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THEMA: Elektromagnet
THEMA: Elektromagnet
Andreas71 - 30.09.07 13:45
Hallo,
möchte mir ein Elektromagnet selbst bauen .Was für draht ist denn da empfehlenswert
Der Magnet soll für ein Kran sein.Er soll ca ein container in N Heben und halten.Wer kann mir dazu ein paar Tipps geben.
Gruß
Andreas
möchte mir ein Elektromagnet selbst bauen .Was für draht ist denn da empfehlenswert
Der Magnet soll für ein Kran sein.Er soll ca ein container in N Heben und halten.Wer kann mir dazu ein paar Tipps geben.
Gruß
Andreas
Hallo Andreas,
als Typ empfehle ich einen Topfmagnet, da der das magnetische Feld am besten in mechanische Kraft umsetzt. Einen solchen habe ich einmal aus dem Glockenrotor eines CDROM-Laufwerks gebaut, mit 0,3mm-Draht um den Dorn gewickelt. Allerdings hat er schon 2cm Durchmesser und ist damit für unsere Spur mit über 3m in der Wirklichkeit viel zu groß.
Vielleicht findest Du ja einen kleineren Topf, der sich benutzen lässt. Die Drahtstärke sollte so dünn wie möglich sein, um hohe Windungszahlen und geringe Strombelastung hin zu bekommen. Ein Durchmesser von 0,1mm (z.B. bei Reichelt unter http://www.reichelt.de/?;ACTION=3;LA=4;GROUP=D...9cd1e8a6f21c8f73255c ) wird optimal sein, darunter ist die Gefahr des Bruchs zu groß.
Achtung: die Abhängigkeit des Widerstands vom Drahtdurchmesser ist extrem ! Eine Verdoppelung des Durchmessers bedeutet eine Vervierfachung der Fläche, damit kann aber nur noch ein Viertel der Länge untergebracht werden. Zwar vervierfacht sich die Kraft, allerdings beträgt der Widerstand nur noch ein Sechszehntel und die umgesetzte Leistung versechszehnfacht sich ! Damit sich thermische Probleme vorprogrammiert...
Viel Erfolg beim Basteln,
Burkhard
als Typ empfehle ich einen Topfmagnet, da der das magnetische Feld am besten in mechanische Kraft umsetzt. Einen solchen habe ich einmal aus dem Glockenrotor eines CDROM-Laufwerks gebaut, mit 0,3mm-Draht um den Dorn gewickelt. Allerdings hat er schon 2cm Durchmesser und ist damit für unsere Spur mit über 3m in der Wirklichkeit viel zu groß.
Vielleicht findest Du ja einen kleineren Topf, der sich benutzen lässt. Die Drahtstärke sollte so dünn wie möglich sein, um hohe Windungszahlen und geringe Strombelastung hin zu bekommen. Ein Durchmesser von 0,1mm (z.B. bei Reichelt unter http://www.reichelt.de/?;ACTION=3;LA=4;GROUP=D...9cd1e8a6f21c8f73255c ) wird optimal sein, darunter ist die Gefahr des Bruchs zu groß.
Achtung: die Abhängigkeit des Widerstands vom Drahtdurchmesser ist extrem ! Eine Verdoppelung des Durchmessers bedeutet eine Vervierfachung der Fläche, damit kann aber nur noch ein Viertel der Länge untergebracht werden. Zwar vervierfacht sich die Kraft, allerdings beträgt der Widerstand nur noch ein Sechszehntel und die umgesetzte Leistung versechszehnfacht sich ! Damit sich thermische Probleme vorprogrammiert...
Viel Erfolg beim Basteln,
Burkhard
Hallo Burkhard
was ist denn ein Topfmagnet,Kannst du es mir ein wenig genauer erklären.CD-Laufwerke habe ich ein paar rumzuliegen aber ich weiß nicht genau was du meinst.
Andreas
Beitrag editiert am 30. 09. 2007 17:36.
was ist denn ein Topfmagnet,Kannst du es mir ein wenig genauer erklären.CD-Laufwerke habe ich ein paar rumzuliegen aber ich weiß nicht genau was du meinst.
Andreas
Beitrag editiert am 30. 09. 2007 17:36.
@Andreas,
Ein Topfmagnet besteht aus einem weichmagnetischen Kern (also Eisen), auf den eine Spule mit Kupferlackdraht gewickelt wird, darüber kommt eine Glocke (ebenfalls aus Eisen), die den magnetischen Rückfluss darstellt. Diese Glocke ist oben fest mit dem Kern verbunden, am unteren Ende gibt es einen Luftspalt zwischen Glocke und Kern, dort werden magnetische Gegenstände angezogen.
Unter http://www.laborplan.de/ph/pm_desc.php?datum=200009 sieht man so halbwegs den Aufbau. Die rechte Platte mit dem Haltebügel dient als Last bzw. Lastmessvorrichtung. Vielleicht hast Du ähnliche Ausführungen ja schon einmal auf einem Schrottplatz gesehen, wo diese häufig eingesetzt werden, um Schrottautos hochzuheben.
Gruß
Burkhard
Ein Topfmagnet besteht aus einem weichmagnetischen Kern (also Eisen), auf den eine Spule mit Kupferlackdraht gewickelt wird, darüber kommt eine Glocke (ebenfalls aus Eisen), die den magnetischen Rückfluss darstellt. Diese Glocke ist oben fest mit dem Kern verbunden, am unteren Ende gibt es einen Luftspalt zwischen Glocke und Kern, dort werden magnetische Gegenstände angezogen.
Unter http://www.laborplan.de/ph/pm_desc.php?datum=200009 sieht man so halbwegs den Aufbau. Die rechte Platte mit dem Haltebügel dient als Last bzw. Lastmessvorrichtung. Vielleicht hast Du ähnliche Ausführungen ja schon einmal auf einem Schrottplatz gesehen, wo diese häufig eingesetzt werden, um Schrottautos hochzuheben.
Gruß
Burkhard
Hallo Andreas .
Ich würde versuchen in den Container bereits einen oder mehere kleine Magneten .
einzukleben.
Und zwar so , das die Anziehungkraft gerade eben nicht reicht um mit den Magneten im Container und Deiner Spule /Eisenkern den Container zu heben.
Damit sollte die Spule kleiner ausfallen können.
Je nach Polarität deiner Spule wird dann der Container angezogen bzw abgestossen.
Ich habe mit solchen Handgewickelten Spulen getestet. Sie waren sehr empfindlich.
Mehr als 3 Volt führte zur thermischen Zerstörung.
Als Tip kann ich Dir die Spule aus dem Modellauto von Conrad anbieten.
Das Ferngesteuerte Auto gab es bereits ab 9,95 Euro mit 2 kleinen Magneten.
Es ist als Teil der Lenkung gedacht.
Gruß Frank
Ich würde versuchen in den Container bereits einen oder mehere kleine Magneten .
einzukleben.
Und zwar so , das die Anziehungkraft gerade eben nicht reicht um mit den Magneten im Container und Deiner Spule /Eisenkern den Container zu heben.
Damit sollte die Spule kleiner ausfallen können.
Je nach Polarität deiner Spule wird dann der Container angezogen bzw abgestossen.
Ich habe mit solchen Handgewickelten Spulen getestet. Sie waren sehr empfindlich.
Mehr als 3 Volt führte zur thermischen Zerstörung.
Als Tip kann ich Dir die Spule aus dem Modellauto von Conrad anbieten.
Das Ferngesteuerte Auto gab es bereits ab 9,95 Euro mit 2 kleinen Magneten.
Es ist als Teil der Lenkung gedacht.
Gruß Frank
Hallo Andreas , mal ein paar Fotos (klein)
http://img73.imageshack.us/my.php?image=pict0240rt8.jpg
von links nach rechts:
Cent , Figur, kleine Magneten (Ebay) ,Magnetspule Selbstbau, Spule Conrad Modellauto.
http://img104.imageshack.us/my.php?image=pict0242jr1.jpg
Vergleich Cent, tiefe der Spule
http://img115.imageshack.us/my.php?image=pict0243gh9.jpg
Gruß Frank
http://img73.imageshack.us/my.php?image=pict0240rt8.jpg
von links nach rechts:
Cent , Figur, kleine Magneten (Ebay) ,Magnetspule Selbstbau, Spule Conrad Modellauto.
http://img104.imageshack.us/my.php?image=pict0242jr1.jpg
Vergleich Cent, tiefe der Spule
http://img115.imageshack.us/my.php?image=pict0243gh9.jpg
Gruß Frank
Michael aus Nbg - 01.10.07 19:19
@Andreas,
hier siehst Du wie Du dir selber Elektromagnete bauen kannst:
http://www.dieterludwig.de/1995860.htm
wenn du das ganez etwas schwächer dimensionierst, dann kannst Du damit bestimmt einennormalen Container heben.
Gruß Michael
hier siehst Du wie Du dir selber Elektromagnete bauen kannst:
http://www.dieterludwig.de/1995860.htm
wenn du das ganez etwas schwächer dimensionierst, dann kannst Du damit bestimmt einennormalen Container heben.
Gruß Michael
@Andreas, Frank und Michael,
das Problem ist einfach die schwächere Dimensionierung. Michaels Beispiel (Link http://www.dieterludwig.de/1995860.htm ) verweist auf einen Magneten der auf einen Kern von 10mm ! mit 0,3 mm-Draht gewickelt wurde. Der Gesamtdurchmesser und die Länge beträgt schätzungsweise 35 mm. Mit diesen Werten kommt man problemlos auf hohe Widerstandswerte (ca. 200 Ohm).
Wie Frank aus leidvoller Erfahrung berichtet, neigen miniaturisierte Elektromagnete dazu, viel zu viel Energie umzusetzen (nämlich in Wärme, siehe auch Antwort 1).
Darum mein Rat: vorsichtig miniaturisieren und 0,1mm-Draht nehmen !
Gruß,
Burkhard
PS: In der Physik gibt es etliche nichtlineare Effekte, die dazu führen, dass man beim Modellbau eben nicht alles mal um den Faktor 160 kleiner machen kann...
das Problem ist einfach die schwächere Dimensionierung. Michaels Beispiel (Link http://www.dieterludwig.de/1995860.htm ) verweist auf einen Magneten der auf einen Kern von 10mm ! mit 0,3 mm-Draht gewickelt wurde. Der Gesamtdurchmesser und die Länge beträgt schätzungsweise 35 mm. Mit diesen Werten kommt man problemlos auf hohe Widerstandswerte (ca. 200 Ohm).
Wie Frank aus leidvoller Erfahrung berichtet, neigen miniaturisierte Elektromagnete dazu, viel zu viel Energie umzusetzen (nämlich in Wärme, siehe auch Antwort 1).
Darum mein Rat: vorsichtig miniaturisieren und 0,1mm-Draht nehmen !
Gruß,
Burkhard
PS: In der Physik gibt es etliche nichtlineare Effekte, die dazu führen, dass man beim Modellbau eben nicht alles mal um den Faktor 160 kleiner machen kann...
Michael aus Nbg - 01.10.07 20:29
@Burkhard
die Spulen werden bei 16-18V nach 5 Stunden nicht wärmer als HANDwarm, als max. 35 Grad!
Gruß Michael
die Spulen werden bei 16-18V nach 5 Stunden nicht wärmer als HANDwarm, als max. 35 Grad!
Gruß Michael
@Michael,
das verwundert mich nicht, denn der von dir angeführte Magnet setzt ja auch nur P=U^2/R=18V*18V/200 Ohm=1,6 Watt um !
Aber mein Plädoyer bezieht sich ja auch auf Miniaturmodelle, die man als Kranmagnet für die Spur N verwenden kann. Rechnen wir mit einem Drittel des Durchmessers (=12mm) und einem Drittel der Länge (=12mm), so hat der Draht nur noch ein Siebenundzwanzigstel der ursprünglichen Länge und damit auch des Widerstandes. Dieser Miniaturmagnet setzt jetzt aber P=U^2/R=18V*18V/7,4 Ohm = 44 Watt um ! Und damit bleibt er nicht mehr handwarm...
(zumal die Abstrahlverluste durch die kleinere Oberfläche geringer werden.)
Als Gegenmaßnahme reduzieren wir den Drahtdurchmesser. Eine Drittelung ergibt ein Neuntel der Fläche und die Möglichkeit, Neunmal so viel Draht unterzubringen. Der Gesamtwiderstand versiebenundzwanzigfacht sich wieder und die umgesetzte Leistung ist dann wieder dieselbe wie beim größeren Beispielmodell ( http://www.dieterludwig.de/1995860.htm ).
Allerdings wird beim angegebenen Beispiel ein Drahtdurchmesser von 0,15mm verwendet und die Verarbeitung von Kupferlackdraht mit 0,05mm Durchmesser ist schon recht problematisch, da dieser gerne reisst..
Ich hoffe, dass das Problem jetzt klar geworden ist.
Gruß,
Burkhard
Anmerkung: auf der erwähnten Homepage wird erwähnt, dass der Draht eine Fläche von 0,15 mm^2 habe. Dies kann nicht sein. Gemäß der Formel R = 0,017 Ohm mm^2/m * 200m / 0,15mm^2 = 22,66 Ohm kommt man auf einen viel geringeren Wert als die angegebenen 200 Ohm. Mit einem Durchmesser von 0,15mm kommt man auf eine Fläche von Pi*0,15mm/2*0,15mm/2=0,0176 mm^2 und damit ziemlich genau auf den angegebenen Widerstandswert (193 Ohm).
Edit: Korrektur Rechnung im Absatz 2
Beitrag editiert am 02. 10. 2007 07:25.
das verwundert mich nicht, denn der von dir angeführte Magnet setzt ja auch nur P=U^2/R=18V*18V/200 Ohm=1,6 Watt um !
Aber mein Plädoyer bezieht sich ja auch auf Miniaturmodelle, die man als Kranmagnet für die Spur N verwenden kann. Rechnen wir mit einem Drittel des Durchmessers (=12mm) und einem Drittel der Länge (=12mm), so hat der Draht nur noch ein Siebenundzwanzigstel der ursprünglichen Länge und damit auch des Widerstandes. Dieser Miniaturmagnet setzt jetzt aber P=U^2/R=18V*18V/7,4 Ohm = 44 Watt um ! Und damit bleibt er nicht mehr handwarm...
(zumal die Abstrahlverluste durch die kleinere Oberfläche geringer werden.)
Als Gegenmaßnahme reduzieren wir den Drahtdurchmesser. Eine Drittelung ergibt ein Neuntel der Fläche und die Möglichkeit, Neunmal so viel Draht unterzubringen. Der Gesamtwiderstand versiebenundzwanzigfacht sich wieder und die umgesetzte Leistung ist dann wieder dieselbe wie beim größeren Beispielmodell ( http://www.dieterludwig.de/1995860.htm ).
Allerdings wird beim angegebenen Beispiel ein Drahtdurchmesser von 0,15mm verwendet und die Verarbeitung von Kupferlackdraht mit 0,05mm Durchmesser ist schon recht problematisch, da dieser gerne reisst..
Ich hoffe, dass das Problem jetzt klar geworden ist.
Gruß,
Burkhard
Anmerkung: auf der erwähnten Homepage wird erwähnt, dass der Draht eine Fläche von 0,15 mm^2 habe. Dies kann nicht sein. Gemäß der Formel R = 0,017 Ohm mm^2/m * 200m / 0,15mm^2 = 22,66 Ohm kommt man auf einen viel geringeren Wert als die angegebenen 200 Ohm. Mit einem Durchmesser von 0,15mm kommt man auf eine Fläche von Pi*0,15mm/2*0,15mm/2=0,0176 mm^2 und damit ziemlich genau auf den angegebenen Widerstandswert (193 Ohm).
Edit: Korrektur Rechnung im Absatz 2
Beitrag editiert am 02. 10. 2007 07:25.
Bei passender Dimensionierung kann man mit der Conrad - Spule und kleinen
Magneten einen Container aus Kunststoff von einem Wagen heben.
Die Spule liegt auf dem Container auf wo unterhalb des Kunsstoff die Magneten sitzen.
So ist der Luftsplat sehr gering. ( ca 3mm)
Gerade durch die Kombination aus Magneten und Elektrospule kann die Feldstärke des Magneten geringer ausfallen.
Das bedeutet das die Spule mit einer geringeren Spannung betrieben werden kann,
da auch der Strom deutlich geringer sein kann.
Das hat zur Folge das weniger elektrische Leistung in Wärme in der Spule umgesetzt wird.
Ich selber habe die Spule als Entkuppler in einer BR 78 von Arnold zum Test genutzt.
Leider bin ich nicht über das Teststadium nicht herrausgekommen.
Gruß Frank
Magneten einen Container aus Kunststoff von einem Wagen heben.
Die Spule liegt auf dem Container auf wo unterhalb des Kunsstoff die Magneten sitzen.
So ist der Luftsplat sehr gering. ( ca 3mm)
Gerade durch die Kombination aus Magneten und Elektrospule kann die Feldstärke des Magneten geringer ausfallen.
Das bedeutet das die Spule mit einer geringeren Spannung betrieben werden kann,
da auch der Strom deutlich geringer sein kann.
Das hat zur Folge das weniger elektrische Leistung in Wärme in der Spule umgesetzt wird.
Ich selber habe die Spule als Entkuppler in einer BR 78 von Arnold zum Test genutzt.
Leider bin ich nicht über das Teststadium nicht herrausgekommen.
Gruß Frank
@10 Frank,
Du erwähnst einen kleinen Luftspalt von 3mm bei dem selbstgebauten Magneten. Dies ist auch wichtig, da die Kraft antiproportional zum Quadrat des Luftspaltes ist. Allerdings verfügen die Magnete, die ich auf den von Dir angegebenen Bildern sehe, über kein Rückflußjoch z.B. als Glocke oder Topf ausgeführt. Somit ist die effektive Luftspaltlänge wesentlich größer, da sich die magnetischen Feldlinien, um den magnetischen Kreis zu schließen, außen um die Wicklung herum durch die Luft "quälen" müssen und dabei die magnetische Induktion, die die Kraft bestimmt, stark herabgesetzt wird.
Wenn Du eine Glocke bzw. Topf als Rückflussjoch auf den Magnetkern setzt, wird die Kraft um ein Mehrfaches gesteigert. Daher lautet mein Rat: Topfmagnete bauen ! Diese sind nicht viel aufwändiger, aber - bei gleichem Strom - viel effektiver.
Gruß,
Burkhard
Du erwähnst einen kleinen Luftspalt von 3mm bei dem selbstgebauten Magneten. Dies ist auch wichtig, da die Kraft antiproportional zum Quadrat des Luftspaltes ist. Allerdings verfügen die Magnete, die ich auf den von Dir angegebenen Bildern sehe, über kein Rückflußjoch z.B. als Glocke oder Topf ausgeführt. Somit ist die effektive Luftspaltlänge wesentlich größer, da sich die magnetischen Feldlinien, um den magnetischen Kreis zu schließen, außen um die Wicklung herum durch die Luft "quälen" müssen und dabei die magnetische Induktion, die die Kraft bestimmt, stark herabgesetzt wird.
Wenn Du eine Glocke bzw. Topf als Rückflussjoch auf den Magnetkern setzt, wird die Kraft um ein Mehrfaches gesteigert. Daher lautet mein Rat: Topfmagnete bauen ! Diese sind nicht viel aufwändiger, aber - bei gleichem Strom - viel effektiver.
Gruß,
Burkhard
Hallo Frank und Burkhard
Hatte mich diese Woche mit einen "INGENEUR" unterhalten zwecks Magnetismus und der sagte mir das mit dem Dauermagnet und dem Elektromagnet und dem sich gegenseitig aufzuhebenen Magnet feld st eine sehr schwierige Sache .
ich hatte mir das eigentlich so vorgestellt ein elektromagnet in die hubvorrichtung und in jedem Container ein Dauermagnet, so das man eigentlich nur zum loslassen Strom auf den Magneten geben muß.
gruß
Andreas
Hatte mich diese Woche mit einen "INGENEUR" unterhalten zwecks Magnetismus und der sagte mir das mit dem Dauermagnet und dem Elektromagnet und dem sich gegenseitig aufzuhebenen Magnet feld st eine sehr schwierige Sache .
ich hatte mir das eigentlich so vorgestellt ein elektromagnet in die hubvorrichtung und in jedem Container ein Dauermagnet, so das man eigentlich nur zum loslassen Strom auf den Magneten geben muß.
gruß
Andreas
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