Sind lange Spulenschenkel wirklich positiver als kurze ?

[Ekofun]

Hallo Bernd,

ok. das leuchtet mir ein,dann werde sagen für runde Spulen auch runde Magneten sind am besten,oder?

Grüße

Ekofun

[Bernd]

Im Prinzip ja, aber runde Spulen nutzen den zur Verfügung stehenden Raum im Generator schlecht aus.
Da bleibt viel Platz ungenutzt.
Man sollte aber trotzdem beim Bau immer im Auge behalten das die Spulen möglichst nicht zu ausgeprägt rechteckig werden.
Gut, wenn man schon rechteckige Magneten besitzt muss man die Spulenform natürlich daran angleichen aber ideal ist das eben nicht.

Bislang dachte ich das runde Spulen Mist wären, aber wenn man mal genauer drüber nachdenkt kommt man zu genau dem das ich in meinen
letzten Postings nannte.
Eine Magnetscheibe wie bei meinem Multiplexgenerator lässt sich mit runden Magneten viel leichter realisieren.
Da bohrt man einfach runde Löcher in die die Magnete hinein passen und fertig.


Grüsse

Bernd

[Manfred]

Hallo Bernd,

noch einen Vorteil haben die runden Magnete und Spulen; versenkt in einer Multiplexplatte oder im Kuststoff sind die Spulen und Magnete optimal geschützt untergebracht. Die Herstellung der Bauteile ist auch einfach und ist mit einer Stichsäge und Bohrmaschine zu bewältigen.
Die Magnete auf auf zwei oder sogar drei Kreise angeordnet ergeben dann auch eine bessere Nutzung der Scheibe.
Als Wickelkörper für die Spulen hatte ich mal die Fadenspulen aus Kunststoff (liegen hier noch irgedwo rum) von einer Nähmaschine ins Auge gefasst, aber noch nicht ausprobiert.

Grüße Manfred

p.s. die Weihnachtsgeschenke, drei Mendocinomotore sind fertig, nun kann es mit dem Modelbau weiter gehen.

[MaRiJonas]

Grüß Dich Bernd,

natürlich hat ein runder Spulenkörper den kleinsten Widerstand und somit die geringste Verlustleistung.

Ein Argument für lange schmale Magnete ist, dass man dadurch die Anzahl der Magnete, sprich die Frequenz erhöhen kann.
Dadurch wird eine höhere Spannung induziert. Sprich aus meiner Sicht liegt dazwischen ein konstruktives Optimum.
Magnete und Spulen möglichst dicht anzuordnen führt zu geringeren Abmessungen, Fliehkräften, Reibung, ...

Gruß
Richard

[herbk]

Guten Morgen zusammen,
ein Magnet mit 40x10mm und einer mit 20x20mm haben ja die selbe Fläche.
Ich habe die Spannung für beide Magnete mit, bis auf die Abmessungen von magnet und Spule, identischen Daten mit der Formel aus dem Forum errechnet und habe deutliche Unterschiede.

[Bernd]

Hallo Herbert, einen Fehler habe ich schon entdeckt, du hast immer den gleichen Wert für den mittleren Durchmesser eingegeben.
Bei der quadratischen Magnet/Spulenform ist er aber größer denn Mitte Magnet bzw. Spule liegt durch ihre Kürze weiter aussen.
Der eine Zentimeter bringst aber auch nicht.
Außerdem verbraucht die längliche Spule mehr Raum zum Rotorzentrum hin, die Kurze aber in der Breite.
Für einen richtigen Vergleich sollten diese Werte als auch die Breite bei beiden gleich sein.

Ein korrekten Vergleich kann man evtl. machen wenn man aus der rechteckigen Spule eine quadratische macht.
Also aus der 40 x 10mm dann 40 x 40mm Spulenkern. Das ergibt die vierfache Kernfläche aber längst nicht
den vierfachen Widerstand.
Vierfache Spannung würde bei einem viermal so hohen aber gleich schnellen magnetischen Flusswechsel entstehen
oder bei einem gleich hohen aber viermal so schnellen Flusswechsel.
Die Flussänderung ist viermal so hoch erfolgt aber nur gut 1/4 so schnell. Hmm.....
Das ergäbe lediglich die gleiche Induktion bei 2,5 facher Breite. Dafür 2,5 mal geringerer Widerstand.

Das wird ziemlich komplex mit dem Vergleichen..... Es könnte gut sein das das Endergebnis leistungsbezogen gleich ist.
Wir sollten mal mit der anderen Formel ein und dasselbe Beispiel durchrechnen.

Ich weiss nicht ob "unsere" Formel da nicht auch einen Fehler hat oder besser gesagt zu wenig berücksichtigt.
Sie würde ja sogar eine Spannung berechnen wenn man eine Spule ohne Loch bauen würde denn Kernmaße sind bei "unserer" Formel egal.


Grüsse

Bernd

[herbk]

Auch wenn ich mit 40x40mm verggleiche ist das Ergebnis unterschiedlich.
Zwar ist die erzeugte Spannung hochgerechnet identisch, doch bei der Quadratischen Spule habe ich einen deutlich höheren Wiederstand, was auf Grund der breiteren Spulenschenkel aber logisch ist.
Ich habe dieses Mal für die Berechnung auch eine Spule mit genau den Jochmassen des Magneten genommen.

Ich zitiere hier mal einen Satz aus Wikipedia:

Bewegt sich ein Leiter quer (senkrecht) zum Magnetfeld, wirkt die Lorentzkraft auf die Ladungen im Leiter in Richtung dieses Leiters und setzt sie so in Bewegung. Diese Ladungsverschiebung bewirkt eine Potentialdifferenz und erzeugt eine elektrische Spannung zwischen den Enden des Leiters.

genau dieses "Quer" ist aber bei den Spulenköpfen nicht gegeben...

[Bernd]

Herbert, die Spulenköpfe erzeugen keine Spannung durch direkten Einfluss des Magnetfeldes auf sie, das ist doch unbestritten.
Nur bedenke das in einer Spule mit Eisenkern überhaupt kein Schenkel und auch nicht der Spulenkopf direkt vom Magnetfeld getroffen wird
und trotzdem erzeugt die Spule samt Spulenköpfen eine Spannung weil sich der magnetische Fluss im Spulenkern verändert ! Das ist bei Luftspulen nicht anders.
Das ist nunmal so und keine Behauptung von mir sondern so funktioniert Induktion eben.

Jede Veränderung des magnetischen Flusses in einer geschlossenen Leiterschleife erzeugt ein Spannung in der Leiterschleife die davon abhängig
ist wie stark und schnell die Veränderung erfolgt.
(Ich schreibe das jetzt gefühlt zum 10ten mal )

Deine Rechnung zeigt recht gut das dicke Spulenschenkel sehr negative Auswirkungen zeigen weil der Widerstand für eine Windung
immer größer wird da die Windungslänge immer größer wird.
Spulenschenkel so breit wie der Magnet sind nicht anzustreben.


Grüsse

Bernd

[Bernd]

Hallo Richard, schön das du auch mal wieder zu lesen bist.

Ein Argument für lange schmale Magnete ist, dass man dadurch die Anzahl der Magnete, sprich die Frequenz erhöhen kann.
Dadurch wird eine höhere Spannung induziert. Sprich aus meiner Sicht liegt dazwischen ein konstruktives Optimum.

So sehe ich das auch,

Viele schmale Magnete erzeugen eine höhere Freuquenz.
Sie bieten aber auch eine geringere Kernfläche (geringer Fluss durch den Kern) und es gibt relativ viele Spulenschenkel = hoher Widerstand.
Außerdem erzeugen die hohen erzeugten Frequenzen auch relativ viel Wirbelstromverluste.

Große breite Magnete erzeugen eine nur geringe Frequenz, bieten aber eine hohe Flussänderung und einen geringen Drahtwiderstand.
Außerdem fallen die Wirbelstromverluste bei weitem kleiner aus.

Das alles auf einen Nenner zu bringen soll Ziel dieses Threads sein.


Grüsse

Bernd

[herbk]

Hi Bernd,

(Ich schreibe das jetzt gefühlt zum 10ten mal )

Das habe ich auch so verstanden und Du musst es für mich auch nicht mehr wiederholen...
Im Falle eines Generators erfolgt diese Änderung des magnetischen Flusses aber dadurch dass ich das Magnetfeld bewege. Die Veränderung hat dadurch eine Richtung und wirkt auf senkrecht zur Richtung stehende Leiter. Wenn Du den Magneten (das Magnetfeld) senkrecht durch die Spule bewegst ist die Richtung der Intensitätsänderung senkrecht zu allen Leitern und alle erzeugen Strom.
Bewegst Du ihn aber nur über die Spule hinweg ist die Intensitätsänderung nur bei 2 Spulenschenkeln senkrecht zum Leiter - nur diese erzeugen Strom.