Kraft eines Magneten auf Eisenmasse berechnen

Wanderfalke · Anmeldungsdatum: 22.03.2008 Beiträge: 17

Guten Abend!

ich habe einen Faden, den ich mit einigen Metallspänen versehen will, um ihn mittels eines externen Magnetfeldes ziehen zu können.

Ich will jetzt berechnen
a) wieviel Späne ich auf den Faden aufbringen muss
und
b) wie stark das externe Magnetfeld sein muss.

Mein Problem ist, dass ich hierzu keinen Ansatz finde das rechnerisch zu lösen.
Ich finde viel zu Berechnungen über Spulen, aber ich finde nichts dazu...

Könnt ihr mir da vielleicht weiterhelfen?

Wäre euch unglaublich dankbar!!

Danke euch!

D2 · Anmeldungsdatum: 10.01.2012 Beiträge: 1723

Warum soll das Magnetfeld deinen Faden/Kette überhaupt ziehen?
Wie soll so eine Vorrichtung aussehen, dass diese den Faden in eine Richtung zieht?
Wie wilst du den Faden und die Spule zu einander bringen?
Ich bin mir sicher, dass du keinen Linearmotor oder Drehfeld besitzt.
Es gibt natürlich mechanische Lösungen, aber diese sind zu umständlich.
Wie stellst du dir die Antwort vor?
Anzahl der Spähnen pro laufender Meter Faden?
Die Stärke des Magnetfeldes in Tesla?

Willst du vielleicht den Faden zu einem Kreis bilden?
Dann werden dir keine Berechnungen wirklich helfen.

Wanderfalke · Anmeldungsdatum: 22.03.2008 Beiträge: 17

naja - der zweck ist, dass der Faden gerichtete Bewegungen ausführen kann.

Ich kann doch ein externes Magnetfeld erzeugen nach dem sich dann die Eisenpartikel ausrichten würden.

Was ich gerne berechnen würde wäre welche Kraft auf ein Eisenpartikel wirkt wenn ich ein externes Magnetfeld anlege.

Werte wie die Flussdichte kann man ja annehmen - mich würde nur erstmal der theoretische Rechenweg interessieren, weil ich keinen direkten Weg sehe, wie man das lösen kann...

D2 · Anmeldungsdatum: 10.01.2012 Beiträge: 1723

Willst du den Faden auf das Papier legen oder in die Spule reinhängen und erwartest, das dieser Magnetlinien anzeigen soll?
Aber du sollst dir jede einzelne Metallspäne wie eine Kompassnadel vorstellen, die sich im Magnetfeld ausrichtet, ohne dabei sich ihren Positionen(nur die Drehung um eigenen Schwerpunkt finden statt, aber keine Verschiebung) im Raum zu verändern. Wenn deine Späne auf einem Faden festgeklebt sind, können sich diese nicht so ausrichten, als wenn diese frei beweglich wären.
Eine Hälfte der Metallspäne in einem Magnetfeld zieht in eine Richtung, die anderen in andere Richtung, die Kräfte gleichen sich aus. Mit dem Faden passiert wahrscheinlich gar nix. Spänen auf den Faden kleben kann nicht der richtige Weg sein. Wie soll dein Versuch ursprünglich aussehen?

Die Kraft die du messen möchtest, wird oft mit Hilfe eines Drehspulinstruments gemessen.
http://search.babylon.com/?q=drehspulinstrument&babsrc=HP_ss&s=img&rlz=0&as=3&ac=246%2C237

Oder mit Hilfe einer Hallsonde
http://www.ph.tum.de/studium/praktika/mw/Praktikumsversuche/PDFs/MAG.pdf

Wanderfalke · Anmeldungsdatum: 22.03.2008 Beiträge: 17

Ich will keine Magnetlinien sehen - ich will, dass der Faden zum Magneten hingezogen wird.

Und sobald die Späne vom Magneten angeregt wird, sollte die ja ein eigenes Magnetfeld aufbauen.
Dann wäre das wie eine Anziehung zwischen zwei geladenen Punktladungen.

Die Berechnung der Magnetisierung der Eisenteilchen ist aber ein Problem..

erkü · Anmeldungsdatum: 23.03.2008 Beiträge: 1414

Energiedichte im Magnetfeld:

Kraft im Magnetfeld:

Wanderfalke · Anmeldungsdatum: 22.03.2008 Beiträge: 17

hmmm - kannst Du mir vielleicht noch ein bisschen sagen, was du meinst?

meinst du ich sollte die beiden Formeln irgendwie gleichsetzen? - paarmal hochintegrieren und dann einsetzen?
Hätte ich dann nicht nur eine Kraftwirkung bei einem bestimmten Magnetfeld?

jh8979 · Moderator Anmeldungsdatum: 10.07.2012 Beiträge: 8583

Einfachste und schnellste Loesung: Ausprobieren.

Alles andere steht in keinem Verhaeltnis zum Aufwand...

Wanderfalke · Anmeldungsdatum: 22.03.2008 Beiträge: 17

hmmm mein problem ist, dass die eisenteilchen, über die ich nachdenke sehr klein sind. D.h. ich müsste die extra kaufen und ich würds eigentlich vorher gern einmal grob durchrechnen, ob das möglich ist.

wenn ich die physik richtig verstehe, dann müsste ich doch zunächst bei den eisenpartikeln berechnen wie stark diese durch das externe magnetfeld magnetisiert werden.

danach könnte man aus diesen beiden magneten eine kraftwirkung aufeinander berechnen.

seh ich das so richtig?

jh8979 · Moderator Anmeldungsdatum: 10.07.2012 Beiträge: 8583

Im Prinzip koennte man sich denken das so zu loesen. Aber wegen Hysterese ist dies fuer Eisen praktisch quasi nicht durchfuehrbar... also ausprobieren.

Wanderfalke · Anmeldungsdatum: 22.03.2008 Beiträge: 17

wieso stört mich denn die hysterese?
ich will den stoff doch gerade magnetisieren.

meinst du vielleicht, dass ich keinen festen wert für die magnetisierung erhalten kann?

jh8979 · Moderator Anmeldungsdatum: 10.07.2012 Beiträge: 8583

Jep... aber lass Dich nicht stoeren und versuch es auszurechnen ... Ausprobieren geht viel schneller und spart Zeit...