Nabend, ich wollte mal die Veteranen hier fragen: Wie würdet ihr 25 Spulen anordnen um ein möglichst starkes Feld zu erhalten? Worum es genau geht ist erstmal egal. Die Hauptsache ist, dass das Feld möglichst in eine Richtung zeigt. Als Beispiel wie ich das meine sieht man im Anhang, dort sieht man die "Draufsicht". Welche Geometrien würdet ihr ausprobieren?
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Naja, du musst die Spulen so anordnen, dass sich die Felder überlagern. Knut
Student schrieb: > Wie würdet ihr 25 Spulen anordnen um ein möglichst starkes Feld zu > erhalten? Wenn die räumliche Ausdehnung egal ist, bau eine Zylinderspule. Im Inneren dürfte das Feld dann schon ordentlich stark sein. :-)
Je nach dem was du tun willst, Helmholtz Spule ist vielleicht das was du suchst wenn du ein möglichst homogenes Feld haben möchtest.
Ja der Zylinder war schon im Gespräch. Ist nur leider für dieses Projekt nicht brauchbar. Es muss schon eine Fläche sein, aus der das Feld herraus kommt. Also das Feld soll (wenn man sich nun das Bild ansieht) aus dem Bildschirm herraus kommen.
Student schrieb: > Also das Feld soll (wenn man sich nun das Bild ansieht) aus dem > Bildschirm herraus kommen. Bist du limitiert auf eine Fläche? Oder ginge es z.B. mit nem großen Helmholtzpaar? Spule liegend ========================= | | | | | | annähernd | | | homogenes | | | Feld | | | | | | Spule liegend =========================
Bisher sind wir auf eine Fläche limitiert. Die Helmholzspule wäre leider auch nicht brauchbar. Kann leider auch nicht mehr dazu sagen. Deshalb nur, wie man die Spulen am besten anordnen würde. Schön nebeneinander (wie im Bild) oder versetz? Oder sogar noch ganz anders?
Student schrieb: > Deshalb nur, wie man die Spulen am besten anordnen würde. Schön > nebeneinander (wie im Bild) oder versetz? Oder sogar noch ganz anders? Solls denn ein einigermaßen homogenes Feld sein? Denn mit nebeneinander angeordneten Spulen wird das denke ich nix. Da würde ich gefühlsmäßig eine große Spule mit etwas Tiefgang nehmen. Was soll das denn werden?
Floh schrieb: > Denn mit nebeneinander angeordneten Spulen wird das denke ich nix. > Da würde ich gefühlsmäßig eine große Spule mit etwas Tiefgang nehmen. Das ist, dann mist. Müssen dann halt mal sehen ob das Problem anders gelöst werden kann. Floh schrieb: > Was soll das denn werden? Student schrieb: > Kann leider auch nicht mehr dazu sagen. Nochmals danke an euch.
Student schrieb: > Wie würdet ihr 25 Spulen anordnen um ein möglichst starkes Feld zu > erhalten? So bestimmt nicht. Wenn du dir deine Anordnung anguckst, sieht du, dass falls alle Spulen gleichsinnig vom Strom durchflossen werden, sich innen die Ströme immer paarweise aufheben. Also kannst du den Innenkram auch gleich weg lassen. Als Student solltest du dich mal mit der Theorie der Felder um stromdurchflossene Leiter befassen. Das läßt sich alles wunderbar rechnen.
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Ich habe in einem Paper mal eine ähnliche Anordnung auf einer Leiterplatte gesehen. Dort wurden versetzt zu dem von dir gezeigten Bild auf der Unterseite der Leiterplatte ebenfalls Spulen angeordnet. (siehe Anhang) branadic
Student schrieb: > Bisher sind wir auf eine Fläche limitiert. Die Helmholzspule wäre leider > auch nicht brauchbar. > Kann leider auch nicht mehr dazu sagen. Keine Angst, bei Deinem bescheidenen Wissen kommt am Ende aus Sicht des Feldes sicher nichts heraus, was es nicht schon mindestens 50 Jahre gibt, denn die Leute, die sowas entwickelt haben müssen nicht in einem Bastlerforum nach der Lösung ihres top-secret-Projekts fragen. Insofern: Ohne Input gibts keinen Output.
Cheibesiech schrieb: > Insofern: Ohne Input gibts keinen Output. So pauschal kannst du das auch nicht formulieren... Bei einem "Nicht" (74xx04 / 74xx14) bekommt man nur "ein" Output wenn "nichts" am Eingang rein gegeben wird... :-) nitraM
Schau einfach mal wie ein MRT aufgebaut ist. Die brauchen genau das gleiche wie du.
Schwachsinn, ein MRT braucht ganz sicher keine Fläche, aus der ein starkes Feld raus kommt.
j. c. schrieb: > Schwachsinn, ein MRT braucht ganz sicher keine Fläche, aus der ein > starkes Feld raus kommt. Deine unsachlichen Bemerkungen darfst du gerne behalten :-) Ein MRT erzeugt im Ruhezustand ein möglichst homogenes und möglichst starkes Feld. Und zwar eigentlich nur auf einer Fläche im Inneren oder warum meinst du wird das zu untersuchende Objekt scheibenweise erfasst! Tipp: Mangelndes Wissen kann man nicht durch Kraftausdrücke ersetzen :-)
Udo Schmitt schrieb: > Und zwar eigentlich nur auf einer Fläche im Inneren und ehe das wieder jemand missverstehen will: Natürlich erzeugt es nicht nur das Feld in dieser Fläche, aber zum eigentlichen Messen wird nur die Fläche benutzt, da es genau da am homogensten ist. Wers besser weiß darf mich gerne korrigieren ;-P
Udo Schmitt schrieb: > Ein MRT erzeugt im Ruhezustand ein möglichst homogenes und möglichst > starkes Feld. Dieses wird aber nicht durch Spulen erzeugt, die in einer Ebene abgeordnet sind, sondern aus einer 3-dimensionalen Anordnung. Also nützt dem Fragesteller diese Antwort tatsächlich nicht besonders viel. Für diese Aufgabenstellung ist es nach meiner Einschätzung nicht sinnvoll mehrere Spulen zu verwenden. Ich würde einfach eine einzige große Spule machen mit möglichst vielen Windungen und diese mit einem möglichst großen Strom ansteuern. Mit kleinen Spulen kann man kein größeres Feld erzeugen, höchstens mehr Wärme.
Johannes E. schrieb: > ieses wird aber nicht durch Spulen erzeugt, die in einer Ebene > abgeordnet sind, sondern aus einer 3-dimensionalen Anordnung. Also nützt > dem Fragesteller diese Antwort tatsächlich nicht besonders viel. Wenn du die Ebene nimmst, die senkrecht am vorderen Ende eines MRTs nimmst hast du dort immer noch ein relativ gutes homogenes Feld. 100 mal besser als das was der TO machen will. Der Hinweis war der daß er mit vielen kleinen Spulen kein homogenes feld erreicht. Und du brauchst immer eine 3-dimensionale Anordnung wenn du ein homogenes Feld erreichen willst. Insofern nützt mein Beitrag dem Fragesteller mehr als deiner :-) Edit: Dein edit hat den letzten Satz natürlich verändert.
Aha. Na dann braucht sich der TO wohl nur ein MRT aus einem Bisschen supraleitendem Draht, flüssigem Helium und flüssigem Stickstoff zu basteln und verwendet dann das aus der Röhre austretende Streufeld. Klasse Idee. Findest Du diesen Blödsinn auch nur ansatzweise als Hilfe in dem Fall hier? Die Idee mit den Helmholtzspulen ist deutlich besser. Aber solange der TO nicht sagt was er will, ist es klar, dass nur mehr oder minder sinnlose Antworten kommen.
Johannes E. schrieb: > Für diese Aufgabenstellung ist es nach meiner Einschätzung nicht > sinnvoll mehrere Spulen zu verwenden. Das hatten ja mehrere Vorposter schon gesagt. Stimmt auch. Johannes E. schrieb: > Ich würde einfach eine einzige > große Spule machen mit möglichst vielen Windungen und diese mit einem > möglichst großen Strom ansteuern. Eine flache Spule macht kein besonders homogenes Feld, deshalb ->Helmholtzspule. Großer Strom und viele Windungen sind genau die Crux, das eine begrenzt das andere. Deshalb mein Hinweis auf MRT -> selbes Problem Lösung: Supraleitende Spulen. Johannes E. schrieb: > Mit kleinen Spulen kann man kein > größeres Feld erzeugen, höchstens mehr Wärme. Falsch, eine kleine Spule hat bei gleicher Windungszahl und gleicher Stromstärke einen kleineren Widerstand weil kleinere Drahtlänge. Also weniger Wärme. Das ist ja das Problem bei MRTs die einen großen Durchmesser brauchen.
j. c. schrieb: > Findest Du diesen Blödsinn auch nur ansatzweise als Hilfe > in dem Fall hier? Deine Beleidigungen darfst du behalten, die passen bestimmt besser zu dir :-) j. c. schrieb: > Die Idee mit den Helmholtzspulen ist deutlich besser. Eben und wie ist ein MRT aufgebaut? Der Hinweis auf das MRT war nur zum Nachdenken gedacht! In einem MRT brauchst du genau das was der TO will: Ein möglichst homogenes und starkes Feld in einer Ebene. Aber ich habe wohl zuviel Mitdenken bei Einigen vorausgesetzt! Viel Spass beim Wickeln...
Aha. Kurz gesagt wolltest Du ihm also nur vorschlagen ein supraleitendes Helmholtzspulenpaar zu benutzen? Hmm, ja nee, is klar.
Was ist ein "möglichst starkes Feld"? Wie groß ist die Fläche? Muss das Feld langfristig stabil sein, oder reicht es wenn es kurz gepulst ist? Wenn du nur in der Ebene ein einigermaßen definiertes Feld brauchst, reicht eine große Spule. Das muss keine lange Zylinderspule sein, das kann auch eine ringförmige Spule sein. Helmholtzspulen kannst du dir auch sparen wenn das nicht auch über die Tiefe einigermaßen konstant sein soll. Deine 25 Spulen bringen, wie oben schon erwähnt nichts, die heben sich nur gegenseitig in der Wirkung auf. Eine andere Möglichkeit wäre noch die Verwendung eines Eisenkerns bzw. Polschuhs. Damit kann man die Feldgeometrie auch noch beeinflussen. Die Frage ist da natürlich auch wie groß das werden soll. Gruß, Reinhard
sss schrieb: > Wenn du dir deine Anordnung anguckst, sieht du, dass > falls alle Spulen gleichsinnig vom Strom durchflossen werden, sich innen > die Ströme immer paarweise aufheben. Also kannst du den Innenkram auch > gleich weg lassen. Stunden später ...
j. c. schrieb: > Aha. Kurz gesagt wolltest Du ihm also nur vorschlagen ein supraleitendes > Helmholtzspulenpaar zu benutzen? Hmm, ja nee, is klar. Ok wir haben verstanden daß das "Abwandeln eines Beispiels" nicht zu deinen Stärken gehört.
Udo Schmitt schrieb: > Und du brauchst immer eine 3-dimensionale Anordnung wenn du ein > homogenes Feld erreichen willst. Ja, das stimmt. Die Frage ist jetzt, ob das homogene Feld oder die 2-dimensionale Spulenanordnung für den Fragesteller wichtiger ist. Auf eines von beiden muss er verzichten. Da er geschrieben hat: Student schrieb: > Bisher sind wir auf eine Fläche limitiert. Die Helmholzspule wäre leider > auch nicht brauchbar. gehe ich davon aus, dass es vor allem auf die flächige Anordnung der Spulen ankommt. Udo Schmitt schrieb: >> Mit kleinen Spulen kann man kein >> größeres Feld erzeugen, höchstens mehr Wärme. > Falsch, eine kleine Spule hat bei gleicher Windungszahl und gleicher > Stromstärke einen kleineren Widerstand weil kleinere Drahtlänge. Also > weniger Wärme. Dafür liegen bei vielen kleinen Spulen die Drähte von benachbarten Spulen anti-parallel und das Feld hebt sich gegenseitig auf. Es wird also nur Wärme produziert und kein Feld. > Das ist ja das Problem bei MRTs die einen großen Durchmesser brauchen. Das ist immer ein Problem, wenn man einen großen Durchmesser braucht. Aber da ist es keine Lösung, den Durchmesser zu verkleinern...
Johannes E. schrieb: > Dafür liegen bei vielen kleinen Spulen die Drähte von benachbarten > Spulen anti-parallel und das Feld hebt sich gegenseitig auf. Es wird > also nur Wärme produziert und kein Feld. Das war ja von vornherein klar und wurde schon im ersten oder 2. Posting geklärt. Das habe ich nicht gemeint. Deshalb mein Hinweis auf ein MRT, da werden auch nicht viele kleine Spulen irgendwie zusammengeschaltet. Bzgl des Widrestands ging es mir um eine kleine Spule im Gegensatz zu einer großen Spule (Im Sinne von Querschnittsfläche). Da hatte ich wohl dich falsch verstanden, du meintest den Originalansatz mit vielen kleinen Spulen. Ist aber eh egal, der TO scheint sich längst ausgeklinkt zu haben weil jemand so unverschämt war wissen zu wollen was er vorhat :-)
>Wenn du die Ebene nimmst, die senkrecht am vorderen Ende eines MRTs >nimmst hast du dort immer noch ein relativ gutes homogenes Feld. Mich dünkt, dass Du ausser aus medizinischen Gründen noch nie einem MRT sehr nahe gekommen bist... Ich kann Dir sagen, dass das, was ich von Dir zitiert habe nicht im geringsten zutrifft. Ich habe das Glück, mit einem 7T MRI arbeiten und forschen zu dürfen. Zur Veranschaulichung des Feldes für Besucher oder Neulinge auf dem Gebiet haben wir einen Tennisball mit Stahlwolle gefüllt. Bringt man diesen mit der Hand in den vorderen Bereich der Main-Coil, reisst es Dir das Ding immer noch fast aus der Hand. Erst gut 50cm hinter Deiner besagten Ebene, ist von der Kraft nicht mehr viel spürbar. Da die Kraft vom Gradienten des Felds abhängt, ist dies ein schöner Indikator für die Homogenität.
Hier ist ein schöner Link zum Spielen mit Spulen http://www.schulen.eduhi.at/riedgym/physik/physlet/krahmer/applets/magnet1.html
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