Magnetismus ( Kreis ) < Elektrotechnik < Ingenieurwiss. < Vorhilfe
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| Aufgabe | Hallo ich habe im moment leider wieder mit einer Etechnik aufgabe zu kämpfen.
Ein Hubmagnet besteht aus einem rahmenförmigen Weicheisenjoch mit
Graugussmittelschenkel und einem vertikal verschiebbaren Anker mit der Masse m. Der
Graugussmittelschenkel des Jochs trägt eine Wicklung mit N Windungen. Sämtliche
Streuflüsse, Luftspalte der Führung sowie Reibung sollen vernachlässigt werden. Alle
Materialien haben die Dicke A.
(5.1) In einer Skizze des magnetischen Kreises sind die zur Berechnung der magnetischen
Spannungsabfälle maßgeblichen mittleren Weglängen sowie Verlauf und Aufteilung
des magnetischen Flusses einzuzeichnen. Die mittleren Weglängen sind allgemein zu
berechnen.
Der Anker soll aus der gezeichneten Lage gerade angezogen werden. Folgende Größen sind
gegeben: m*g = 10 N, A=10 mm
(5.2) Die erforderliche Luftspaltflussdichte BL und magnetische Feldstärke HL sind
allgemein zu bestimmen und zahlenmäßig abzuschätzen.
(5.3) Die Flussdichte BG und die Feldstärke HG im Graugussschenkel sind allgemein zu
bestimmen und zahlenmäßig abzuschätzen.
(5.4) Die Feldstärken und Flussdichten im Anker sind allgemein zu bestimmen und
zahlenmäßig abzuschätzen.
Ich habe schon gleich probleme die mittleren Weglängen zu berechnen. |
Ich habe die frage in keinem forum gestellt.
Dateianhänge:
Anhang Nr. 1 (Typ: gif) [nicht öffentlich]
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Hallo!
> Hallo ich habe im moment leider wieder mit einer Etechnik
> aufgabe zu kämpfen.
> Ein Hubmagnet besteht aus einem rahmenförmigen
> Weicheisenjoch mit
> Graugussmittelschenkel und einem vertikal verschiebbaren
> Anker mit der Masse m. Der
> Graugussmittelschenkel des Jochs trägt eine Wicklung mit
> N Windungen. Sämtliche
> Streuflüsse, Luftspalte der Führung sowie Reibung sollen
> vernachlässigt werden. Alle
> Materialien haben die Dicke A.
>
> (5.1) In einer Skizze des magnetischen Kreises sind die zur
> Berechnung der magnetischen
> Spannungsabfälle maßgeblichen mittleren Weglängen sowie
> Verlauf und Aufteilung
> des magnetischen Flusses einzuzeichnen. Die mittleren
> Weglängen sind allgemein zu
> berechnen.
> Der Anker soll aus der gezeichneten Lage gerade angezogen
> werden. Folgende Größen sind
> gegeben: m*g = 10 N, A=10 mm
> (5.2) Die erforderliche Luftspaltflussdichte BL und
> magnetische Feldstärke HL sind
> allgemein zu bestimmen und zahlenmäßig abzuschätzen.
> (5.3) Die Flussdichte BG und die Feldstärke HG im
> Graugussschenkel sind allgemein zu
> bestimmen und zahlenmäßig abzuschätzen.
> (5.4) Die Feldstärken und Flussdichten im Anker sind
> allgemein zu bestimmen und
> zahlenmäßig abzuschätzen.
>
> Ich habe schon gleich probleme die mittleren Weglängen zu
> berechnen.
Dein Ansatz?
Viele Grüße, Marcel
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Ihr müsst mir glaub ich zuerst einen kleinen tipp geben wie ich die mittlere weglänge berechnen soll.
Ich hab nämlich im moment überhaupt keine idee.
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> Ihr müsst mir glaub ich zuerst einen kleinen tipp geben
> wie ich die mittlere weglänge berechnen soll.
> Ich hab nämlich im moment überhaupt keine idee.
hallo,
mittlere weglänge bedeutet ja, dass du genau in der mitte der schenkeldicke entlangläuft.
für die oberseite, die 4A breit ist, zieht man an jeder seite A/2 ab und hat somit 3A für die schmalen seiten.
wie lang sind nun die langen seiten?
und der gesamtweg?
gruß tee
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Die langen seiten müssten demnach :
7A - 2* ( a/2 ) = 6A sein.
Aber wie erkenne ich am Bild wie der Magnetische Fluss verläuft?
Man sieht ja nicht mal im Bild wo der Strom verläuft oder hab ich was übersehen?
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Das Thema "mittlere Weglängen" haben wir doch schon einmal hier ausführlichst behandelt.
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> Die langen seiten müssten demnach :
>
> 7A - 2* ( a/2 ) = 6A sein.
genau
>
> Aber wie erkenne ich am Bild wie der Magnetische Fluss
> verläuft?
>
> Man sieht ja nicht mal im Bild wo der Strom verläuft oder
> hab ich was übersehen?
da ist eine spule im mittleren schenkel. der fluss verläuft dann von dort nach oben, verteilt sich auf den linken und rechten schenkel, läuft dann unten im anker zusammen, durch den luftspalt, durch die folie.
gruß tee
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Ich hab ein wenig selber überlegt aber ich komme irgendwie nicht drauf.
Wie kriege ich das genau mit dem luftspalt raus?
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(Antwort) fertig  | | Datum: | 10:09 Mi 01.02.2012 | | Autor: | GvC |
> Ich hab ein wenig selber überlegt aber ich komme irgendwie
> nicht drauf.
> Wie kriege ich das genau mit dem luftspalt raus?
Was ist "das genau mit dem Luftspalt"? Was meinst du damit?
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(Antwort) fertig | | Datum: | 13:27 Di 31.01.2012 | | Autor: | GvC |
Die Richtung des Stromes ist ohne Belang, da die Kraft auf den Anker unabhängig von der Richtung des magnetischen Flusses ist.
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Hier die Aufgabenstellung mit der ich probleme habe.
(5.2) Die erforderliche Luftspaltflussdichte BL und magnetische Feldstärke HL sind
allgemein zu bestimmen und zahlenmäßig abzuschätzen
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(Antwort) fertig | | Datum: | 12:08 Mi 01.02.2012 | | Autor: | GvC |
> Hier die Aufgabenstellung mit der ich probleme habe.
>
> (5.2) Die erforderliche Luftspaltflussdichte BL und
> magnetische Feldstärke HL sind
> allgemein zu bestimmen und zahlenmäßig abzuschätzen
Tipp: Gleichgewicht zwischen Gewichtskraft des Ankers und magnetischer Anziehungskraft. Für letztere gibt es eine Formel, die Du eigentlich kennen müsstest, wenn Du Dich mit solchen Aufgaben beschäftigst.
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Ja klar.
Die magnetische Flussdichte = Integral B *dA
Aber wie kriege ich jetzt genau die Luftspaltflussdichte raus?
Ich muss doch irgendwie mit dieser Formel arbeiten oder :
Rm= ( l) / u0 * ur * a
Die länge wäre doch 4a -(a)/(2) + (a)/ 2 oder ?
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(Antwort) fertig | | Datum: | 15:07 Mi 01.02.2012 | | Autor: | GvC |
Du liest offensichtlich nicht meine Beiträge. Aber das kenne ich ja schon von früheren Gelegenheiten her.
Zitat:
Tipp: Gleichgewicht zwischen Gewichtskraft des Ankers und magnetischer Anziehungskraft.
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Ja aber da sproblem ist, ich weiß nicht wie ich das genau rechnerisch machen soll .
Gib mir bitte einen kleinen ansatz dann versuche ich bisschen weiter.
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(Antwort) fertig | | Datum: | 21:03 Mi 01.02.2012 | | Autor: | isi1 |
[b]Zitat Elektro21: [(b]Ja aber das Problem ist, ich weiß nicht wie ich das genau rechnerisch machen soll Um vorwärts zu kommen, schreiben wir mal auf, was wir schon wissen:
Erregung H*L = I*N
Eisenweglänge L: ....ich beziehe die mal auf µr=1
Grauguss: 4A/µg .... µ des Graugusses .... weißt Du das?
Anker: (1,75 A - delta)/100
Luftspalt: delta
Außenkreis .... Länge 0, da µ = ∞
Also L = δ + (1,75A-δ)/100 + 4A/µg
Damit ist H = I*N/L
Und B = µ0 * H
Da war noch nach BL gefragt: Da A 1cm ---> Fläche A²= 1cm²
F = 10N = BL²/(2µ0)*A² ---> BL = 0,5T
Wenn man die Formeln von oben zusammenwurschtelt, erhält man z.B.
das δ, bei dem der Anker gerade schwebt.
Noch das Bild mit dem Feldlinienverlauf:
Hellgrün L/µ=0
Anker dunkelblau: der Bogen wird mit 0,75*A gerechnet
Dateianhänge:
Anhang Nr. 1 (Typ: jpg) [nicht öffentlich]
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Tut mir leid aber ich muss euch noch mal paar fragen zu der rechnung jetzt fragen.
Wie bist du hierauf gekommen:
Anker: (1,75 A - delta)/100
VOR allem auf das 1,75 und warum hast du das durch 100 geteilt?
Also L = δ + (1,75A-δ)/100 + 4A/µg
dAS VERSTEHE ICH AUCH NICH SO RICHTIG.
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(Antwort) fertig | | Datum: | 16:52 Do 02.02.2012 | | Autor: | isi1 |
Zitat Elektro21: Wie bist du hierauf gekommen: Anker: (1,75 A - delta)/100
VOR allem auf das 1,75 und warum hast du das durch 100 geteilt?
Hatte ich oben erwähnt, Elektro21: die Länge habe ich reduziert auf µr = 1.
Da aber der Anker laut Zeichnung ein µr=100 hat, dividiere ich die Länge durch 100.
Die 1,75 kommen aus der Zeichnung (Bogen 0,75*A)
Hast Du nun herausgefunden, wie das µr des Graugusses sein soll?
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(Mitteilung) Reaktion unnötig  | | Datum: | 10:41 Do 02.02.2012 | | Autor: | GvC |
@isi1
Das hätte man einfacher haben können, wenn man über die bekannte Energiedichte des Magnetfeldes die magnetische Anziehungskraft bestimmt und mit der Gewichtskraft des Ankers gleichgesetzt hätte, wie in meinen beiden vorherigen Beiträgen bereits gesagt.
[mm]m*g=\frac{1}{2}\cdot\frac{B^2}{\mu_0}*A_f[/mm]
Dabei ist das hier verwendete [mm] A_f [/mm] die Querschnittsfläche, auf die die Kraft wirkt. Denn unglücklicherweise ist in der Aufgabe mit A eine Länge bezeichnet. Es gilt also hier [mm] A_f=A^2.
[/mm]
Ach, ich sehe gerade, Du hast das Kräftegleichgewicht ja aufgestellt. Sorry, ich habe da nicht ganz durchgeblickt.
Eines ist aber sicher: Das Gleichgewicht zwischen Gewichtskraft und magnetischer Anziehungskraft ist unabhängig von der Größe des Luftspalts, sofern die aus der Gleichgewichtsbedingung erechnete magnetische Flussdichte existiert. Die Luftspaltweite bestimmt lediglich den zur Aufrechterhaltung der Flussdichte notwendigen Strom. Nach dem war aber gar nicht gefragt.
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Hallo Gvc die Formel m* g habe ich verstanden. Aber wie bist du genau auf diese andere Formel gekommen?
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(Mitteilung) Reaktion unnötig | | Datum: | 11:40 Fr 03.02.2012 | | Autor: | GvC |
> Hallo Gvc die Formel m* g habe ich verstanden. Aber wie
> bist du genau auf diese andere Formel gekommen?
Welche andere?
Ich habe nur eine Formel genannt. Bei der steht auf der linken Seite des Gleichheitszeichens die Gewichtskraft des Ankers, auf der rechten Seite die Kraft auf die Grenzfläche zwischen Anker und Luft. Die bestimmt sich, wie bereits gesagt, aus der Energiedichte des magnetischen Feldes in Luft.
Da du Dich mit solchen Aufgaben auf eine Prüfungsklausur vorbereitest, sollten Dir diese Zusammenhänge bekannt sein. Denn sie sind mit Sicherheit im Unterricht/in der Vorlesung behandelt worden.
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Hallo!
> Hallo Gvc die Formel m* g habe ich verstanden. Aber wie
> bist du genau auf diese andere Formel gekommen?
Schau mal ![[]](/images/popup.gif) hier.
Viele Grüße, Marcel
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Ok swoeit klar.
Jetzt muss ich doch das Bl ausrechnen .
Muss ich dannn die Formel nach B auflösen:
dAS WÄRE SO:
wurzel aus (2 *m*g * uo) / A = B
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(Mitteilung) Reaktion unnötig | | Datum: | 16:49 Fr 03.02.2012 | | Autor: | GvC |
Worin besteht Deine Frage?
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Hallo!
> Ok swoeit klar.
> Jetzt muss ich doch das Bl ausrechnen .
> Muss ich dannn die Formel nach B auflösen:
>
> dAS WÄRE SO:
>
> wurzel aus (2 *m*g * uo) / A = B
Wenn du das so
[mm] B_{Luftspalt}=\wurzel{\bruch{2*\mu_{0}*F_{Anker}}{A_{Luftspalt}}}
[/mm]
meinst, ist das korrekt. Versuche doch einfach mal den Formeleditor zu verwenden; so schwer ist das doch nicht.
Viele Grüße, Marcel
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Alles klar.
Dann wäre H = B/u0*ur
Aber wie gehe ich jetzt bei der nächsten Aufgabe .
Man ist die aufgabe schwer.
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Hallo!
> Alles klar.
> Dann wäre H = B/u0*ur
Das ist natürlich falsch, denn im Allgemeinen ist
[mm] \underbrace{\bruch{B}{\mu_{0}}{\mu_{r}}}_{1}\not=\underbrace{\bruch{B}{\mu_{0}\mu_{r}}}_{2}.
[/mm]
Aus einem Einheitenvergleich
[mm] \bruch{\bruch{Vs}{1}}{\bruch{Vs*m^{2}}{A*m}}=\bruch{Vs*Am}{Vs*m^{2}}=\bruch{A}{m}
[/mm]
folgt sofort, dass nur Ausdruck 2 richtig sein kann.
> Aber wie gehe ich jetzt bei der nächsten Aufgabe .
Nun ja, ohne weitere Angaben dürfte sie nicht zu lösen sein. Hast du wirklich die gesamte Aufgabenstellung gepostet? Typisch für solche Aufgaben wäre beispielsweise noch die Angabe einer Magnetisierungskennlinie.
> Man ist die aufgabe schwer.
Sie beschränkt sich im Prinzip auf das Durchflutungsgesetz
[mm] \Theta=\oint{\vec{H}*d\vec{s}}
[/mm]
Viele Grüße, Marcel
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(Mitteilung) Reaktion unnötig | | Datum: | 11:38 Sa 04.02.2012 | | Autor: | GvC |
In der Aufgabenstellung wird eine Abschätzung der Feldstärken verlangt. Offenbar wird bei Elektro21 vorausgesetzt, dass er aus der Vorlesung und/oder aus vorangegangenen Aufgaben weiß, dass die relative Permeabilität von Grauguss vergleichsweise niedrig (etwa 300 bis 400) und in weiten Bereichen konstant ist. Da die Flussdichten in den Schenkeln bekannt sind, lässt sich eine Abschätzung der Feldstärken leicht vornehmen.
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| Status: |
(Mitteilung) Reaktion unnötig | | Datum: | 14:03 Sa 04.02.2012 | | Autor: | Marcel08 |
> In der Aufgabenstellung wird eine Abschätzung der
> Feldstärken verlangt. Offenbar wird bei Elektro21
> vorausgesetzt, dass er aus der Vorlesung und/oder aus
> vorangegangenen Aufgaben weiß, dass die relative
> Permeabilität von Grauguss vergleichsweise niedrig (etwa
> 300 bis 400) und in weiten Bereichen konstant ist.
Wenn das so sein sollte, wäre es hilfreich, wenn er den Helfern dieses Forums diese Information nicht vorenthalten würde.
> Da die
> Flussdichten in den Schenkeln bekannt sind, lässt sich
> eine Abschätzung der Feldstärken leicht vornehmen.
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Hallo leute leider hatte ich es vergessen euch zu posten.
Hoffentlich könnt ihr das bild gut erkennen.
Dateianhänge:
Anhang Nr. 1 (Typ: JPG) [nicht öffentlich]
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(Mitteilung) Reaktion unnötig | | Datum: | 16:39 Sa 04.02.2012 | | Autor: | Marcel08 |
> Hallo leute leider hatte ich es vergessen euch zu posten.
> Hoffentlich könnt ihr das bild gut erkennen.
Ja gut, okay. Was wäre jetzt dein Problem? Poste mal deine Lösungsidee.
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(Antwort) fertig | | Datum: | 14:54 So 05.02.2012 | | Autor: | GvC |
Es ist ja nicht das erste Mal, dass Du der hilfswilligen Foren-Community wesentliche Informationen vorenthältst. Na ja, sei's drum ...
Wie in einem meiner vorigen Beiträge bereits gesagt, kennst Du ja die Flussdichten in allen Schenkeln. Damit kannst Du auch die zugehörigen Feldstärken bei vorgegebener Permittivität berechnen [mm] (H=\frac{B}{\mu_0\cdot\mu_r}) [/mm] bzw. bei vorgegebener Magnetisierungskennlinie aus der Kennlinie ablesen.
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Tut mir leid aber das Problem ist , ich weiß wie ich das machen soll.
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(Antwort) fertig | | Datum: | 08:14 Mo 06.02.2012 | | Autor: | GvC |
> Tut mir leid aber das Problem ist , ich weiß wie ich das
> machen soll.
>
Was ist dann das Problem, wenn Du weißt, wie Du das machen sollst?
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Wie lautet den der wert. Ich hab ein wenig probleme den wert abzulesen , weiß nicht genau welcher der ist.
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> Wie lautet den der wert. Ich hab ein wenig probleme den
> wert abzulesen , weiß nicht genau welcher der ist.
Als Student im Bereich der Naturwissenschaften kannst du doch sicherlich einen Wert aus einem Diagramm ablesen.
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