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Induktionsspannung Spule berechnen
 
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Juichin
Gast





Beitrag Juichin Verfasst am: 17. Jan 2012 13:16    Titel: Induktionsspannung Spule berechnen Antworten mit Zitat

Meine Frage:
Hallo,

ich arbeite gerade an einer Erfindung. Dazu benötige ich allerdings fachmännischen Rat, der mir helfen soll herauszufinden, ob sich der Aufwand lohnt.
Inhalt der Erfindung ist die Erzeugung von Strom indem ein permanenter Magnet sich in einer Spule (Mikrospule) auf- und abbewegt.
Dabei sollen die Spule maximal eine Höhe von 1-3mm und der Magnet, der sich in der Spule auf und ab bewegt gleichfalls eine Höhe von 1-3mm haben.
Nun habe ich gelesen, dass es Mikrospulen gibt.
Um zu evaluieren, ob meine Erfindung überhaupt Sinn macht und erträglich ist, habe ich die Frage, ob es eine einfache - für einen Nicht-Elektrophysiker verständliche Formel gibt, mit der man die Induktionsspannung, bzw. die Spannung, die beim Auf- und Abbewegen eines Magneten in einer Spule generiert wird, berechnen kann?
Ich denke, dass sich der Magnet mit einer Geschwindigkeit von 2mm/s bewegen wird. Bzgl. der Windungszahl, magnetischer Flussdichte etc. habe ich keine Ahnung was eine Mikrospule hat. Material wird wohl Kupfer sein.

Ich habe dazu einige Formeln im Internet gefunden, leider sind diese für mich nicht verständlich.

Sicherlich ist die generierte Spannung vom Material des Magneten, der Spule, der Höhe/Fläche und Windungsanzahl der Spule abhängig.

Dennoch: Welche Spannung wird erzeugt, wenn man eine Mikrospule aus Kupfer, so wie Sie unter:
http://www.imt.tu-bs.de/imt/projekte/abgeschlossen/Mikrogalvanik

beschrieben ist nutzt und einmalig einen Magneten auf- und abbewegt (Bewegungslänge: 1-2mm rein, 1-2mm raus, gesamt: 2-4mm)? Welchen Strom/Spannung kann man dabei generieren? Bzw. kann man das auch in Watt (elektr. Leistung) umrechnen. D.h., wie viele Mikrospulen benötigt man um eine Wh zu generieren? Wenn ich weiß wie viel Strom/Spannung bzw. elektr. Arbeit man mit einer solchen Mikrospule erzeugen kann, weiß ich ob es überhaupt Sinn macht an der Erfindung weiter zu arbeiten.

Besten Dank für Ihre Hilfe.

LG, Mario


Meine Ideen:
noch keine
Steffen Bühler
Moderator


Anmeldungsdatum: 13.01.2012
Beiträge: 6279

Beitrag Steffen Bühler Verfasst am: 17. Jan 2012 14:21    Titel: Antworten mit Zitat

Viel Hoffnung kann ich Dir nicht machen.

Die Formel für die Induktionsspannung lautet



Wenn ich mir die gezeigte Spule so betrachte, sehe ich vielleicht n=30 Windungen. Die aktive Fläche hat einen Durchmesser von vielleicht zwei Millimetern, das ergibt A=1,6E-6 m². Ein normaler Magnet bringt etwa B=0,1T zustande. Mit der von Dir genannten Geschwindigkeit ist der in t=1s vorbeigezogen.

Das ergibt etwa U=5µV.

Wieviel Watt Du da rausholen kannst, begrenzt letztendlich der Strom, den die Spule verkraften kann. Nun steht da zwar "mehrere kA/cm²", aber wenn man die winzigen Dimensionen betrachtet, hat der Leiter letztlich eine Fläche von 0,000005 cm², somit landen wir bei vielleicht 1 mA. Die maximale Leistung wäre dann P=U*I=5nW.

Du müßtest für ein einziges Watt also 200 Millionen dieser Spulen zusammenschalten.

Viele Grüße
Steffen
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