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Magnetische Kraft berechnen

Diskutiere Magnetische Kraft berechnen im Elektronik allgemein Forum im Bereich WEITERE ELEKTROTECHNISCHE BEREICHE; Hi! Wie kann ich im inneren einer stromdurchflossen Spule durch die magnetische Flussdichte die magnetische Kraft auf ein Stück Eisen(kugelförmig...

  1. #1 Hv-Bruzler, 16.03.2008
    Hv-Bruzler

    Hv-Bruzler Strippenzieher

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    Hi!

    Wie kann ich im inneren einer stromdurchflossen Spule durch die magnetische Flussdichte die magnetische Kraft auf ein Stück Eisen(kugelförmig mit radius 0,5cm) berechnen?
    Ich will sie nämlich zum schweben bringen!

    Mfg
    Hv-Bruzler
     
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  3. #2 kalledom, 16.03.2008
    kalledom

    kalledom Lichtbogenlöscher

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    AW: Magnetische Kraft berechnen

    Hallo,
    wenn Du eine Kugel zum Schweben bringen möchtest, dann kannst Du das nicht einfach mit einem konstanten (kräftigen) Magnetfeld.
    Im Fall einer "hängenden" Kugel, muß beim "sich entfernen der Kugel" das Magnetfeld stärker und beim "zu Nahe kommen der Kugel" schwächer werden.
    Du mußt also die Position der Kugel mit analoger Sensorik überwachen und entsprechend das Magnetfeld nachregeln, sonst hast Du nur 2 Zustände: Klebt am Magneten fest oder fällt runter :-)

    Das Magnetfeld für Deinen Fall berechnen darf ein theoretisch besser "ausgestattetes" Mitglied; ich kann es nicht.
     
  4. #3 Hv-Bruzler, 16.03.2008
    Hv-Bruzler

    Hv-Bruzler Strippenzieher

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    AW: Magnetische Kraft berechnen

    Hi!
    Danke für deine Antwort!
    aber es wäre trozdem interesant es zu berechnen den ich muss ja wissen in welchen bereich der strom schwanken muss um sie zum schweben zu bringen!
    Das magnetfeld kann ich ja inerhalb der spule leicht ausrechnen:
    Magnetische Flussdichte=u*I*N/l
     
  5. #4 trekmann, 16.03.2008
    trekmann

    trekmann Spannungsgeprüft

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    AW: Magnetische Kraft berechnen

    Hallo,

    wie und wo genau möchtest du ein Stück Eisen zum schweben bringen? Wie soll der genaue Versuchsaufbau aussehen?

    MFg MArcell
     
  6. #5 Hv-Bruzler, 16.03.2008
    Hv-Bruzler

    Hv-Bruzler Strippenzieher

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    AW: Magnetische Kraft berechnen

    Hi!
    Ein Stück Eisen soll innerhalb einer stromdurchflossenen Spule schweben!
    Jetzt will ich wissen wie ich die kraft auf das Eisenstück berechnen kann!
    Denn wenn die gewichtskraft gleich der magnetischen kraft ist schwebt es!
     
  7. Anni

    Anni Lizenz zum Löten

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    AW: Magnetische Kraft berechnen

    Aber dann dürfte die magnetische Kraft nur von einer Seite ( nämlich von oben ) "angreifen" um die Gewichtskraft auszugleichen !!!
    Was ist mit den " Kraftfeldern" die von den anderen Seiten "angreifen" ? Oder habe ich da einen grundsätzlichen Denkfehler ?
     
  8. #7 Hv-Bruzler, 16.03.2008
    Hv-Bruzler

    Hv-Bruzler Strippenzieher

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    AW: Magnetische Kraft berechnen

    Hi!
    Ja da liegt das problem:
    praktisch gesehen ist ja das magnetfeld in der mitte am stärksten: also wird es von unten bis in die mitte beschleunigt!
    Aber jetzt interessierts mich doch: wie kann man sowas berechnen?Also wie stark ist die kraft am ort x)
     
  9. #8 memorious, 23.03.2008
    memorious

    memorious Neues Mitglied

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    AW: Magnetische Kraft berechnen

    Hallo,

    eines vorweg: Das ist ein ziemlich schwieriges Problem und ich würde sagen es ist eine Aufgabe für eine Diplomarbeit so etwas hinzubekommen und richtig beschreiben zu können.

    So nun erstmal zur Magnetischen Flussdichte, die ich jetzt mal B nenne.
    Das ist zwar eine recht schöne Gleichung, wenn man ein paar Abschätzungen treffen will, für deine Zwecke allerdings leider ungeeignet. Man muss sich hier auf weit theoretischeres Terrain begeben und kann unter der Vereinfachung, dass deine Spule aus dicht übereinandergeschichteten runden Leiterschleifen mit dem Radius r (Radius viel größer als die Spulenlänge) und dem Stromdurchfluss I besteht, die magnetische Flussdichte im Mittelpunkt mit Hilfe von Biot-Savart ( Biot-Savart-Gesetz - Wikipedia) folgendermaßen angeben:

    B = N*I*u*r^2/(2*r^3)

    (Das geht natürlich noch genauer, wenn man genaue Länge, Leiterabstande, Radien etc. der Spuel weiß)

    Soweit so gut. Deine Eisenkugel muss man nun als magnetischen Dipol betrachten auf den durch das Magnetfeld Momente und Krafte einwirken.
    Magnetischer Dipol - Wikipedia

    Nun wird es schwierig das ganze überhaupt noch theoretisch zu erfassen. Was passieren wird ist, dass deine kleine ferromagnetische Kugel magnetisiert wird (d.h. sich selbst in einen Magneten verwandelt) und damit mit dem Spulenfeld interagiert.
    Der Vorgang der Magnetisierung ist leider sehr ungleichmäßig und kann deshalb nicht eindeutig wiedergegeben werden. Dadurch wird es unbedingt nötig eine sehr genaue Regelung zu entwerfen, die die Position der Kugel feststellt und den Spulenstrom entsprechend nachführt.

    Etwas einfacher ist es, wenn man eine Schwebende Kugel mit Hilfe eines Permanentmagneten baut.

    In jedem Fall hast du da etwas Größeres vor ;)
    Probier doch ein paar Versuchsanordnungen aus. Das dürfte noch den meisten Spaß machen.

    Ich hoffe, ich hab dich jetzt nicht mit Infos erschlagen.

    Gruß memo
     
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