Hallo, Ich habe vor einen Prototyp zu bauen Allerdings scheitert es gerade an dem Elektromagneten. Meine Frage, Wir brauchen einen Elektromagneten mit einer Kraft von 600N (60kg) der mit einer maximal Spannung von 48V versorgt werden soll. Das ganze soll ohne Metall Kern gebaut werden da das Magnetfeld relativ gestreut sein soll. Unser maximal Maß der Spule ist 60 x 60 x 10 mm Welchen Drahtdurchmesser bzw wie viele Wicklungen sind nötig um das um zu setzen. Oder ist es überhaupt möglich auf diese Maße so viel Kraft zu erzeugen. Vielen Dank im Vorraus
Beitrag #7018721 wurde von einem Moderator gelöscht.
Sally Z. schrieb: > maximal Spannung von 48V Das wäre nicht das Problem, wenn dieses 48V Netzteil genug Strom liefern kann... aber daß der Drahtdurchmesser (und auch der der Zuleitung) exorbitant hoch sein müßte, ist schon klar? Sally Z. schrieb: > Das ganze soll ohne Metall Kern gebaut werden da das Magnetfeld relativ > gestreut sein soll. Warum genau? Worum geht es grundsätzlich (ganz ausführlich)? > Unser maximal Maß der Spule ist 60 x 60 x 10 mm Warum genau? Was sollte denn den Platz dahingehend beschränken? > Welchen Drahtdurchmesser bzw wie viele Wicklungen sind nötig um das um > zu setzen. > Oder ist es überhaupt möglich auf diese Maße so viel Kraft zu erzeugen. Aus dem Ärmel: Niemals, und ohne Eisenkern erst recht nicht. Du solltest besser genauestens beschreiben, was Euer Ziel ist, und unter welchen möglichen Vorgaben (gewünschte (also notfalls veränderliche/erweiterbare) und auch absolute (völlig fixe).
von Sally Z. schrieb: >Welchen Drahtdurchmesser bzw wie viele Wicklungen sind nötig um das um >zu setzen. >Oder ist es überhaupt möglich auf diese Maße so viel Kraft zu erzeugen. Die Kraft ist abhängig von Strom mal Windungszahl. Die Spannung trägt nicht zum magnetfeld bei, sie ist nur nötig um den Ohmschen Widerstand des Drahtes zu überwinden. Ohne Eisenkern wird das nichts. Theoretisch ist das auch ohne Eisenkern möglich, aber da müste der Strom dann so hoch sein daß der Draht dann sofort aufglüht und verdampft.
Günter Lenz schrieb: > Theoretisch ist das auch ohne > Eisenkern möglich, aber da müste der Strom dann so hoch sein > daß der Draht dann sofort aufglüht und verdampft. Macht man beim MRT dennoch, ohne glühen und verdampfen. ;-)
von H. H. schrieb: >Macht man beim MRT dennoch, ohne glühen und verdampfen. ;-) Die Spule ist dann aber auch größer, und nicht >"Unser maximal Maß der Spule ist 60 x 60 x 10 mm". https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/b/bd/Modern_3T_MRI.JPG/1280px-Modern_3T_MRI.JPG Unser maximal Maß der Spule ist 60 x 60 x 10 mm
H. H. schrieb: > Günter Lenz schrieb: >> Theoretisch ist das auch ohne >> Eisenkern möglich, aber da müste der Strom dann so hoch sein >> daß der Draht dann sofort aufglüht und verdampft. > > Macht man beim MRT dennoch, ohne glühen und verdampfen. ;-) Da ist aber die Kraft nicht das Ziel. Und Spannung benötigt der Magnet auch nicht.
Sally Z. schrieb: > Kraft von 600N Dir ist schon klar, das diese Kraft auch auf die Spule wirkt? (Newton und so) Ich würde mir erst mal Gedanken machen, wie man eine so kleine Luftspule zuverlässig montieren kann, dass sich da auch eine Person mit ihrem Körpergewicht dran hängen kann... Aber rechnen wir mal überschlagsmäßig: Aus [1] erfahren wir: F = B²*A / (2 µ_0) Für die magnetische Flussdichte (Induktion) gilt: B = µ_0 µ_r H Da eine Luftspule gefordert ist, ist µ_r := 1 => B = µ_0 * H Einsetzen in die Kraftformel: F = (µ_0 * H)² * A / (2 µ_0) = 1/2 µ_0 H² * A Für die magnetische Feldstärke (Erregung) gild näherungsweise [2]: H = I * N / (sqrt(l² + D²)) Mit der magnetischen Durchflutung ("Amperewindungszahl") Theta = I * N Einsetzen in die Kraftformel: F = 1/2 µ_0 (I * N / (sqrt(l² + D²)))² * A = 1(2 µ_0 Theta² * A / (l² + D²) Umstellen nach der Durchflutung: Theta = sqrt( 2F * [l² + D²] / [µ_0 * A] ) Einsetzen: F := 600 N = 600 kgm/s² A = pi * d²/4 = 3,14 * (0,06 m)² / 4 = 2,826 1e-3 m² µ_0 = 4 pi 1e-7 Vs/(Am) = 1.256 1e-6 kgm/(A²s²) aus [3] => Theta = sqrt( 600 kgm/s² * [ (1e-2 m)² + (6e-2 m)² ] / [1.256 1e-6 kgm/(A²s²) * 2,826 1e-3 m²] ) = sqrt( 169e9 A²/m² * 3,7e-3 m² ) = sqrt( 625e6 A²) = 25e3 A = 25 kA Du brauchst also nur eine Durchflutung von 25 kA-Windungen. Also eine Windung mit 25 kA oder 10 Windungen mit 250 A. Evtl. mit supraleitenden Drähten? [1] https://en.wikipedia.org/wiki/Electromagnet#Force_exerted_by_magnetic_field [2] https://de.wikipedia.org/wiki/Magnetische_Feldst%C3%A4rke [3] https://de.wikipedia.org/wiki/Magnetische_Feldkonstante
Murmeltier schrieb: > Also eine Windung mit 25 kA oder 10 Windungen mit 250 A. > Evtl. mit supraleitenden Drähten? Oder 100 Windungen mit 25 A, oder 250 Windungen mit 10 A. Sollte in 55mm x 10mm (2 x 5mm gehen ab für den Spulenkörper) doch unterzubringen sein? Da so ein Magnetfeld aber keine Kräfte auf "faules Fleisch" (kleiner Mensch) hat, wird eine Anordnung ganz ohne 'Eisen' wohl doch nicht so richtig funktionieren. Damit wäre aber µ_r nicht mehr 1 - sondern irgendwas zwischen 300 und 10.000? Also - ich kenn mich ja nicht aus mit sowas ...
Beitrag #7019241 wurde vom Autor gelöscht.
Sally Z. schrieb: > Wir brauchen einen Elektromagneten mit einer Kraft von 600N (60kg) der > mit einer maximal Spannung von 48V versorgt werden soll. > Das ganze soll ohne Metall Kern gebaut werden da das Magnetfeld relativ > gestreut sein soll. > Ein gestreutes Magnetfeld UND (gerichtete?) Kraft sind aber völlig gegensätzliche Forderungen.
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Nun, ich hatte in meiner vorherigen Firma mit supraleitenden Magneten zu tun. Trotz der klaren Arbeitsan- und unterweisung, nur mit nichtmagnetischem Werkzeug an dem Gerät zu hantieren, gab es dennoch den inoffiziellen Rat: "Wenn du merkst, dass was an deinem Werkzeug zieht, dann lass los. Denn wenn du es merkst, dann ist es schon zu spät. Der Magnet ist stärker, als du." Und so kam es auch, dass jemand versuchte, seinen Fehler zu verheimlichen und mit einem Holzbalken die Zange wieder aus dem Magneten schieben wollte. Dumm nur, dass die dünnen supraleitenden Drähte an noch dünneren Teflon-Fäden aufgehängt sind zur thermischen Isolierung. Und wenn man sich mit seinem ganzen Körpergewicht gegen so einen Holzbalken stemmt, dann wirkt genau die gleiche Kraft auch auf die Haltefäden. Resultat: Totalschaden am Magneten von rund 500 k€.
Murmeltier schrieb: > Also eine Windung mit 25 kA oder 10 Windungen mit 250 A. Nee, oder 10 Wdg. mit je 2500A. Oder 100 mit je 250A. Marvin schrieb: > Oder 100 Windungen mit 25 A, oder 250 Windungen mit 10 A. Sollte in 55mm > x 10mm > (2 x 5mm gehen ab für den Spulenkörper) doch unterzubringen sein? Murmeltier hat am Ende versehentlich Faktor 10 verloren. Deine Folgerungen, in welches Volumen man das wohl kriegt, bitte noch mal überdenken... Thomas R. schrieb: > Ein gestreutes Magnetfeld UND (gerichtete?) Kraft sind aber völlig > gegensätzliche Forderungen. ACK, im Grunde wäre das so (vermutlich(!) der ganze Grund für "ohne Eisenkern"). Vermutlich(!) geht es allerdings nicht um nur in eine einzelne Richtung wirksame Kraft, sondern da soll sich was auch noch aus diversen Richtungen anziehen bzw. zentrieren lassen, bevor es angezogen und gehalten wird. Daß das der Verlauf des Magnetfeldes vermutlich(!) sowieso genau so erledigen würde, sogar incl. Eisenkern, ist die nächste Sache. Und es gäbe ganz_sicher noch viel, viel mehr zu sagen... Ohne alle Informationen hat es aber begrenzten Sinn über diese und jene wahrscheinlichen Mißverständnisse des/der TO zu reden, auch wenn es sich vermutlich(!) um nicht wenige handeln wird. (Warum @Sally sich trotz vieler Fragen und Einwürfe bisher nicht zurückmeldete? Die kennt wohl einfach dieses Forum, seinen Grad an Aktivität/die hohe Anzahl der User noch nicht, und denkt, so einen Thread XXh unbeachtet zu lassen, sei "normal" (denn viele andere Foren sind weit weniger frequentiert).)
ddddddanachhhhhh schrieb: > Murmeltier hat am Ende versehentlich Faktor 10 verloren. Entschuldigung. Ja, 2,5 kA durch 10 Windungen. Noch böser.
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