Wellen /Lineargenerator

Chris2017 · Anmeldungsdatum: 10.01.2017 Beiträge: 4

Hallo, Ich hoffe es kann mir einer helfen.

Ich kenne mich zwar gut aus in der Elektroinstallation, jedoch bei den
Feinheiten bzw speziellen Rechnungen fehlt mir die Praxis. Ich probiere
Zwar gerne alles selber aus, ist ja das sicherste, aber um die verschiedensten
Spulen zu wickeln und auszuprobieren, da fehlt mir einfach die Zeit, und vielleicht findet sich jemand der mir ein Beispiel durchrechnet - wäre Super!

Ich möchte mir gerne einen Wellengenerator bauen ( Lineargenerator )
Ich müsste nun wissen wie man die ungefähre Spannung und Stromstärke von einer
Spule ausrechnet wo sich ein Magnet ständig hin und her bewegt.

Nun zu den Angaben bzw wie ich mir das Denke:

Ich habe einen 70x30 N52 NEODYM Magneten ca 15000 Gauß,
Kupferlackdraht 0,3 mm, Verschiedenste Dioden zur Gleichrichtung.
Den Draht würde ich auf ein 75 mm Rohr aufwickeln in dem der Magnet
Sich hin und her bewegt, die Spule würde ich
10 cm lang machen mit 10 Lagen. Das wären ca 3300 Windungen mit einer
Drahtlänge von 780 Meter.
Da stellt sich nun schon die Frage, wären mehrere kürzere Spulen besser
Als eine Lange? Wenn ich eventuell 3 Spulen hintereinander Wickle.... Und die
Dann in Serie oder Paralell schalte.....
Der Magnet wird sich ca mit 3 Herz hin und her bewegen, bei einem maximalen
Hub von 15 cm.

Wie kann man nun das ausrechnen damit ich weiß welche Spannung / Stromstärke rauskommt, welche Dioden man für die Gleichrichtung verwenden soll, Damit man eine Batterie von 12 oder 24 Volt aufladen kann.

Wie gesagt, wäre wirklich Dankbar wenn sich einer finden würde, der mir das Beispiel Durchrechnen kann, dann könnte ich später selber die verschiedenen Berechnungen anstellen.

Vielen Dank und schöne Grüße aus Österreich
Chris

Steffen Bühler · Moderator Anmeldungsdatum: 13.01.2012 Beiträge: 7244

Willkommen im Physikerboard!

Die zwei Formeln, die Du brauchst, sind

für die induzierte Spannung und

für den magnetischen Fluss. Wieviel Strom maximal fließen kann, hängt dann hauptsächlich vom Drahtwiderstand ab.

Kommst Du damit schon weiter? Sonst melde Dich noch mal.

Viele Grüße
Steffen

Chris2017 · Anmeldungsdatum: 10.01.2017 Beiträge: 4

Hallo Steffen

Vielen für die Formeln, aber vielleicht könntest du mir ein Beispiel vorrechnen,
damit ich weiß wo man welchen Wert einsetzt.

Wäre Super von Dir!

Lg Chris

Steffen Bühler · Moderator Anmeldungsdatum: 13.01.2012 Beiträge: 7244

Mit Rechnen hab ich's nicht so, aber qualitativ:

Du kennst die Flussdichte B des Magneten (brauchst Du natürlich in Tesla). Dann kennst Du die Fläche A des Magneten (in Quadratmetern). So bekommst Du den Fluss.

Und der ändert sich für die Spule, wenn Du den Magneten durchschiebst, von Null auf Maximum und dann wieder auf Null. Und genau mit dieser Änderung steigt die Spannung und fällt wieder. Auf welchen Wert (in Volt) sie steigt, hängt davon ab, in welcher Zeit t (in Sekunden) Du den Magneten durchschiebst und wieviel Windungen die Spule hat.

Chris2017 · Anmeldungsdatum: 10.01.2017 Beiträge: 4

Ok, dann werde ich mal rechnen müssen:-)
Was mir noch unklar ist, sind die beiden Delta,
Delta vom Magnetischem Fluss? Und Delta von der Zeit?
Verstehe ich nicht.

Und die Fläche vom Magneten bezieht sich wohl auf die, die
Direkt an den Windungen anliegen, oder?
Also bei meinem Magneten von 70mm Durchmesser und 30 mm Höhe,
Wären das 7x3,14x3=66cm2 = 0,0066 m2 , richtig ?

Steffen Bühler · Moderator Anmeldungsdatum: 13.01.2012 Beiträge: 7244

Delta steht ja für Differenz, also Unterschied. Wenn Du den Magneten in einer Sekunde durch die Spule schiebst, steigt der magnetische Fluss darin in der ersten halben Sekunde von Null auf Maximum an, dann fällt er wieder. Der Flussunterschied pro Zeitunterschied ist also hier der Gesamtfluss des Magneten geteilt durch diese halbe Sekunde.

Und es geht um die Querschnittsfläche des magnetischen Feldes! Bei einem zylindrischen Stabmagneten wie hier ist das das Feld, welches bei den Polen "austritt". Somit hier die Kreisfläche des Zylinders.

Chris2017 · Anmeldungsdatum: 10.01.2017 Beiträge: 4

Danke, jetzt wird mir einwenig klarer!
Und was dann rauskommt ist Volt, ist dies nun die Amplituden Spannung
Oder die Vpp?

Steffen Bühler · Moderator Anmeldungsdatum: 13.01.2012 Beiträge: 7244

Wenn der Magnet einmal gleichmäßig durchgeschoben wird, sollte der Fluss erst linear steigen, dann wieder fallen. Dann hast Du erst eine konstante negative Spannung, dann eine konstante positive. Der Hub zwischen diesen beiden Spannungen ist dann wohl das Vpp.

Du wirst ihn aber wohl nicht auf diese Weise hin- und herbewegen, nehme ich an. Sondern eher eine Art Pleuel konstruieren, das ihn antreibt. Und dann bewegt er sich natürlich sinusförmig. Dann kann man nicht mehr mit den Deltas arbeiten, sondern muss richtig ableiten. Zum Glück ist der Sinus da sehr gutmütig. So kann man da auch recht bequem den theoretischen Spannungsverlauf bestimmen.