Springen naar inhoud

Sterkte spoel


  • Log in om te kunnen reageren

#1


  • Gast

Geplaatst op 06 juli 2005 - 12:52

Ik heb een vraag aangaande de sterkte van een spoel.
Ik heb een spoel nodig die een stuk metaal van 100gr 6mm omhoog kan tillen. Na die 6mm moet hij aan de spoel/magneet blijven hangen, tot de spanning wordt weggehaald en deze dus weer 6mm valt.
Wat voor soort spoel heb ik nodig en met welke formules wordt dit dan theoretisch onderbouwd.

Dit forum kan gratis blijven vanwege banners als deze. Door te registeren zal de onderstaande banner overigens verdwijnen.

#2

Bruce

    Bruce


  • >100 berichten
  • 200 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 06 juli 2005 - 16:09

De theorie daarover is is niet gemakkelijk. Aan iemand met praktische ervaring op dit gebied heb je waarschijnlijk meer. Toch waag ik me even aan de theorie.

Om te beginnen met je spoel.
De sterkte van het magnetische veld in de spoel is evenredig aan het aantal windingen. (B = mu0 NI/L, met mu0 een constante, N het aantal windingen, I de stroomsterkte en L de lengte van de spoel). 100 gr lijkt me best veel, dus ik zou een lange dunne spoel nemen, met zoveel mogelijk windingen.

De kracht die het B-veld kan leveren op een object hangt samen met de eigenschappen van dat object. In een theorieboek staat de formule:
F= Nambdla(m . B), waar m het dipoolmoment moet voorstellen, hoeveel dipoolmomenten er in je materiaal zitten en hoe die zich gedragen is onbegonnen werk om te berekenen. Het hangt in ieder geval sterk af van je materiaal. Neem in ieder geval een ferromagnetisch materiaal (ijzer), dat reageert het sterkst op magnetische velden. (zoek op google welke metalen dat nog meer zijn).

Verder kan ik je aanraden om veel uit te proberen. Precies die 6mm boven de grond kan nog moeilijk worden.

#3

klazon

    klazon


  • >5k berichten
  • 6613 berichten
  • Pluimdrager

Geplaatst op 06 juli 2005 - 16:39

Ik ben niet in staat om dit echt diepgaand theoretisch te benaderen. Daarvoor vind ik magnetisme net een slagje te ongrijpbaar.
Maar praktisch gezien lijkt het probleem op de werking van een relais. Daar moet de spoel ook een anker aantrekken dat op een bepaalde luchtafstand van de spoel staat. Daarvoor heb je een bepaalde magneetkracht nodig, maar als het anker eenmaal tegen de spoelkern aan ligt kun je met minder volstaan.

Ik betwijfel of de lengte van de spoel er veel toe doet. Meestal is bij een relais het aantal ampere-windingen bepalend, of anders gezegd de totale hoeveelheid stroom die om de spoelkern loopt.
Waar je wel voor moet zorgen is dat de luchtweg zo kort mogelijk is. Dus een ijzerkern in de spoel, en die bovendien buitenom de spoel terug laten lopen.

Op zich lijkt me het aantrekken van 100 gram op een afstand van 6mm niet zo'n groot probleem. Ik zou het gewoon experimenteel benaderen, dus een spoel wikkelen van b.v. 1000 windingen van 0,3 mm koperdraad en daar zo veel stroom door laten lopen als hij thermisch kan hebben, en kijken wat het effect is.

Kun je iets meer vertellen over de situatie waarin deze spoel wordt gebruikt? Dat kan helpen bij het vinden van een praktisch werkbare oplossing.

#4

Antoon

    Antoon


  • >1k berichten
  • 1750 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 06 juli 2005 - 18:42

aah,
Bruce rade een lange dunne spoel aan.
Maar je spoel moet zo kort mogelijk zijn want het magnetisch veld is omgekeerd evenredig met de lengte van de spoel.

Verder is er nog iets wat ik niet snap aan een spoel.
volgens de formule maakt de diameter van de spoel niet uit.
En dan bedoel ik niet dat er windingen over elkaar heen lopen, maar de diameter binnen de gelijderdraden.
Want het magnetisch veld in die spoel is daar volgens de formule niet afhankelijk van.
dat wil zeggen dat als ik een spoel met een diameter van 1Km maak(theoretisch) de veldlijnen dichtheid(de magnetische inductie B) even groot is als dat dat is met een spoel met een diameter van 1cm.
dus dan worden er veel meer veldlijnen aangemaakt met even veel windingen , stroom sterkte en lengte.
Want in de formule staat nergens de straal van de spoel.

En dit klopt dan niet. want dan zou je ook meer magnetische flux opwekken.
Want flux=veldlijnendichtheid * oppervlakte
en dan zou je op een manier meer electrische energie er mee op kunnen wekken als dat je er in stopt.

En dan kun je een perpetuum mobile funcitoneren(en dat lijkt me dus niet)waar zit mijn fout?

#5

Bart

    Bart


  • >5k berichten
  • 7224 berichten
  • VIP

Geplaatst op 06 juli 2005 - 18:53

Antoon, je vergeet dat er een aanname wordt gemaakt

r << L

Tevens gaat het niet om de lengte (L) van de spoel of het aantal windingen (N), maar het aantal windingen per lengte-eenheid (n). Deze moet zo groot mogelijk zijn.

B = mu n I = mu N I / L

In de praktijk is het veld binnenin niet helemaal homogeen. Met name de randen wijken af.
Geplaatste afbeelding
If I have seen further it is by standing on the shoulders of giants.-- Isaac Newton

#6

chablis

    chablis


  • >250 berichten
  • 420 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 07 juli 2005 - 08:02

De makkelijkste oplossing is te zoeken naar onderdelen van een flipperkast. Daar zitten vaak hele sterke spoelen in, bijvoorbeeld om de flipperbal in volle vaart tegen te houden in een magnetisch veld.
Rekenen hieraan lijkt me erg ingewikkeld te worden met zoveel variabelen.

#7

Antoon

    Antoon


  • >1k berichten
  • 1750 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 08 juli 2005 - 14:40

Antoon, je vergeet dat er een aanname wordt gemaakt  

r << L  

dus de formule klopt bij normale spoelen(die echt gebruikt worden) helemaal niet

#8

Bart

    Bart


  • >5k berichten
  • 7224 berichten
  • VIP

Geplaatst op 08 juli 2005 - 15:37

[quote=Antoon][/quote]
dus de formule klopt bij normale spoelen(die echt gebruikt worden) helemaal niet[/quote]

Dat hangt er af wat je onder 'veel kleiner dan' verstaat. Ik ben regelmatig in de natuurkunde tegenkomen dat a = 1/2 voldoet aan a << 1. Of dit ook voor spoelen opgaat weet ik niet.
If I have seen further it is by standing on the shoulders of giants.-- Isaac Newton





0 gebruiker(s) lezen dit onderwerp

0 leden, 0 bezoekers, 0 anonieme gebruikers

Ook adverteren op onze website? Lees hier meer!

Gesponsorde vacatures

Vacatures