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  Spule mit 1T |
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gisa
Ehemals Aktiv 
Dabei seit: 10.07.2006
Mitteilungen: 306
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 |  Themenstart: 2006-12-05
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Hallo,
und schon wieder ne Aufgabe...
Wir bauen eine Spule, die ein Magnetfeld von 1 T erzeugt. Unser Plan ist, handelsübliche Hausinstallationsleitungen (1,5 mm2 Querschnittsfläche) zu verwenden, welche wir um ein langes Holzrohr wickeln. Wir schätzen ab, dass man den Draht mit 2 mm Dicke pro Windungslage und einem Abstand von ebenfalls 2 mm zwischen den Einzelwindungen wickeln kann.
Durch den Draht wollen wir einem Strom von 16 A schicken. Wie
viele Wicklungsschichten werden hierfür benötigt?
Also ich weiss schonmal dass B = F / (I*L)
Die Querschnittsfläche soll ja 1,5mm² sein -> daraus kann ich den Durchmesser berechnen = 1,38 mm oder 0,00138.
Ist das realistisch?
Wie berechne ich die Anzahl der Wicklungen?
Viele Grüße
gisa
[ Nachricht wurde editiert von gisa am 05.12.2006 15:58:59 ]
[ Nachricht wurde editiert von gisa am 06.12.2006 13:22:05 ]
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hugoles
Senior 
Dabei seit: 27.05.2004
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 |  Beitrag No.1, eingetragen 2006-12-05
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Hallo Gisa,
mit B=F/(I*l) kommst du hier nicht sonderlich weit, was ist F hier bei deiner Spule?
Interessanter ist die Beziehung für die Flussdichte B einer schlanken Spule: B=\mue_0 * \mue_r *n/l * I
Aus den Angaben kannst du ein n/l berechnen, also wie viele Wicklungen pro Meter kommen müssen.
Aus der gewählten Länge der Spule kannst du über die Dicke des Drahtes und den Abstand berechnen, wie viele Schichten du wicklen musst.
Gruß!
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gisa
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| Beitrag No.2, vom Themenstarter, eingetragen 2006-12-05
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Hallo Hugoles,
also ich habe mich schlau gemacht und erstmal gesehen wofür µ0 und µr stehen. Permeabilitätszahl. OK.
µ0 = B0 / H0
wobei H = (I * N) / l ist.
µr ist B / B0
" B=\mue_0 * \mue_r *n/l * I
Aus den Angaben kannst du ein n/l berechnen, also wie viele Wicklungen pro Meter kommen müssen"
Nach n umstellen erstmal oder?
Ist es soweit richtig?
[ Nachricht wurde editiert von gisa am 05.12.2006 21:45:04 ]
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Ollie
Senior
Dabei seit: 03.05.2003
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Wohnort: Aachen
 | Beitrag No.3, eingetragen 2006-12-05
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Hallo gisa,
sorry aber ein ganzes Tesla bekommst du so niemals hin. Vielleicht, wenn du gerade zufällig einen Supraleiter noch in der Bastelkiste hast.
Vielleicht ein eher zu realisierendes Ziel wäre es, das Erdmagnetfeld zu kompensieren, welches so in der Größenprdnung von Microtesla liegt. Besorg dir eine Rolle Kupferlackdraht und experimentiere mal...
mfG
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gisa
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| Beitrag No.4, vom Themenstarter, eingetragen 2006-12-05
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Hallo Ollie,
µ0 ist im Vakuum die el. Feldkonstante und µr ist die Permeabilitätszahl in Materie. Für welche Materie?
Das ist mir gerade unklar.
Gruß
gisa
[ Nachricht wurde editiert von gisa am 05.12.2006 22:08:37 ]
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Ollie
Senior
Dabei seit: 03.05.2003
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| Beitrag No.5, eingetragen 2006-12-05
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Das kommt auf die Materie an. Luft hat \mue_r=1. Ferromagnetische Werkstoffe (z.B. Eisen) können ein \mue_r von einigen 1000 haben. Dein Holz hat auch \mue_r=1
mfG
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gisa
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| Beitrag No.6, vom Themenstarter, eingetragen 2006-12-06
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Danke Ollie.
So dann bräuchte ich pro Meter bei meinen Angaben 49850 Windungen
1T = µ0 * µ1 * 16A * (N/L)
Das hört sich aber nicht richtig an oder? 49850 Wicklungen pro Meter?
Die Länge habe ich ja nicht, deswegen kann ich doch unmöglich wissen wieviele Wicklungen insgesamt benötigt werden?
Gruß
gisa
[ Nachricht wurde editiert von gisa am 06.12.2006 09:54:18 ]
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hugoles
Senior
Dabei seit: 27.05.2004
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| Beitrag No.7, eingetragen 2006-12-06
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Doch, das stimmt, ca 49000 Wicklungen pro Meter.
Mit 2mm Dicke und 2mm Abstand zwischen den Wicklungen wird das schwierig.
Im Prinzip kannst du den Meter voll wickeln. Das liefert dann 250 Wicklungen (250*4mm = 1000mm) pro Meter.
Das heißt, du müsstest 49000/250 =196 Lagen übereinander wicklen, das ist nicht sehr realistisch.
Gruß!
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gisa
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| Beitrag No.8, vom Themenstarter, eingetragen 2006-12-06
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Das ist nicht sehr realisitisch!
Jetzt hab ichs gecheckt.
Der Ollie hatte noch was von Supraleiter geschrieben.
Ich begebe mich mal zu Wikipedia und lies mal durch was das ist. :-)
Danke und Grüße
gisa
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Schnabbert
Senior
Dabei seit: 11.11.2003
Mitteilungen: 1909
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 |  Beitrag No.9, eingetragen 2006-12-06
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\quoteon(2006-12-06 13:03 - gisa)
Der Ollie hatte noch was von Supraleiter geschrieben.
\quoteoff
Hallo, gisa,
da hat Ollie wohl nur einen Spaß gemacht. Aber sich darüber zu informieren, kann nicht schaden. Das ist ein sehr aufregendes und anspruchsvolles Thema.
Zu dem Problem: Wie hoch könnt ihr denn mit der Stromstärke gehen?
MfG
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gisa
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| Beitrag No.10, vom Themenstarter, eingetragen 2006-12-06
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Hallo Schnabbert,
jetzt habe ich es mal überflogen. Ist in der Tat sehr anspruchsvoll. :-)
Zu max_Strom würde ich sagen solange die Leitungen nicht durchschmoren.
Die müssen ja den Belastungen stand halten können oder?
Gruß
gisa
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Schnabbert
Senior
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| Beitrag No.11, eingetragen 2006-12-06
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\quoteon(2006-12-06 13:33 - gisa)
Die müssen ja den Belastungen stand halten können oder?
\quoteoff
Hallo, gisa!
Ja, die 16 A müsste der Cu\-Draht mit 1.5 mm^2 Querschnitt gerade noch verkraften. Cu\-Leitungen darf man m. W. maximal mit 10 A\/mm^2 belasten.
MfG
[ Nachricht wurde editiert von Schnabbert am 06.12.2006 14:58:34 ]
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gisa
Ehemals Aktiv
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Wohnort: Deutschland
| Beitrag No.12, vom Themenstarter, eingetragen 2006-12-06
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\quoteon(2006-12-06 13:33 - gisa)
Die müssen ja den Belastungen stand halten können oder?
\quoteoff
Cu\-Leitungen darf man m. W. maximal mit 10 A\/mm^2 belasten.
MfG
Wie kann man das berechnen?
grüße
gisa
[ Nachricht wurde editiert von gisa am 06.12.2006 15:38:20 ]
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