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uncountbale
Anmeldungsdatum: 09.01.2017 Beiträge: 4 Wohnort: München
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uncountbale Verfasst am: 09. Jan 2017 22:08 Titel: Gezielte Induktion in mehrphasiges Kabel |
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Hallo zusammen,
ich bräuchte ein bisschen Hilfe bei einer Fragestellung die mich schon lange beschäftigt und solange mir niemand sagt "das funktioniert nie", bekomm ich es einfach nicht aus meinem Kopf.
Kann ich durch Induktion in einem mehrphasigen Kabel gezielt eine Induktion in einem Kabel herbeiführen?
Falls ja und falls meine Berechnungen halbwegs stimmen mit welchen Auswirkungen muss ich in der realen Welt im Gegensatz zu der Theorie rechnen? (homogenität Magnetfeld, Remanenzflussdichte...)
Gegeben:
Ein Kabel das leider nicht zu einer Spule gerollte werden kann.
Alle anderen Stränge des Kabels haben einen Wiederstand, so dass der gezielte Strang nur die höchste induzierte Spannung haben sollte.
Um das zu erreichen würde ich mir vorstellen 2 oder mehrere Elektromagnete mit jeweils gegensätzlichen Magnetfeldern zu benutzen um erstens zielen zu können, zweitens weniger Änderungen in einem Magnetfeld haben zu müssen. Siehe Skizze.
Mein zu treffender 'Kabelstrang' ist absolut winzig:
Uind = 80 mV (millivolt)
A= 20 mikrometer Radius = 1256 mikrom^2
db = x
dt = 0,8 millisekunde (ideal Szenario)
Uind = N * A * dB/dt
Hier eine Frage zu dem Flächeninhalt A:
Wie muss ich diesen in meinem speziellen Fall berechnen, da meiner googlischeren Fähigkeiten nach 2 gegensätzliche Magnetfelder nicht durchdringen sondern verformen ('platt' drücken) müsste ich den Flächeninhalt vielleicht nicht 2 Dimensional (Kreis) berechnen sondern könnte eine größere Strecke annehmen (Zylinder), also anstatt A= pi * r^2 (* Länge)
also in Si Basis sollte das
0,08V * 0,00008s / 0,000001 m^2 = 6,4 Tesla
sein oder? So nun wurde mir gesagt das 6,4 Tesla leider extrem hoch sind, hatte mich zuerst gefreut , wie kann ich das reduzieren?
Meine Ideen dazu,
- Spule um das Kabel herum (Flächeninhalt müsste sich definitiv erhöhen) und andere Spulen neben dieser um das Magnetfeld zu verschieben? Wie ich bisher Magnetfelder verstanden habe kann ich diese durch simple Vektor Mathematik verändern bringt mich aber in größere Probleme mit der Homogenität, oder?
- mehrere Magnete benutzen. Ein Magnet muss ja keine 6 Tesla erzeugen sondern nur an diesem einen Punkt muss sich die magnetische Flussdichte verändern.
Bin über jede Hilfe dankbar, auch einfach Fachausdrücke die mir helfen das Forum besser nach meinem Thema zu durchsuchen oder zu googeln.
Danke und Gruß,
Daniel
ps. hatte das letzte mal Physik vor gut 15 Jahren, also bitte für dumme erklären
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ML
Anmeldungsdatum: 17.04.2013 Beiträge: 3384
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ML Verfasst am: 10. Jan 2017 00:39 Titel: Re: gezielte Induktion in mehrphasiges Kabel |
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Hallo,
uncountbale hat Folgendes geschrieben: |
ps. hatte das letzte mal Physik vor gut 15 Jahren, also bitte für dumme erklären |
ich verstehe nicht ansatzweise, was Du machen willst.
Wo soll das E-Feld sein, das Du induzieren willst (längs zum Leiter, radial?)? Wodurch soll die Flussdichteänderung erzeugt werden, die dieses E-Feld induziert? Und wozu das Ganze?
Viele Grüße
Michael
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uncountbale
Anmeldungsdatum: 09.01.2017 Beiträge: 4 Wohnort: München
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uncountbale Verfasst am: 10. Jan 2017 02:46 Titel: Re: gezielte Induktion in mehrphasiges Kabel |
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Hi Michael,
Zur Erklärung warum: ich bin über Transkranielle Magnetstimulation (TMS) gestolpert und überlege seither ob dies anstatt auf das Gehirn auf periphere Nerven z.B. Radialis anwendbar ist aber mit der Genauigkeit dies exakter zu steuern um so z.B. Haptik zu simulieren. Darum auch die gewählten Einheiten. +-80 mV ist das Aktionspotential das gebraucht wird um den Nervenimpuls auszulösen. Die mikrometer sind die Angabe für ein Axom, also die Faser eines Nervs sowie die millisekunden für die Zeit bis das Aktionspotiential erneut ausgelöst werden kann. Durch TMS ist, ob es überhaupt funktionieren kann ganz grob abgedeckt z.B. stimulation Gehirn, Muskeln, Nerven, aber nicht die Genauigkeit, da dies medizinisch keine belange hat da die Nervenleitgeschwindigkeit mehr über den Zustand und Gesundheit eines Nervs aussagt.
Ich hoffe die Erklärung wozu hilft eher weiter als wenn ich versuche etwas zu dem E-Feld zu sagen, da ich hier für jeden denkbaren Vorschlag offen bin.
viele Grüße,
Daniel
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sockenschuss Gast
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sockenschuss Verfasst am: 10. Jan 2017 04:55 Titel: |
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Hi Daniel!
Hört sich echt interessant an, dein Projekt!
6,4 Tesla? Ohne jetzt Werbung machen zu wollen, google mal nach: MAGNETOM Terra – 7T MRI Scanner. Da siehst du Bilder von einem passenden Magneten.
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uncountbale
Anmeldungsdatum: 09.01.2017 Beiträge: 4 Wohnort: München
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ML
Anmeldungsdatum: 17.04.2013 Beiträge: 3384
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ML Verfasst am: 10. Jan 2017 18:34 Titel: Re: gezielte Induktion in mehrphasiges Kabel |
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Hallo,
uncountbale hat Folgendes geschrieben: | Zur Erklärung warum: ich bin über Transkranielle Magnetstimulation (TMS) gestolpert und überlege seither ob dies anstatt auf das Gehirn auf periphere Nerven z.B. Radialis anwendbar ist aber mit der Genauigkeit dies exakter zu steuern um so z.B. Haptik zu simulieren. Darum auch die gewählten Einheiten. +-80 mV ist das Aktionspotential das gebraucht wird um den Nervenimpuls auszulösen. Die mikrometer sind die Angabe für ein Axom, also die Faser eines Nervs sowie die millisekunden für die Zeit bis das Aktionspotiential erneut ausgelöst werden kann. Durch TMS ist, ob es überhaupt funktionieren kann ganz grob abgedeckt z.B. stimulation Gehirn, Muskeln, Nerven, aber nicht die Genauigkeit, da dies medizinisch keine belange hat da die Nervenleitgeschwindigkeit mehr über den Zustand und Gesundheit eines Nervs aussagt. |
nach der Beschreibung möchtest Du sowas wie eine Machbarkeitsstudie für ein diffiziles Problem aus der Nuklearmedizin haben.
Das ist m. E. zu umfangreich und kompliziert, um in einem Nachhilfeforum behandelt werden zu können. Um solche Probleme zu lösen, musst Du eine ausreichende Zahl erfahrener Physiker, Elektroingenieure und Nuklearmediziner zusammenbringen.
Viele Grüße
Michael
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uncountbale
Anmeldungsdatum: 09.01.2017 Beiträge: 4 Wohnort: München
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uncountbale Verfasst am: 10. Jan 2017 20:53 Titel: Re: gezielte Induktion in mehrphasiges Kabel |
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Hallo Michael,
Danke für den Hinweis.
Ich hätte vielleicht doch bei dem Beispiel mit dem Kabel bleiben sollen, ohne einen wirklichen Grund zu erklären .
Mein Hauptanliegen für die Frage hier war eigentlich mehr herauszufinden ob grundsätzlich Überlegungen überhaupt zutreffend sind. Ich fühl mich wie ein 9. Klässler der 2 Wikipediaseiten über Induktion durchgelesen hat und versucht die Formeln zu verstehen und diese für sein Zwecke umzuformen. Darum besser wieder zurück auf die eigentlich Ursprüngliche Fragestellung:
Kann man in einen gerade verlaufendes Kabel eine Spannung durch Induktion erzeugen. Meine Antwort wäre: Ja aber das bei einem erhöhtem Energieverbrauch als wenn es eine Spule wäre, beschrieben durch die Formel: Uind * dt / A = dB folglich je größer mein Flächeninhalt desto kleiner meine Magnetische Flussdichte. Wie könnte man unter Annahme des Kabels die Fläche vergrößern, oder sollte man eher versuchen die Zeit (dt) zu verringern, was aber höhere Frequenzen verursachen würde?
Magnetfelder verformen , mehrere Magnete für Induktion verwenden sinnvoll? Meine Antwort wäre hier aus der praxis: ja, da z.B. bei einer Doppelspule ein Fokuspunkt existiert, an der die höchste Flussdichte existiert. Mehr als 2 Magnete sinnvoll?
Magnetfeld verformen einfache Vektor Mathe? Habe ich von einem Luft u. Raumfahrt Ing. konnte diese aber weder bestätigen noch wiederlegen.
Und die Zusatzfragen:
Anmerkungen von Forenbesuchern die praktische Erfahrung mit Elektro- Magneten haben und mir eventuell unter den angegebenen Größen Grenzen mitteilen könnten die ich selbst in Formeln vermeiden sollte da dies in der Praxis nie funktionieren wird, also Beispiel wäre "6 Tesla sind echt viel"
"Du solltest für die Frequenz eines Elektromagneten im MHz Bereich bleiben" (selber Ing. ich weiß noch nicht mal wieso).
"Stromverbrauch eines AKWs" etc.
Also wirklich Grundlegende Bedenken die es überhaupt ausschließen würden darüber nachzudenken.
Oder es hat wirklich schon jemand versucht zumindest in Netzwerkkabel einen Stromimpuls zu induzieren, warum auch immer er das gemacht hat und mir von seinen Erfahrungen berichten kann .
Danke und viele Grüße,
Daniel
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ML
Anmeldungsdatum: 17.04.2013 Beiträge: 3384
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ML Verfasst am: 11. Jan 2017 02:25 Titel: Re: gezielte Induktion in mehrphasiges Kabel |
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Hallo,
uncountbale hat Folgendes geschrieben: |
Danke für den Hinweis.
Ich hätte vielleicht doch bei dem Beispiel mit dem Kabel bleiben sollen, ohne einen wirklichen Grund zu erklären .
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Ein Projekterfolg hängt m. E. nicht an grundsätzlichen Erwägungen, sondern an vielen Details. Ich habe ansonsten zu dem Thema alles gesagt, was ich beitragen kann und ziehe mich aus der Diskussion zurück.
Viele Grüße
Michael
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