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Statisches Magnetfeld

Diskutiere Statisches Magnetfeld im Grundlagen der Elektroinstallation Forum im Bereich ELEKTROINSTALLATION; Hallo, ich studiere Angewandte Geophysik und möchte in meiner Studienarbeit die Machbarkeit eines neuen elektromagnetischen Verfahrens...

  1. Paul

    Paul Guest

    Hallo,

    ich studiere Angewandte Geophysik und möchte in meiner Studienarbeit die Machbarkeit eines neuen elektromagnetischen Verfahrens untersuchen. Im Allgemeinen geht es darum, durch Statische- oder Wechselfelder auf die Leitfähigkeitsstruktur im Untergrund (Gestein) und damit zum Beispiel auf die Grundwasserspiegeltiefe zu schliessen. In der Regel werden dazu Stromkabel in einem Kreis oder Rechteck mit 5-100 Meter Durchmesser gelegt.

    Meine Frage ist nun, ob es technisch möglich ist 600A Gleichstrom oder mehr (>1000A) für einige Sekunden durch eine Leiterschleife fliessen zu lassen? Das Magnetfeld sollte für einige Sekunden konstant sein und maximal!

    Gibt es geeignete Geräte (Hesteller) und Stromkreis Konfigurationen für solch eine Anwendung?

    Vielen Dank für die Hilfe!

    Paul
     
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  3. #2 trekmann, 17.12.2007
    trekmann

    trekmann Spannungsgeprüft

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    AW: Statisches Magnetfeld

    Hallo,

    also >1000A ist schon mal ne ganze Menge. Es kommt drauf an was du für eine Leiterschleife haben möchtest oder wie stark dein Magnetfeld sein muss. Es gibt Experimente mit Hochleistungsmagnetfeldern in Fusionsreaktoren, diese verdampfen Metal bei extremen Stromstärken und erzeugen somit ein Magnetfeld was die Fusion einschließen kann. Diese Leitungen sind dann allerdings auch etwas teurer.
    Setzt dich mit nem Elektrotechniker zusammen und lass es dir ordentlich durchrechnen. Bei einer vernünftigen Kühlung sollten die Leitungen hier keine Probleme haben.
    Die Erzeugung von 1000A DC ist sehr aufwendig aber keinesfalls unmöglich, spreche dazu am besten einfach mal einen Professor der Elektrotechnik drauf an.
    http://de.wikipedia.org/wiki/Hochspannungs-Gleichstrom-%C3%9Cbertragung
    Das dürfte vielleicht auch interessant sein. Dort geht es teilweise bis 5000A.

    Mit freundlichen Grüßen MArcell
     
  4. Paul

    Paul Guest

    AW: Statisches Magnetfeld

    Danke soweit, ist eine gute Idee mit einem Professor/Elektrotechniker zu sprechen. Vorher möchte ich aber lieber einen Überblick bekommen, bevor ich mich da blamiere! Die Leiterschleife sollte möglichst tragbar (Kabeltrommel?) sein! Systeme aus Fusionsreaktoren sind für diese Anwendung definitiv überdimensional gross (und teuer)! Das Ganze sollte möglichst tragbar bzw. mit einem VW Bus transportierbar sein.

    Ich habe eine Seite gefunden

    Produktbeschreibung DC-Stromquelle POWER STATION pe4373 / pe4374 - plating electronic GmbH

    über eine DC Stromquelle mit einem maximalem Ausgangsstrom von 600A. Ist das realistisch? Oder wie muss man das verstehen? (Ich bin leider nicht besonders gut mit Elektrotechnik vertraut und kann diese Grössenordnungen schlecht einschätzen.) Von was hängt die effektive Stromstärke im Kabel ansonsten ab (Widerstand, Impedanz des Bodens, ect.)

    Paul
     
  5. Anni

    Anni Lizenz zum Löten

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    AW: Statisches Magnetfeld

    Hallo,

    wenn du die Schleife nur auf den Boden legst ( isoliert) ist nur der eigentliche Widerstand des Kupferdrahtes Ausschlag gebend. Mit " Erde" besteht ja dann keine Verbindung.


    Welche Kupferleitung hast du denn zur Verfügung , wenn da 1000A drüber gehen sollen kann das ja auch nicht nur " Klingeldraht " sein. Nach der verwendeten Leitung ( Querschnitt) und deren Länge richtet sich der Widerstand der Leitung.

    Beispiel : Du verwendest eine einadriges Kabel 120 mm² Das hat einen Widerstand von 0,153 Ohm/ 1000m( Bei 20 Grad ) . Bei 100m also 0,0153 Ohm.

    Wenn 1000 A fliesssen sollen muss deine Spannungs/Stromquelle mindestens 16 V zur Verfügung stellen können.
    Sie sollte aber von 0 bis max hochregelbar sein damit du den Stromfluss kontrollieren ( einstellen ) kannst.

    16 V x1000 A = 16000 VA
    also ~ 16 KVA .

    Das von dir oben geannte Gerät kann nur 6 KVA ( kw)

    Weiterhin ist zu bedenken , das das 120 mm² Kabel normalerweise nur für 500 A Dauerlast geeignet ist , also 1000 A hält es wirklich nur eine kurze Zeit aus.....

    Bedenke auch , das der Leiterwiderstand mit zunehmender Stromwärme zunimmt , das kann zum Stromrückgang führen der natürlich auch das Magnetfeld schwächt.

    Es gibte eine Firma Trafo Riedel, die bauen auch nach Kundenwunsch jedes gerät das man will ( soweit technisch möglich).
    Aber die 600-1000 A sollten kein Problem sein.

    Soweit meine Gedanken dazu....
     
  6. #5 trekmann, 17.12.2007
    trekmann

    trekmann Spannungsgeprüft

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    AW: Statisches Magnetfeld

    Hallo,

    ich kann @Anni nur beipflichten. Ich würde dir ja helfen aber elektromagnetische Felder Berechnen kommt erst im SS08 ;). Es kommt auch drauf an wie stark dein Magnetfeld sein soll. Wenn du keine Kühleinrichtungen dabei haben möchtest, musst du Querschnitte nehmen die die 1000A Dauerlast verkraften können.
    Kleine Querschnitte sind natürlich auch möglich, aber die natürlich nur mit einer passenden Kühlung.

    Die Erwärmung der Leitung ist unbedingt zu beachten. Bei normalem Betrieb unter Volllast erwärmt sich die Leitung auf ca. 70° (Standard NYY). Trotzdem wirst du entweder große Querschnitte legen müssen, oder das System irgendwie Kühlen. Da sonst das Magnetfeld nicht konstant ist.
    Ich denke mal das Problem wird sein, die Änderung des Magnetfeld in die Fehlerrechnung mit ein zu beziehen. Daher solltest du es in Erwägung ziehen wirklich einen kleineren Querschnitt zu verlegen und das ganze zu kühlen, da ansonsten die Änderung des Magnetfeldes nicht klein sein wird.
    Wie Anni schon berechnet hat, wird in der Leitung 15kW an Leistung ungesetzt. Diese muss abgeführt werden um ein konstantes Magnetfeld zu haben. Ich kann die Leider keine Änderung so aus Stegreif berechnen, aufgrund der Widerstandsänderung.

    Mit freundlichen Grüßen MArcell
     
  7. Paul

    Paul Guest

    AW: Statisches Magnetfeld

    Ah ha, danke vielmals! Das war sehr einleuchtend!

    Dann gibt es auf der gleichen Homepage noch Pulsstromquellen:

    Plating electronic - plating electronic GmbH

    Diese haben höhere kW Angaben. Für meine Anwendung benötige ich ein möglichst kostantes Magnetfeld, jedoch nur für einige Sekunden (1-3 s). Weiß jemand, ob diese Pulse (der Pulsstromquelle) ungefähr in diesem Zeitintervall liegen?

    Vielleicht nochmal eine etwas blöde Frage: Reicht es die Leiterschleife einfach an den Ein- und Ausgang des Instruments zuhängen, oder gibt das einen Kurzschluss?
     
  8. gert

    gert Freiluftschalter

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    AW: Statisches Magnetfeld

    Hallo Paul!

    Je nach Länge der Leiterschleife und je nach Dauer der Messung könnte eine 24 Volt- LKW-Batterie die notwendige Energie liefern. Für Stromstärken im Sekundenbereich dürften für 1kA bereits 50mm² CU ausreichen. Dies müsste aber im Feldversuch ermittelt werden.

    Gruß Gert
     
  9. Anni

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    AW: Statisches Magnetfeld

    Hallo,

    die Pulstromgeräte scheinen mit nur DC Impulse im ms Bereich zu erzeugen. Sind wohl angeblich für galvanische Anlagen...Bin skeptisch ob das ein konstantes Magnetfeld hervorruft, denn im Prinzip wird ja die Gleichspannung entsprechend der Impulse an und aus geschaltet.

    Ja , wenn du eine geeignetes Gerät gefunden hast , reicht das...!
    Natürlich sind das kurzschlussähnliche Zustände, die das Gerät aber behersschen muss, es begrenzt ja den Ausgangstrom automatisch auf ( z.B 1000 A ) .
    Wie ich schon sagt wäre es wünschenswert das die Ausgangspannung und damit auch die Strömstarke von 0 an regelbar wäre.....
     
  10. #9 Anni, 17.12.2007
    Zuletzt bearbeitet: 17.12.2007
    Anni

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    AW: Statisches Magnetfeld

    Ok , aber die Spannungs/stromquelle ist nicht steuerbar , man weiss kaum welche Strom geflossen ist usw.
    Das ist aber für einen wissenschaftlichen Versuch ( nach meiner Meinung ) notwendig .

    Außerdem müssen es " sehr große " LKW Batterien sein , denn viele Standard Batterien liefern auf Grund ihres Innenwiderstandes nur um die 600 A , die EXIDE MAXIMA Heavy Duty ca 800 A....
     
  11. #10 trekmann, 17.12.2007
    trekmann

    trekmann Spannungsgeprüft

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    AW: Statisches Magnetfeld

    Hallo,

    also ich denke eine LKW-Batterie ist nicht zu gebrauchen. Man muss natürlich eine vernünftige Fehlerdiskussion machen, um zu verifizieren das diese Messwerte auch was taugen.
    Bestes Beispiel ist mit letztens von einem Prof. zu Ohren gekommen. Er gucke eine Diplomarbeit nach und machte eine Fehlerrechnen, die übrigens nicht vorhanden war. Es kam raus das der Fehler bei 100% lag. Da es eine Abstandsmessung war, hatte er also ein Messwert von ca. 50m +- 50m also war die Diplomarbeit komplett untauglich.
    Daher sollten alle Fehlerquellen auf ein Minimum reduziert werden. Wie gesagt, ich weis nicht wie sich ein nicht konstantes Magnetfeld auf die Messung auswirkt, und wie stark es sich ändert darf, damit es im Messwertintervall bleibt. Für eine Fehlerbetrachtung für die Änderung des Magnetfeldes aufgrund der Erwärmung des Kabels, fehlt mit noch ein Semester.

    Mit freundlichen Grüßen MArcell
     
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