Frage von suavislilium, 30

Wie berechne ich die Windungsanzahl?

Ich habe folgendes Problem:

Ich möchte eine Zylinderspule bauen lassen, die minimal 4,75 und maximal 5,25 Volt erzeugt. Dafür besitze ich einen Magneten, dessen magnetische Flussdichte 0,5 T beträgt, (Form wie ein Zylinder) der 5 cm lang ist und einen Durchmesser von 2 cm besitzt. Dementsprechend nahm ich eine einfache Röhre, die die gewickelte Spule zu einem Durchmesser von 2,1 cm bringt. Also die Querschnittsfläche ist ungefähr bei 3,46 Quadratzentimetern.

Jetzt wollte ich die Windungszahl N berechnen. Der Kupferlackdraht ist 0,5 mm breit und ihre Länge ist beliebig, je nachdem die Windungszahl sein soll. Dafür fehlt mir aber die Formel, obwohl ich schon einige Tage recherchiert habe.

Meine Ideen: Mein Lehrer erklärte mir, dass die Formel:

U=-N*phipunkt

Die richtige Formel dazu sei, aber PhiPunkt ist ja die Ableitung einer weiteren Formel, bei der ich nicht verstehe, was dies damit zu tun hat. Ich bringe den Magneten in Bewegung und bemerke da, dass, je nachdem wie kräftig ich schüttle, die Spannung auf dem Multimeter sich verändert. Müsste dieser Faktor der Bewegung also nicht auch rein? Ich hätte dann gedacht, dass:

U=-N(BA/t)

Die richtige Formel sei, weil die Querschnittsfläche durch die Zeit geteilt wird. Je kürzer die Zeit, desto größer die Spannung, da der Quotient bei t nahe 0 gegen +unendlich läuft. So wie ich das auch verstanden habe ist t die Zeit in der der Magnet die Spule durchläuft. Aber es ist nicht so, so sagt mein Lehrer.

Ich hoffe ihr könnt mir helfen und bin dankbar für jeden Rat. Wenn es auch geht, wüsste jemand dann eine Website, bei der ich diesen Sachverhalt erforschen kann? Sehr erfreut wäre ich auch, wenn man mir es hier erklärt, aber ich glaube, das wird dann doch sehr viel.

Antwort
von treppensteiger, 11

Die Spannung ist definitiv von der Geschwindigkeit/Durchlaufzeit abhängig, schönes Beispiel ist das elektrisch gezündete Feuerzeug, wo ja auch bloß ein starker Magnet sehr schnell durch eine Spule geschossen wird und dabei Spannungen größer 300V enstehen.

Eine feste Spannung kannst du erst errechnen, wenn du von einem gleichmäßig rotierenden Magnet(feld) ausgehst und die Drehzahl festlegst.

Für eine ernsthafte Erklärung zur Berechnung empfehle ich dir, mal hier zu fragen: http://forum.electronicwerkstatt.de/phpBB/

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