Stören die Magnete gegenseitig ihr Magnetfeld?
Ich habe die Magnete wie auf dem Bild zu erkennen alle im Kreis und abwechseln mit N und S Pol macj außen angeordnet. Die Magnete haben eine haltekraft von 50kg.
Jetzt frage ich mich, da sie alle sehr nah aneinander sind, ob sie sich nicht gegenseitig stören, und das magnetfeld gestört wird?
3 Antworten
Klar. Es kommt zu einer Überlagerung. Eine Überlagerung bedeutet Addition der Felder. Wenn das eine ein positives Vorzeichen hat und das andere ein negatives, dann heben die sich je nach Betrag gegenseitig auf oder schwächen sich ab. Das kannst du dir so vorstellen:
Stell dir vor du packst einen Eisennagel genau zwischen 2 Magnete. Der Nagel wird sowohl von dem einen angezogen als auch von den anderen. Befindet sich der Nagel nun so genau zwischen 2 Magnete sodass die Kraft in beide Richtungen gleich groß ist so heben sich die Kräfte gegenseitig weg. und dein Nagel bewegt sich nirgendwo hin.
Was willst du den bezwecken? Falls du vor hast einen Magnetmotor zu bauen dann muss ich dich leider enttäuschen aber das geht nicht :)
Ich möchte mit einem Stator und den Magneten in der Mitte durch drehen Strom erzeugen
So funktioniert es allerdings nicht, denn durch diese Anordnung sind im Zentrum alle Magnetfelder gegeneinander gerichtet du erhältst also im Zentrum des Kreises einen Feldfreien Raum. Da wird nichts induziert.
Nutze den Aufbau eines einfachen Wechselstromgenerators. Das funktioniert folgendermaßen:
unsere Idee ist es eine Spule ein sich änderndes Magnetfeld auszusetzen und damit für die Induktion einer elektrischen Spannung das Induktionsgesetz der Physik technisch zu nutzen.
Die "Rotor" und "Anker"-Spulen bilden die Hauptkomponenten des Generators. Da ist also nichts mit "Dauermagnet" wie es da trotzdem zu einem Magnetfeld kommt klären wir noch ist aber besser als mit Dauermagneten, da diese funktionsweise besser regulierbar ist ;)
Der Rotor hat die Aufgabe einen rotierenden magnetischen Fluss zu erzeugen in die Stator Wicklung wird dann die elektrische Spannung durch das Induktionsgesetz induziert. Die Rotation erzeugt dabei eine sinusförmige Wechselspannung.
Der Rotor selber wird auch als "Schenkelpolläufer" bezeichnet. Das heißt die Wicklungen wurden so gewickelt, sodass sich sogenannte "Pol paare" bilden. Die Anzahl der "Pol paare" machen einen deutlichen Unterschied in der Funktionsweise wie du erkennen wirst ;)
Nehmen wir mal als Beispiel einen Läufer mit 4 Polparen. das heißt mit einem Draht wickeln wir nun 4 Spulen mit der identischen Windungszahl N. Die Spulen sind dabei alle um 90° versetzt.
Jetzt wollen wir den Läufer mit einem elektrischen Strom durchsetzen z.b. mithilfe eines Akkus oä. durch den Stromfluss durch die Läuferwicklung oder Rotorwicklung, erzeugen wir ein rotierendes magnetisches Feld.
Damit unsere Kontakte mit den Spulen sich nun mittdrehen können brauchen wir einen "Schleifring". Der elektrische Strom wird über Kohlebürsten an den Schleifring abgegeben und weiter über die Rotorwicklungen geleitet. Diese Konstruktion ermöglicht es uns die Rotorwicklung auch dann zu bestromen, wenn sich der Rotor dreht.
Die Frequenz des Wechselstroms ist nun von der Polpaarzahl, der Umdrehungsgeschwindigkeit abhängig.
f=N*P
Achtung! Wenn du das so ausrechnest bekommst du die Einheit 1/min. Du musst aber auf 1/s kommen, da 1Hz=1/s.
Jetzt wird auch klar in wie fern die Pol paar Zahl das Ergebnis beeinflusst. Möchtest du z.b. die gleiche Spannung wie die die an der Haushaltssteckdose anliegt erzeugen, dann brauchst du bei 2 Pol paaren also 4 Polen eine Umdrehungszahl von 1800 Umdrehungen pro Minute. eine so hohe Drehung erzeugt jedoch eine hohe Zentrifugalkraft auf den Rotor was mit der Zeit zum technischen versagen führt. deshalb haben die meisten Generatoren mehrere Polpaare. Damit kannst du eine hohe Frequenz bei gleicher Drehzahl erzeugen.
Nun verwenden wir noch einen Stator kern aus Eisen um die Übertragung des magnetischen Flusses zu verbessern.
Die Induktion kann nun entsprechend über den Erregerstrom geregelt werden. Dazu hilft eine entsprechende Regeleinheit mit der die Spannung gemessen werden kann und der Erregerstrom so reguliert wird, sodass die induzierte Spannung immer in einem definierten Grenzwert bleibt.
Eine Gleichrichtung und eine Festspannungsregelung am Ausgang sorgt dafür, dass z.b. eine konstante Gleichspannung am Ausgang zur Verfügung steht.
Die entsprechende Regelelektronik kann so dazu verwendet werden das Gerät vor Überlastungen zu schützen und die Spannung in einem definierten Grenzwert zu halten.
Es macht sinn die elektrische Energie zwischen zu speichern z.b. in Akkus etc. Denn sobald der Generator nicht angetrieben wird bricht die Spannung zusammen.
Richtige Gleichstromgeneratoren haben zusätzlich am Stator außerdem einen Lüfter montiert, der mit angetrieben wird und für eine Zirkulation der Luft im inneren sorgt, was zur Kühlung des Systems beiträgt.
Ja, die können sich "stören".
Die Magnetfeldpolaritäten, die an der Induktionswicklung des Stators vorbeisausen, müssen sich schön abwechseln.
Und sie müssen im richtigen Verhältnis zu den Induktionsspulen des Stators sein.
Es hat keinen Sinn, eine vierpolige Induktionswicklung zu haben, und mit acht Magnetpolen daran vorbeizusausen (weniger kann gehen, aber mehr ist kontraproduktiv).
Zudem müssen die Induktionswicklungen dann noch richtig verschaltet sein (Serie, Anti-Serie, parallel) ausser du nimmst jede einzeln gleichgerichtet.
Und: Die Polzahl muss gerade sein! 8 statt 9.
Also ich habe einen Stator mit 3 Wicklungen. Kann man sagen, mit wie vielen Magneten man ein optimales Ergebnis bekommt?
Ich bin nicht Autospezialist und unsicher, ob jede Lichtmaschine gleich ist.
Aber im Prinzip musst du die gleichen Magnetfeldverhältnisse hinkriegen wie bei der Originallichtmaschine.
Gemäss den Bildern hier
https://de.wikipedia.org/wiki/Lichtmaschine
hat der Rotor 6 Nord- und 6 Südpole.
Somit müsstest du nach deinem Prinzip und dem von mir ergänzten Bild 12 Magnete nehmen. Aber versuch's zuerst mal mit der Hälfte, also 6.
Also ich habe 3 Nod und 3 Südpole, dann sollte ich 6 Stück nehmen oder?
Magnetfelder überlagern sich. Was meinst du mit "stören"?
Das sie sich so überlagern dass sie nicht mehr gut zum Strom erzeugen nützen
Wie mache ich das dann am besten? Benutze ich statt 9 Magneten nur 4 mit mehr Abstand, oder soll ich eine Hälfte die plus Seite nach außen drehen und bei der anderen Hälfte die minus Seite?