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GaryB
Anmeldungsdatum: 08.09.2006
Beiträge: 4
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 GaryB Verfasst am: 19. Jan 2007 10:49 Titel: Berechnung des Feldes einer magn. Ringspule |
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Hallo zusammen, ich hätte mal eine grundsätzliche Frage....
Bei der Berechnung von magnetischen Kreisen geht man bei der
Bestimmung der magn. Flussdichte immer über den mittleren Weg.
Bei Ringspule 2Pi*rm; rm = 0.5*r(innen)*r(außen)
So gemäß Durchflutung = H*l ist die Feldstärke H linear abhängig von
dem Weg l .... für einen Leiter ergibt sich daraus der bekannte Verlauf
mit 1/r der Feldstärke H.
In einer Spule habe ich nun aber den Eisenkern umwickelt mit einem
Leiter der vom gleichen Strom durchflossen wird, deswegen ergibt sich hier eine andere Verteilung (wenn ich nicht was falsch verstanden habe)
| Ferritkern |
I rein X| | . I raus
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nach meiner Ansicht ergibt sich damit ein Verlauf der Feldstärke wie im
Anhang skizziert, der seine Maxima an der Oberfläche der Leiter der
Spule hat und in der mitte "durchhängt" - so ...
Warum nehme ich nun bei der Berechnung der Flussdichte die Feldstärke entlang des mittleren Weges - wo da doch das Minimum liegt?
Was mache / denke ich falsch?
Gruss Gary
| Beschreibung: |
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dermarkus
Administrator
Anmeldungsdatum: 12.01.2006
Beiträge: 14788
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| dermarkus Verfasst am: 20. Jan 2007 12:37 Titel: Re: Berechnung des Feldes einer magn. Ringspule |
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| GaryB hat Folgendes geschrieben: |
So gemäß Durchflutung = H*l ist die Feldstärke H linear abhängig von
dem Weg l .... für einen Leiter ergibt sich daraus der bekannte Verlauf
mit 1/r der Feldstärke H.
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Vermute ich richtig, dass du da das H-Feld um einen stromdurchflossenen, geraden Leiter meinst, das proportional zu 1/r abfällt, wenn r der radiale Abstand von der Leitermitte ist??
Wenn du so einen stromdurchflossenen Draht zu einer Spule aufwickelst, dann addieren sich die Magnetfeld-Beiträge der verschiedenen Drahtstücke im Spuleninneren. Ich finde, was nun dabei der stärkere Effekt ist, die Abnahme der Feldstärke mit zunahmendem Abstand vom Draht oder die Addition der Beiträge von den verschiedenen Leiterstücken in der Spulenmitte, das ist nicht von vorneherein klar. Da muss man also genauer hinsehen.
Deine Vermutung, dass das Magnetfeld einer Spule "in der Mitte durchhängt", also auf der Spulenachse minimal ist und ein deutlich ausgeprägtes Minimum aufweist, teile ich nicht für den allgemeinen Fall. Für eine lange Spule mit vergleichsweise kleinem Radius ergibt sich meines Wissens in der Spulenmitte in radialer Richtung kein besonders stark ausgeprägtes Minimum des Magnetfeldes.
Ob im Spuleninneren Luft oder ein Ferritkern ist, spielt dafür keine Rolle.
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schnudl
Moderator
Anmeldungsdatum: 15.11.2005
Beiträge: 6979
Wohnort: Wien
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| schnudl Verfasst am: 20. Jan 2007 19:03 Titel: |
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Aufgrund der Symmetrie einer Ringspule ist das Feld nur vom Radius r (gemessen vom Mittelpunkt des Kreises) abhängig und muss wegen des Durchflutungssatzes sein:
 = \frac{I \cdot N}{2 \pi \cdot r})
Insoferne stimmt die Überlegung nicht, dass man auch hier ein Maximum in der Toroidachse vorfindet, wie dies bei einer endlichen Solenoidspule der Fall ist.
Wenn zusätzlich ein Eisenkern vorhanden ist, dann wird sich die Differenz zwischen Innen- und Ausseninduktion wegen der nichtlinearen Magnetisierungskennlinie vekleinern.
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Wenn du eine weise Antwort verlangst, musst du vernünftig fragen (Goethe) |
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GaryB
Anmeldungsdatum: 08.09.2006
Beiträge: 4
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| GaryB Verfasst am: 22. Jan 2007 07:24 Titel: |
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Hallo - erst einmal vielen Dank für eure Unterstützung...
@dermarkus:
Der Graphen stellt schon die Überlagerung der beiden Feldstärkeanteile dar.
@schnudl:
Das Argument mit dem Durchflutungssatz kam mir auch schon, aber wie könnte ich mir das physikalisch vorstellen - schlieslich ist doch da ein Unterschied zum einzelnen Leiter.
Gibt es da eine Quelle wie man sich das Ableiten kann?
und...
wenn die Feldstärke nur abhängig ist vom Radius (1/r) dann wäre die Mitte
ja nicht der Mittelwert - oder?
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schnudl
Moderator
Anmeldungsdatum: 15.11.2005
Beiträge: 6979
Wohnort: Wien
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| schnudl Verfasst am: 22. Jan 2007 19:03 Titel: |
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| Zitat: | | wenn die Feldstärke nur abhängig ist vom Radius (1/r) dann wäre die Mitte ja nicht der Mittelwert - oder? |
Stimmt. Für ingenieursmässige Berechnungen wird trotzdem von der mittleren Eisenlänge ausgegangen, da eine exakte Berechnung eines Trafos sowieso illusorisch ist. Das Resultat stimmt i.A. aber trotzdem sehr gut.
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