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Grundlagenforscher(R)

01.12.2011,
10:56
 

überfordert und überfragt (Bauelemente)

Hallo Leute

anbei eine Aufgabe, an der ich mir einfach die Zähne zerbeise...

Ich habe jetzt die jeweiligen Eigenschaften des magnetischen Feldes etwas besser begriffen. Aber die Aufgabe macht mir wirklich Kopf zerbrechen!!

Ich habe unten den magnetischen Kreis mit einem Luftpalt gegeben. (Aufgabe 2)

Ich weiß aber nicht so recht, wie sich die Größen des Feldes verhalten, wenn ich nun zwei "Spannungsquellen" also zwei Spulen anbringe!

Laut einer Diskussion mit meinem Prof müsste der magnetischen Fluss über all im Kreis gleich groß sein?! Und hier bin ich schon überfragt!

Mein µr müsste ja auch überall gleich sein?! Aber ich weiß nicht wie ich die Feldstärke berechnen soll.

Welchen Strom bzw. welche Windungszahl soll man da nehmen?







Ich bin für jede Hilfe dankbar!!

Grundlagenforscher(R)

03.12.2011,
17:00
(editiert von Grundlagenforscher
am 03.12.2011 um 17:12)


@ harry71

eine kleine Rückfrage zwecks magnetischen Fluss...

Hi an alle,

eine letzte Frage habe ich noch:

das µr ist für das Dynamoblech keine Konstante sondern abhängig von den Werten von B und H oder?

Ich kann also nicht sagen:

Wenn ich für einen Teil des Dynamobleches µr bestimmt habe, habe ich somit das µr für die restlichen Teile erhalten?!

Demnach ist Rm nicht nur vom Querschnitt und der Länge des jeweilgen Stücks vom Eisenkern abhängig sondern auch vom Verhältnis B zu H?

µr= B/H*µ0

EDIT:

Wenn ich wie oben vorgehe erhalte ich einen Wert für den Strom I2, der geringfügig von seiner Lösung abweicht (Delta=0,7A)

Wenn ich mit meinem Ergebnis nach phi umstelle komme ich auf 1,33 statt auf 1,4Wb.



Meine Frage: Woher rührt dieser Unterschied (wenn meine Vermutung zutreffen sollte)

VG Grundlagenforscher

harry71(R)

02.12.2011,
14:47
(editiert von harry71
am 02.12.2011 um 15:01)


@ Grundlagenforscher

eine kleine Rückfrage zwecks magnetischen Fluss...

» (ich habe jetzt einfach mal die
» Querschnitte A so stehen gelassen, weil ich nicht wusste, ob sie in mm²
» oder cm² angegeben sind - ist ja letztlich "nur" ein Faktorfehler)

Die Querschnitte sind in der Tabelle nur als Zahlenverhältnisse gegeben und nicht als Absolutwerte! Wenn man aber die magn. Spannungsabfälle mit phi*Rm berechnet, dann kann man ja für phi=B*A einsetzen. Dadurch kürzen sich die Flächen heraus und nur die Zahlenverhältnisse bleiben.

»
» Was mich aber interessiert iost folgendes:
»
» Warum kann ich den mag. Fluss nur im Luftspalt herausfinden? Warum kann
» ich nicht einfach einen beliebiegen Teil des Kreises nehmen - mir sind
» doch überall die Feldstärken und die Flussdichten gegeben?!
»

Mann kann den Fluss zunächst im Luftspalt berechnen, weil dort für den gegebenen Querschnitt (A0) die Flussdichte bekannt ist (B0). Aber sicher kann man alternativ den Fluss auch an den Stellen mit gleichem Querschnitt wie A0 aus B0 berechnen.

Hast Du bei Deinem Ansatz mit den Durchflutungen die verschiedenen Querschnitte im Kreis berücksichtigt? Die Feldstärke ist mit der Flussdichte über die Permeabilität verknüpft. Die Flussdichte wiederum hängt von den unterschiedlichen Querschnitten ab. Ich habe Deine Zahlen nicht nachgerechnet (dazu habe ich auch ehrlich gesagt nicht die Lust). Beide vorgehensweisen müssten aber bei korrekter Anwendung zum selben Ergebnis führen.

Grundlagenforscher(R)

02.12.2011,
14:08
(editiert von Grundlagenforscher
am 02.12.2011 um 14:30)


@ harry71

eine kleine Rückfrage zwecks magnetischen Fluss...

» Hallo. Die Vorgehensweise ist in etwa so: Aus der Flussdichte im Luftspalt
» (B0) und dem Querschnitt des Luftspalts kannst Du den mag. Fluss
» berechnen, der den gesamten magnetischen Kreis durchsetzt (wie Strom bei
» Reihenschaltung von ohmschen Widerständen). Jetzt musst Du die einzelnen
» magnetischen Widerstände des Kreises bestimmen. Das geht mit der
» Bemessungsgleichung (Rm=l/(µ0*µr*A). Man kann für jede Längenangabe und
» Querschnitt einen magn. Widerstand bestimmen. (Bei Luft nimmst Du nur µ0,
» bei Eisen das µr vom Eisen dazu). Da der Fluss bekannt ist, kannst Du die
» magn. Spannungsabfälle (entspricht der Durchflutung) entlang der
» Längenabschnitte bestimmen.Um den Fluss zu erzeugen benötigst Du einen
» entsprechenden Stromfluss in den Windungen der Spule (wie Spannungsquelle
» im Stromkreis). Mit I1*N1 (daher Amperewindungen) kannst Du die magn.
» Spannung von Spule 1 berechnen. Jetzt kannst Du wie bei der 1.
» Kirchhoffschen Regel die Spannungsbilanz aufstellen und die magn. Spannung
» von I2*N2 aus der Differenz von (I1*N1 - Summe aller mag. Spannungsabfällen
» über allen magn. Widerständen) errechnen. Wenn Du durch N2 teilst hast die
» die Lösung für I2. Die Frage nach der prozentualen Durchflutung im
» Luftspalt läuft auf das Verhältnis von Spannungsabfall über dem Luftspalt
» zum Gesamtspannungsabfall über allen Widerständen hinaus.

Hallo nochmal an alle

die widerstände habe ich schon beisammen. (ich habe jetzt einfach mal die Querschnitte A so stehen gelassen, weil ich nicht wusste, ob sie in mm² oder cm² angegeben sind - ist ja letztlich "nur" ein Faktorfehler)

Was mich aber interessiert iost folgendes:

Warum kann ich den mag. Fluss nur im Luftspalt herausfinden? Warum kann ich nicht einfach einen beliebiegen Teil des Kreises nehmen - mir sind doch überall die Feldstärken und die Flussdichten gegeben?!

Wenn man die Analogie vom Grundstromkreis überträgt habe ich hier auch eine Reihenschaltung: Der Strom (also der magnetische Fluss) müsste doch überall gleich sein?!

Oder?

VG Grundlagenforscher

EDIT:

Mir ist noch eine Lösung eingefallen - weiß aber nicht, ob diese anwendbar ist:

Mit der Formel "l*H=V" (V=mag. Durchflutung) berechne ich die Ströme (ODer von "Tgeildruchflutungen) in den jeweiligen Abschnitten des magn. Kreises. Davon bilde ich die Summe und setzte das Ganze mit der Gleichung "I*N" gleich. Da ich zwei Spulen habe können auch diese einfach aufaddiert werden:

Laut meiner (ergänzten - könnt ihr mir noch eine gute Empfehlen?) Formelsammlung gilt:

V= l*H = phi (mag.Fluss) * Rm = I*N

Ich könnte also schreiben:

I1*N1 + I2*N2 = Summe aller l*H

Das ganze wird dann nach N2 umgestellt und es müsste passen.

Jetzt habe ich nur ein Problem:

1)Mit den Widerständen komme ich auf den Wert I2 = 0,688 A

2)Mit den Durchflutungen komme ich auf den Wert I2=1,23575 A

Die Lösung lautet I2=0,61A

Ich bin scheinbar mit beiden ziemlich nah dran. Witzigerweise ist beim zweiten Lösungsweg I2 genau doppelt so groß wie in der Lösung...Gibt es da noch einen Faktor den ich mit einbeziehen muss?

Grundlagenforscher(R)

01.12.2011,
21:06

@ harry71

überfordert und überfragt

Stimmt!!

H und B hatte er noch in einer Tabelle ergänzt, weil das Blatt mit der Kurve nicht mehr existent war.

Na gut - wenn die Werte, die er gibt, passen, müsste ja über all (außer in Luft) das µr identisch sein!

Ich werde es morgen gleich probieren!!

Vielen vielen Dank!

harry71(R)

01.12.2011,
21:00

@ Grundlagenforscher

überfordert und überfragt

Das ist mal eine wirklich tolle Antwort. Eine ähnliche Überlegung hatte
» ich auch schon angestellt - habe aber ein Problem: Ich kenne das µr für
» das in der Aufgabe gegebene Dynamoblech nicht! Daran scheitert es ja schon
» die ganze Zeit.
»
» Gibt es noch eine Formel, mit der ich das µr rausbekommen könnte? Es
» müsste ja in allen Teilen des Dynamoblechs gleich sein! Ist ja das

In Deiner AufgabenStellung steht, dass die Magnetisierungskurve des Bleches auf der Rückseite gegeben ist. Daraus solltest Du bei gegebender magn. Flussdichte B (ist bei l1 = B0 wegen gleichem Querschnitt an dieser Stelle) die zugehörige magn. Feldstärke H ablesen können. Daraus kannst Du dann µ berechnen (B=µ*H)

x y

01.12.2011,
20:55

@ Grundlagenforscher

überfordert und überfragt

» Gibt es noch eine Formel, mit der ich das µr rausbekommen könnte?

"Siehe Magnetisierungskurve auf der Rückseite"

Grundlagenforscher(R)

01.12.2011,
20:46

@ harry71

überfordert und überfragt

» Hallo. Die Vorgehensweise ist in etwa so: Aus der Flussdichte im Luftspalt
» (B0) und dem Querschnitt des Luftspalts kannst Du den mag. Fluss
» berechnen, der den gesamten magnetischen Kreis durchsetzt (wie Strom bei
» Reihenschaltung von ohmschen Widerständen). Jetzt musst Du die einzelnen
» magnetischen Widerstände des Kreises bestimmen. Das geht mit der
» Bemessungsgleichung (Rm=l/(µ0*µr*A). Man kann für jede Längenangabe und
» Querschnitt einen magn. Widerstand bestimmen. (Bei Luft nimmst Du nur µ0,
» bei Eisen das µr vom Eisen dazu). Da der Fluss bekannt ist, kannst Du die
» magn. Spannungsabfälle (entspricht der Durchflutung) entlang der
» Längenabschnitte bestimmen.Um den Fluss zu erzeugen benötigst Du einen
» entsprechenden Stromfluss in den Windungen der Spule (wie Spannungsquelle
» im Stromkreis). Mit I1*N1 (daher Amperewindungen) kannst Du die magn.
» Spannung von Spule 1 berechnen. Jetzt kannst Du wie bei der 1.
» Kirchhoffschen Regel die Spannungsbilanz aufstellen und die magn. Spannung
» von I2*N2 aus der Differenz von (I1*N1 - Summe aller mag. Spannungsabfällen
» über allen magn. Widerständen) errechnen. Wenn Du durch N2 teilst hast die
» die Lösung für I2. Die Frage nach der prozentualen Durchflutung im
» Luftspalt läuft auf das Verhältnis von Spannungsabfall über dem Luftspalt
» zum Gesamtspannungsabfall über allen Widerständen hinaus.

Das ist mal eine wirklich tolle Antwort. Eine ähnliche Überlegung hatte ich auch schon angestellt - habe aber ein Problem: Ich kenne das µr für das in der Aufgabe gegebene Dynamoblech nicht! Daran scheitert es ja schon die ganze Zeit.

Gibt es noch eine Formel, mit der ich das µr rausbekommen könnte? Es müsste ja in allen Teilen des Dynamoblechs gleich sein! Ist ja das identisch Material...

?????

VG

Grundlagenforscher

harry71(R)

01.12.2011,
19:39

@ Grundlagenforscher

überfordert und überfragt

Hallo. Die Vorgehensweise ist in etwa so: Aus der Flussdichte im Luftspalt (B0) und dem Querschnitt des Luftspalts kannst Du den mag. Fluss berechnen, der den gesamten magnetischen Kreis durchsetzt (wie Strom bei Reihenschaltung von ohmschen Widerständen). Jetzt musst Du die einzelnen magnetischen Widerstände des Kreises bestimmen. Das geht mit der Bemessungsgleichung (Rm=l/(µ0*µr*A). Man kann für jede Längenangabe und Querschnitt einen magn. Widerstand bestimmen. (Bei Luft nimmst Du nur µ0, bei Eisen das µr vom Eisen dazu). Da der Fluss bekannt ist, kannst Du die magn. Spannungsabfälle (entspricht der Durchflutung) entlang der Längenabschnitte bestimmen.Um den Fluss zu erzeugen benötigst Du einen entsprechenden Stromfluss in den Windungen der Spule (wie Spannungsquelle im Stromkreis). Mit I1*N1 (daher Amperewindungen) kannst Du die magn. Spannung von Spule 1 berechnen. Jetzt kannst Du wie bei der 1. Kirchhoffschen Regel die Spannungsbilanz aufstellen und die magn. Spannung von I2*N2 aus der Differenz von (I1*N1 - Summe aller mag. Spannungsabfällen über allen magn. Widerständen) errechnen. Wenn Du durch N2 teilst hast die die Lösung für I2. Die Frage nach der prozentualen Durchflutung im Luftspalt läuft auf das Verhältnis von Spannungsabfall über dem Luftspalt zum Gesamtspannungsabfall über allen Widerständen hinaus.

79616363(R)

E-Mail

Leinfelden-Echterdingen,
01.12.2011,
13:42
(editiert von 79616363
am 01.12.2011 um 13:46)


@ Grundlagenforscher

überfordert und überfragt

» » man Amperewindungen

Da hat x y mal wieder zugeschlagen :lol: - Aber er hat Recht! Der Begriff "man" ist nicht der Gegensatz zu "woman", sondern im UN*X Bereich der Befehl um über etwas eine Info zu erhalten (manual).
Wiki weiß sowas auch und selbst wenn die Einheit veraltet ist, Wiki sagt, wo man stöbern muss.

--
„Wo kämen wir hin, wenn jeder sagte, wo kämen wir hin und keiner ginge, um zu sehen, wohin wir kämen, wenn wir gingen.“

(Kurt Marti)

Grundlagenforscher(R)

01.12.2011,
13:08

@ x y

überfordert und überfragt

» man Amperewindungen


Hä? "man Amperwindungen"? Etwas genauer wäre wirklich toll...Ich finde wirklich keinen Ansatz. Wenn mir jemand kurz und knapp erklären würde, wie sich die Größen des Feld verhalten und warum (kurz und knapp natürlich) wäre mir wirklich viel geholfen...

Trotzdem danke...

x y

01.12.2011,
12:49

@ Grundlagenforscher

überfordert und überfragt

» Ich weiß aber nicht so recht, wie sich die Größen des Feldes verhalten,
» wenn ich nun zwei "Spannungsquellen" also zwei Spulen anbringe!

man Amperewindungen