schon recht hoch.
Manfred
In der Beschreibung ist ein Zahlenbeispiel drin mit n * i, A, x, und F. Du kannst davon ausgehend die Fläche vergrößern oder den Abstand verringern, der Strom mal der Windungszahl ist mit 1000A schon recht hoch.
Hallo, super hab das jetzt mit meinen Werten durchgerechnet. Hab die Gleichung nach A umgestellt und meine Werte eingesetzt. Bin damit auf A=7*10^-4 m^2 gekommen.
Allerdings kann ich immer noch nicht die Länge der Spule bestimmen???? Wie kriege ich die Länge in die Gleichung rein??
Danke
In den Voaussetzungen war beschrieben:
Der Kern hat eine relative Permeabilität, die groß ist (z.B.>1000) gegenüber dem Verhältnis der magnetischen Weglänge im Eisen zu der in Luft.
Diese Bedinung führt dazu, dass nur die Länge des Luftspaltes betrachtet werden muss. Wird die Länge des Luftspaltes dann kleiner als 1/100 des Gesamtweges dann ist der Weg im Eisen mit zu betrachten.
Manfred
In den Voaussetzungen war beschrieben:
Der Kern hat eine relative Permeabilität, die groß ist (z.B.>1000) gegenüber dem Verhältnis der magnetischen Weglänge im Eisen zu der in Luft.
Diese Bedinung führt dazu, dass nur die Länge des Luftspaltes betrachtet werden muss. Wird die Länge des Luftspaltes dann kleiner als 1/100 des Gesamtweges dann ist der Weg im Eisen mit zu betrachten.
Manfred
Also das mit
kleiner als 1/100 des Gesamtweges, dass vestehe ich nicht??? 8-[ 8-[ 8-[ 8-[ 8-[ Der Luftspalt oder der Abstand bei mir beträgt 4cm !!
Wie lang muss jetzt die Spule sein?????
Wie lang muss jetzt die Spule sein?????
Wenn die Länge des magnetischen Kreises (den Weg der Feldlinien) durch den Kern bestimmt ist, dann ist die Feldstärke von der Länge der Spule unabhängig.
Die Spule sollte den Strom führen auf kurzem Weg um den Kern führen, um den Widerstand nicht zu groß werden zu lassen.
(Nebenbei würde mich schon auch interessieren wie das Thema in der Schule behandelt wird.)
Manfred
hans blix
28.03.2006, 01:18
Hallo Manfred,
jetzt habe ich mich durch all die 5 Seiten Forum gearbeitet und gelernt, dass man einen LKW nicht von der Brücke ziehen kann :-) , doch am Ende bin ich doch nicht ganz 100% schlau geworden. Eine Frage wäre z.B. ob du dein x in cm oder in m einsetzt?! .. Das Foto wird bei mir leider auch irgendwie nicht angezeigt :-(
Zu deiner Frage der "Lehre". Hatte eben meine Physik-LK und Studiums-Unterlagen durchgesehen. Wir haben bei den B-Feldern immer nur Kraft auf stromdurchflossenen Leiter, Motoren, Elektronen durchs B-Feld schießen und so nette Dinge gemacht. Aber nie die Kraft auf einen stupiden Metallklotz betrachtet.
Meine Fragen wären konkret (ich hoffe du kannst und willst mir etwas weiterhelfen ;-) ):
- Welche "Magnetform" eines Elektromagneten ist am stärksten, um damit Metallteile hochzuheben? .. Wie ist z.B. der Magnet auf dem Schrottplatz aufgebaut - Hufeisenmagnet, Ringspule, lange Spule, ...?
- Meine Fragestellung war ganz ähnlich der Vorhergehender auch, aber irgendwie habe ich die Antwort nicht gefunden: Wie viel Ampere brauche ich, um ein Gewicht von 150 kg (befestigt an ein Metall-Stück) in minimalem Abstand (z.B. <1mm, Somit hätten wir quasi ein homogenes Magnetfeld?) zu halten (mal abgesehen von den controllern zum konstant halten des Abstands). Nehmen wir meinetwegen mal an 5000 Wicklungen, und ein mü im Eisen von 4000 (oder ist das übertrieben). Für nicht gemachte Angaben bin ich über "vernünftige" Annahmen der Werte dankbar ;-)
Unter Wikipedia habe ich leider nix über die "Polstärke" gefunden (http://de.wikipedia.org/wiki/Magnetostatik - der Beitrag steht noch aus). Das wäre doch die einfachste Lösung, denn dann könnte ich die Kraft ja so schön und einfach berechnen, wie im E-Feld für eine Ladungsmenge q.
Auch die Ausführungen zum magnetischen Moment haben mich direkt nicht weiter gebracht.
Viele Grüße
Sebastian
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I blix net :-)
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P.S.: Habe mal für alle interessierten noch ein kleines PDF aus irgend einem ersten Semester angehängt (fragt mich bitte nicht, welche Uni). Vielleicht hilft's/interessiert's
Das Foto wird bei mir leider auch irgendwie nicht angezeigt
Da liegt wohl das eigentliche Problem. In dem Bild im Artikel ist eine Gleichung hergeleitet fuer die Kraft in Abhaengigkeit von den Groessen Abstand, Strom, Windungszahl und Flaeche... und mit einem Beispiel berechnet.
https://www.roboternetz.de/phpBB2/viewtopic.php?p=12307#12307
Der Magnet sollte in Eisen gefuehrte Feldlinien haben, bei moeglichst kleinem Spalt.
Manfred
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