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Nachricht |
deep.blue
Anmeldungsdatum: 18.07.2016
Beiträge: 4
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 deep.blue Verfasst am: 18. Jul 2016 13:44 Titel: Erzeugung homogenes Magnetfelds |
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Hallo zusammen,
Ich suche eine Möglichkeit, ein homogenes Magnetfeld mit den folgenden Spezifikationen zu erzeugen:
- Feldstärke: 70 bis 100 mT (verstellbar, daher wird es wohl auf einen Elektromagneten hinauslaufen)
- Nutzvolumen: Länge x Breite x Höhe: 100 x 0,4 x 2 mm
- Homogenität: 1E-6 wären schön, 1E-5 würdens eventuell auch tun...
Ich habe schon ein bisschen mit einem simplen Elektromagneten mit planaren Polschuhen herumsimuliert, jedoch müssten die Polschuhe sehr groß sein, um über ein solch großes Volumen die geforderte Homogenität zu erreichen (etwa 300 mm lang und 100 mm hoch).
Gibt es bessere Alternativen zur Erzeugung homogener Mangetfelder in einem solch langezogenen Volumenelement, als ein Elektromagnet mit planaren Polschuhen?
Viele Grüße,
deep.blue |
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ML
Anmeldungsdatum: 17.04.2013
Beiträge: 3388
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| ML Verfasst am: 18. Jul 2016 15:34 Titel: Re: Erzeugung homogenes Magnetfelds |
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Hallo,
| deep.blue hat Folgendes geschrieben: |
- Feldstärke: 70 bis 100 mT (verstellbar, daher wird es wohl auf einen Elektromagneten hinauslaufen)
- Nutzvolumen: Länge x Breite x Höhe: 100 x 0,4 x 2 mm
- Homogenität: 1E-6 wären schön, 1E-5 würdens eventuell auch tun...
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Das ist ein sehr spezielles Thema und von meinem Bauchgefühl her sind die konstruktiven Anforderungen recht hoch (Homogenität von 10^-6).
Ich fürchte fast, dass Du für diese Aufgabe selbst der beste Experte bist.
Viele Grüße
Michael |
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deep.blue
Anmeldungsdatum: 18.07.2016
Beiträge: 4
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| deep.blue Verfasst am: 18. Jul 2016 17:03 Titel: |
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Hallo Michael,
danke für deine Einschätzung! Ich weiß aber definitiv, dass ich kein Experte für Magnetismus bin, da ich eigentlich Chemiker und kein Physiker bin  .
Wüsste jemand, wo man etwas über Elektromagneten (praxisbezogen!) nachlesen kann, oder wo man einen Experten hierfür finden könnte?
Ich hatte auch schonmal an NMR-Magneten gedacht (evtl aus einem kleinen Benchtop-Gerät), das Problem dabei wird aber sein, dass das Volumen, in dem das Feld die geforderte Homogenität aufweist, zu klein ist.
Viele Grüße,
deep.blue |
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yellowfur
Moderator
Anmeldungsdatum: 30.11.2008
Beiträge: 804
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deep.blue
Anmeldungsdatum: 18.07.2016
Beiträge: 4
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| deep.blue Verfasst am: 19. Jul 2016 13:13 Titel: |
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| yellowfur hat Folgendes geschrieben: | | Hilft dir eventuell eine Helmholtz-Anordnung weiter? |
Die Homogenität bei Helmholtz-Spulen liegt wohl im Bereich von 1E-4, und das auch nur in einem kleineren Bereich.
| yellowfur hat Folgendes geschrieben: | | Was ist mit dem Inneren einer ausreichend langen schmalen Spule? |
Da würde ich vermuten, dass kleinste Ungenauigkeiten in der Wicklung der Spule Feldinhomogenität verursachen, oder täusche ich mich da? |
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yellowfur
Moderator
Anmeldungsdatum: 30.11.2008
Beiträge: 804
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| yellowfur Verfasst am: 19. Jul 2016 13:20 Titel: |
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| deep.blue hat Folgendes geschrieben: |
| yellowfur hat Folgendes geschrieben: | | Was ist mit dem Inneren einer ausreichend langen schmalen Spule? |
Da würde ich vermuten, dass kleinste Ungenauigkeiten in der Wicklung der Spule Feldinhomogenität verursachen, oder täusche ich mich da? |
Da hast du Recht. Wie ML schon gesagt hat, die Anforderungen sind recht hoch und da kennst du dich wahrscheinlich schon sehr gut aus. Hast du mal nachgeforscht, was Speziallabore machen, wenn sie so eine hohe Genauigkeit brauchen? In der Kernfusions- und Supraleitertechnik werden beispielsweise zumindest spezielle Felder benötigt.
_________________
Wenn du einen Traum hast, dann folge ihm. Wer weiß, wo er dich hinführen könnte. |
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jh8979
Moderator
Anmeldungsdatum: 10.07.2012
Beiträge: 8576
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franz
Anmeldungsdatum: 04.04.2009
Beiträge: 11583
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| franz Verfasst am: 19. Jul 2016 23:32 Titel: |
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Danke für den Hinweis!
An anderer Stelle fand ich Maxwell-Spule = Anti-Helmholtz-Spule für eine Helmholtz-Spule mit gegenläufiger Stromrichtung. Das englische und deutsche wiki differieren da wohl.
Meine Vermutung ist, daß die Helmholtzspule einen guten Kompromiß bietet zwischen Zugänglichkeit und Homogenität dieses Bereichs. |
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deep.blue
Anmeldungsdatum: 18.07.2016
Beiträge: 4
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| deep.blue Verfasst am: 20. Jul 2016 09:24 Titel: |
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Danke für den Tipp mit den Maxwell-Spulen. Das erzeugte Feld ist deutlich homogener als bei Helmholtz-Spulen, reicht aber immer noch nicht aus... So wie ich das sehe, sind die drei Spulen so angeordnet, dass ihre Querschnitte (wie in wikipedia gezeigt) auf einem Kreis liegen. Gibt es da eventuell Anordnungen mit noch mehr Spulen, die das Feld noch homogener machen? Dazu habe ich nichts gefunden. Wobei da natürlich die Frage ist, ob solch komplizierte Aufbauten in der Realität dann auch wirklich so funktionieren, wie es die Simulationen vorhersagen (ich benutze FEMM bzw. Radia, falls das jemand kennt).
Ich denke, dass ich meine Spezifikationen nocheinmal überdenken muss, besonders die 100 mm Länge, über die das Magnetfeld homogen sein soll, werden Probleme machen. Vielen Dank für eure Tipps, wenn jemand noch einen Hinweis hat, gerne 
Viele Grüße,
deep.blue |
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franz
Anmeldungsdatum: 04.04.2009
Beiträge: 11583
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| franz Verfasst am: 20. Jul 2016 10:17 Titel: |
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| deep.blue hat Folgendes geschrieben: | | Gibt es da eventuell Anordnungen mit noch mehr Spulen, die das Feld noch homogener machen? |
Eine lange Zylinderspule vielleicht? |
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