Kräfte zwischen Magnetscheiben bei Scheibengeneratoren

 
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Kräfte zwischen Magnetscheiben bei Scheibengeneratoren

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Gepostet: 12.11.2020 - 12:53 Uhr  ·  #1
Vorweg gesagt, die Kräfte sind bärig, aber sie lassen sich leicht berechnen.

Das Stichwort ist "Kraft auf Trennflächen".
Dazu eine für einen Luftspalt zugeschnittene Größengleichung aus Lunze, "Einführung in die Elektrotechnik", S.291 (1973!)

F = 4*B²*A*n [ F in kp (damals üblich, entpricht Zahlenwert etwa in kG; B in T (Tesla); A in cm², n ist Anzahl der Magnetpole ]

B ist die Flussdichte im Luftspalt, A die Fläche eines Magneten.

Beispiel für einen Magneten (mit Gegenmagnet) 5x20x40 N48 mit Luftspalt 10 mm:
B im Luftspalt dann 0,69 T, n =1

F= 4*(0,69)²*8 =15,7 kp oder 157 N........Das ist schon erheblich.
Noch mehr wird es für die voll bestückten Magnetscheiben:
15,7 kp * 24 = 377 kp. 7,5 Zentner, ein Klavier wiegt 6 oder weniger!

Nun wäre für die Montage interessant, wie lang die Zustetellbolzen sein müssen, damit man die letzte bestückte Magnetscheibe ohne Probleme aufsetzen kann, bevor sie runtergeschraubt wird.
Dazu kann man sich das Tool für Scheibengeneratoren her nehmen, am Beispiel des Anhangs.

Aber zuvor die Umstellung der Gleichung nach B: B = Wurzel aus (F/ (4*A*n))
Meint man, dass man problemlos mit den Händen Zugkräfte von 5 kp (50N) händeln kann,
ergibt sich ein B von 0,08 T (Bei 2 kp 0,05 T; bei 15 kp 0,14 T)

Mit diesen Werten geht man nun inns Excel-Tool und lässt Excel rückwärts rechnen. Stichwort "Zielwertsuche", bei mir unter <Daten>, <Was wäre wenn Analyse>, bei anderen Excel-Versionen woanders verbaut. In Hilfe suchen!
Also rein inns Tool, Feld F32 angeklickt und dann in <Zielwertsuche> unter der Zielzelle den neuen Wert eigetragen, z.B. 0,08 [Tesla]. Dann "veränderbare Zelle" anwählen. Das ist der Luftspalt, Feld D32. Und nun kommt was selbst für mich verblüffendes: Neuer Luftspalt 18,8 mm, bei den anderen B-Werten 19,3 bzw. 18.

Es ist bekannt, dass die Magnetkräfte mit zunehmendem Abstand schnell nach lassen. So sehr, verblüfft mich zunächst auch.
Kann aber sein, dass die unterlegte Formel Gültigkeitsgrenzen hat. Kann aber auch stimmen. Von mir ist sie nicht.
Andererseits, wieviel hatte ich denn Reserven bei meinem Eigenbau? Höhe letztes Lagergehäuse + Einschraubtiefe Verlängerungsmuttern M8, vielleicht 25 mm.

Nun war das ein eher kleiner Generator. Dennoch, so wild scheint das mit dem Abstand auch wieder nicht zu sein. Zumindest scheinen 4 Gewindestangen mit 1m, wie man das schon gesehen hat, überzogen. Zumal Absägen hinterher auch seine Tücken hat. Späne sind magnetisch, es sei denn Niro.

Anmerkung noch:
Der Anhang ist auf seine Praxistauglichkeit nicht überprüft worden, weder Magnetanzahl noch Spulenmaße.
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Re: Kräfte zwischen Magnetscheiben bei Scheibengeneratoren

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Gepostet: 12.11.2020 - 22:44 Uhr  ·  #2
Also ich denke auch. Selbst beibmeinen ganz gtoßen Generatoten hsben 20..25 cm dicke ausgereicht. Die Anziehungskraft der Magnete nimmt quadratisch zum Abstand ab...
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