RegistrierenRegistrieren   LoginLogin   FAQFAQ    SuchenSuchen   
Falltest Magnet durch Spule - Funktion?
 
Neue Frage »
Antworten »
    Foren-Übersicht -> Elektrik
Autor Nachricht
Dennis N.



Anmeldungsdatum: 19.01.2018
Beiträge: 5

Beitrag Dennis N. Verfasst am: 19. Jan 2018 08:17    Titel: Falltest Magnet durch Spule - Funktion? Antworten mit Zitat

Meine Frage:
Hallo zusammen,

ich habe da mal eine Fragestellung, auf dessen Lösung ich nicht komme.
Nehmen wir an, ich habe einen Stabmagneten. Diesen lasse ich durch eine Spule mit N Windungen mit dem Durchmesser d fallen. Und nehmen wir an, die Geschwindigkeit ist konstant. Jetzt möchte ich den Spannungsverlauf in Abhängigkeit der Zeit rausbekommen. Also f(t). Ich habe da an folgenden Ansatz gedacht, ich bin mir aber nicht sicher ob das stimmen kann:

Grundformel: Uind=N*A*(dB/dt)

Kann der Ansatz so stimmen? Windungen und Fläche der Spulenschlaufe bleiben konstant, die magnetische Flussdichte B ändert sich, je näher ich der Spule komme. Vielleicht ist der Ansatz auch totaler Quatsch. Ich kann mich da nur schwer reindenken...

Gruß

Dennis

Meine Ideen:
Grundformel: Uind=N*A*(dB/dt)
schnudl
Moderator


Anmeldungsdatum: 15.11.2005
Beiträge: 6979
Wohnort: Wien

Beitrag schnudl Verfasst am: 19. Jan 2018 16:08    Titel: Antworten mit Zitat

Die Grundformel lautet:



mit



als Spulenfluss. Den muss du aber, da die Spule ja nicht nur aus einer Windung besteht über alle Windungen integrieren.


Außerdem brauchst du erst mal den Feldverlauf des Magneten. Dafür gibt es für einfache Geometrien Näherungsformeln.

Quatsch ist das keiner (von der Grundformel abgesehen), aber wenn du das wirklich berechnen willst, ist das zwar keine Doktorarbeit, aber dennoch mit ziemlich viel Zeitaufwand verbunden.

_________________
Wenn du eine weise Antwort verlangst, musst du vernünftig fragen (Goethe)
Dennis N.



Anmeldungsdatum: 19.01.2018
Beiträge: 5

Beitrag Dennis N. Verfasst am: 23. Jan 2018 11:14    Titel: Antworten mit Zitat

Okay, schon einmal vielen Dank. Ich werde mich da mal in aller Ruhe ransetzen.
Jetzt noch einmal eine andere Frage: Wie kann ich die magnetische Induktion einer einfachen Bewegung (geführte Fallenergie) maximieren (Strom/Spannung)? Bzw. wie muss eine Spule aussehen? Reicht eine einfache Luftspule, oder muss diese einen Eisenkern haben, oder nehme ich eine Ringkerndrossel?
schnudl
Moderator


Anmeldungsdatum: 15.11.2005
Beiträge: 6979
Wohnort: Wien

Beitrag schnudl Verfasst am: 23. Jan 2018 20:39    Titel: Antworten mit Zitat

Du meinst, du magst die induzierte Spannung optimieren, die entsteht, während ein magntisierbarer Gegenstand durch den Innenraum der Spule fällt?
_________________
Wenn du eine weise Antwort verlangst, musst du vernünftig fragen (Goethe)
Dennis N.



Anmeldungsdatum: 19.01.2018
Beiträge: 5

Beitrag Dennis N. Verfasst am: 25. Jan 2018 08:46    Titel: Antworten mit Zitat

Also mein Problem ist folgendes. Ich will durch einen fallenden Magneten (N42) einen Strom induzieren, die Spannung interessiert mich eigentlich nicht. Ich möchte ca. 30 ms einen Strom von 1A erzeugen, dies gelingt mir aber einfach nicht...
Ich habe mir aus Lackdraht eine Spule gewickelt und die Wicklungen variiert. Mal 200, 400 und einmal um die 1000 Wicklungen auf 50 mm Länge mehrlagig gewickelt. Der Draht ist 0,3 mm dick. Testwiderstand ca. 1,5 Ohm. Der Strom ist immer so um die 400 mA für 20 ms. Ich verstehe nicht, wieso ich trotz variierter Windungszahl immer den gleichen Strom herausbekomme. Ohne Last habe ich unterschiedliche Spannungen, das passt. Aber die Leistung steigt nicht. Was mache ich falsch? Und wie kann ich in dem Fall die bewegte Ladungsmenge erhöhen, sodass ich auf die 1A für 30 ms komme? Trotz einlesen blicke ich da nicht durch.
schnudl
Moderator


Anmeldungsdatum: 15.11.2005
Beiträge: 6979
Wohnort: Wien

Beitrag schnudl Verfasst am: 25. Jan 2018 19:09    Titel: Antworten mit Zitat

Wieso brauchst Du 1A?
_________________
Wenn du eine weise Antwort verlangst, musst du vernünftig fragen (Goethe)
Dennis N.



Anmeldungsdatum: 19.01.2018
Beiträge: 5

Beitrag Dennis N. Verfasst am: 26. Jan 2018 09:00    Titel: Antworten mit Zitat

Habe einen niederohmigen Glühdraht den ich durchbrennen lassen will. Dieser brauch aber ein gewisses Integral und mindestens 1A.
Steffen Bühler
Moderator


Anmeldungsdatum: 13.01.2012
Beiträge: 7226

Beitrag Steffen Bühler Verfasst am: 26. Jan 2018 09:28    Titel: Antworten mit Zitat

Ich nehme mal an, die Spule ist so groß, dass der Magnet da durchfallen kann, also vielleicht 3 Zentimeter Außendurchmesser. Wenn Du da 1000 Windungen draufwickelst, sind das etwa 100 Meter Draht. Ein Meter hat bei diesem Drahtdurchmesser etwa 0,25 Ohm, damit hast Du einen Gleichstromwiderstand von 25 Ohm in Reihe zur Last.

Es fällt also die meiste Spannung am Innenwiderstand ab und nicht an der Last.

Wenn Du nur die Hälfte der Windungen nimmst, hast Du zwar weniger Innenwiderstand, aber auch weniger Induktionsspannung. Bringt also auch nichts.

Also entweder den Magneten noch stärker machen, schneller durch die Spule werfen - oder halt einen dickeren Draht nehmen. Zwei Millimeter Durchmesser ergeben nur noch ein halbes Ohm bei 1000 Wicklungen.

Viele Grüße
Steffen
schnudl
Moderator


Anmeldungsdatum: 15.11.2005
Beiträge: 6979
Wohnort: Wien

Beitrag schnudl Verfasst am: 26. Jan 2018 16:05    Titel: Antworten mit Zitat

Dennis N. hat Folgendes geschrieben:
Habe einen niederohmigen Glühdraht den ich durchbrennen lassen will. Dieser brauch aber ein gewisses Integral und mindestens 1A.


Das würde ich über einen Leistungsverstärker machen. Ich kenne deine Anforderungen nicht genau, aber die Spule ist ein Sensor, und das Sensorsignal kann weiterverwendet werden.

_________________
Wenn du eine weise Antwort verlangst, musst du vernünftig fragen (Goethe)
Dennis N.



Anmeldungsdatum: 19.01.2018
Beiträge: 5

Beitrag Dennis N. Verfasst am: 26. Jan 2018 21:05    Titel: Antworten mit Zitat

@Steffen: Ich werde es mal mit einem dickeren Draht versuchen, Danke für deine Hilfe! smile
@Schnudl: Das Problem ist, dass ich die komplette Energie aus der Spule beziehen muss, völlig autark. Ich habe keine zusätzliche Spannungsversorgung. Daher muss meine Spule für eine kurze Zeit als "Generator" arbeiten. Die Aufgabenstellung ist ein wenig komplexer, aber wie ich sie oben beschrieben habe, geht es im Grunde genommen um einen Magneten, der durch eine Spule fällt und einen Glühdraht entzündet.
Neue Frage »
Antworten »
    Foren-Übersicht -> Elektrik