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Kraft zwischen 2 gleichen Magnetpolen
 
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muellermilch



Anmeldungsdatum: 26.09.2022
Beiträge: 80

Beitrag muellermilch Verfasst am: 13. Aug 2023 19:14    Titel: Kraft zwischen 2 gleichen Magnetpolen Antworten mit Zitat

Hallo zusammen,

ich wollte praktisch wissen, welche Kraft entsteht, wenn ich 2 gleiche Pole zusammen drücke. Folgende Daten habe ich:

Zylindermagnet 1:

Länge 3 cm
Durchmesser 8 mm
Haftkraft: ca. 2,7 kg
Magnetisierung: N42

Magnetische Flussdichte im Abstand z von einem Zylinder:

0 mm = 0,619 Tesla
0,5 mm = 0,466 Tesla
1 mm = 0,337 Tesla

Zylindermagnet 2:

Länge 8 mm
Durchmesser 8 mm
Haftkraft: ca. 2,5 kg
Magnetisierung: N45

Magnetische Flussdichte im Abstand z von einem Zylinder:

0 mm = 0,607 Tesla
0,5 mm = 0,454 Tesla
1 mm = 0,326 Tesla


Die Berechnung der magnetischen Flussdichte im Abstand z von einem Zylinder ist direkt vom Hersteller.


Ergebnis:

Der Abstand beim Zusammendrücken der Magnete betrug 1 mm. Die Kraft betrug ca. 1,6 kg. Gemessen habe ich die Kraft über eine stinknormale Küchenwaage.

Frage:


1. Ist es möglich, die Kraft zwischen den Polen aus der Theorie zu berechnen und wenn ja, wie ?
2. Der Abstand zwischen den Magneten beträgt ja nun 1 mm, demnach treffen sich die magnetische Flussdichte der Magnete in der Mitte und zwar bei 0,5 mm. Kann ich nun einfach die beiden oben genannten Werte zusammen addieren und dann hätte ich die magnetische Flussdichte die in der Mitte der Magneten entsteht?

LG



KraftPole.jpg
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muellermilch



Anmeldungsdatum: 26.09.2022
Beiträge: 80

Beitrag muellermilch Verfasst am: 18. Aug 2023 12:06    Titel: Antworten mit Zitat

Ich muss mich korrigieren, da ich einen Fehler gemacht habe:

Die Kraft bei einem Abstand von:

3 mm = ca. 450 g
2 mm = ca. 770 g
1 mm = ca. 1,2 kg


beachtet bitte, dass das nur Richtwerte sind.
ML



Anmeldungsdatum: 17.04.2013
Beiträge: 3419

Beitrag ML Verfasst am: 18. Aug 2023 12:20    Titel: Re: Kraft zwischen 2 gleichen Magnetpolen Antworten mit Zitat

Hallo,

muellermilch hat Folgendes geschrieben:

1. Ist es möglich, die Kraft zwischen den Polen aus der Theorie zu berechnen und wenn ja, wie ?

Ja, man muss aber die jeweilige Feldverteilung kennen. Das geht nur in Spezialfällen ohne größeren Aufwand.

Grundsätzlich schaut man sich die magnetische Energie als Funktion des Abstandes an. Für die Kraft gilt dann:


Damit ist


Viele Grüße
Michael
muellermilch



Anmeldungsdatum: 26.09.2022
Beiträge: 80

Beitrag muellermilch Verfasst am: 18. Aug 2023 13:15    Titel: Antworten mit Zitat

Hallo Michael,

die magnetische Energie vom Zylindermagnet 1 beträgt 318 - 334 kJ/m³.
die magnetische Energie vom Zylindermagnet 2 beträgt 342 - 358 kJ/m³.
Da es sich nun aber um 2 Magnete handelt, muss ich die magnetische Energie dann addieren oder wie verhält sich das?
Für was steht denn das d in der Formel?
ML



Anmeldungsdatum: 17.04.2013
Beiträge: 3419

Beitrag ML Verfasst am: 18. Aug 2023 13:34    Titel: Antworten mit Zitat

Hallo,

muellermilch hat Folgendes geschrieben:

die magnetische Energie vom Zylindermagnet 1 beträgt 318 - 334 kJ/m³.
die magnetische Energie vom Zylindermagnet 2 beträgt 342 - 358 kJ/m³.
Da es sich nun aber um 2 Magnete handelt, muss ich die magnetische Energie dann addieren oder wie verhält sich das?

Nein, die B-Felder, nicht die Energien addieren sich linear. Man muss schauen, wie sich die Energie verringert, wenn man den Abstand verändert.

Zitat:

Für was steht denn das d in der Formel?

ist der Ableitungsoperator.

Viele Grüße
Michael
MBastieK



Anmeldungsdatum: 06.10.2012
Beiträge: 960
Wohnort: Berlin-Wedding

Beitrag MBastieK Verfasst am: 18. Aug 2023 13:51    Titel: Antworten mit Zitat

Hallo!

muellermilch hat Folgendes geschrieben:
Für was steht denn das d in der Formel?

Etwas locker gesagt:
Für einen (ganz kleinen oder) infinitisimal kleinen Schritt.

In der GIF (Link) unten wird das (was für einen kleinen Schritt steht) zu einen d (was für einen infinitisimal kleinen Schritt steht).

Grüsse



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Intelligenz ist die Fähigkeit der (temporären) Anpassung.
muellermilch



Anmeldungsdatum: 26.09.2022
Beiträge: 80

Beitrag muellermilch Verfasst am: 18. Aug 2023 14:03    Titel: Antworten mit Zitat

Zitat:
Nein, die B-Felder, nicht die Energien addieren sich linear


Stimmt, ergibt Sinn.

Allerdings verstehe ich trotzdem aktuell nur Bahnhof und habe keinen Plan was ich machen soll. Mir ist auch immernoch nicht klar was dieses d bedeutet.
Auch habe ich keinen Plan wie ich mit der Formel umgehen soll. Das ist so, als würdest einem Baby erklären wollen was 1 + 1 ist, und ich bin das Baby.

Einfach 318 - 334 kJ/m³ / 0,01m zu berechnen klingt für mich falsch.

Gibt es irgendwo Beispiel - Berechnungen von Anfang bis Ende, wie ich die Kraft zwischen Polen berechnen kann oder sollte ich es lieber gleich sein lasse, weil es zu hoch ist?
MBastieK



Anmeldungsdatum: 06.10.2012
Beiträge: 960
Wohnort: Berlin-Wedding

Beitrag MBastieK Verfasst am: 18. Aug 2023 15:53    Titel: Antworten mit Zitat

mellermilch hat Folgendes geschrieben:
Mir ist auch immernoch nicht klar was dieses d bedeutet.

Als Ergänzung zu meinem oberen Kommentar kann ich sagen, dass das d im Zusammenhang mit Infinitesimalrechnung steht.
Wikipedia hat Folgendes geschrieben:
Die Infinitesimalrechnung beschreibt eine mathematische Funktion auf beliebig kleinen (d. h. infinitesimalen) Abschnitten. Frühe Versuche, unendlich kleine Intervalle mathematisch zu benutzen...


Matheretter
Matheretter hat Folgendes geschrieben:
Die Infinitesimalrechnung (von lat. „infinitus“ = unendlich) ist die zusammenfassende Bezeichnung der Differenzial- und der Integralrechnung. Der Name sagt, dass mit unendlich kleinen Größen gerechnet wird, die zunächst als wirklich vorhandene, unteilbare Bestandteile des Kontinuums gedacht wurden.

Grüsse

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