Co znaczy to B^2 ??? Czy ten symbol to jest z matematycznego działu logiki co oznaczało by literkę "i" .???
Albo jest to znak "do potęgi" w naszym wypadku drugiej ???
Można przyjąć dla uproszczenia, że siła=objętość*v*B^2/(2*ro), objętość to grubość przewodnika
* powierzchnia bieguna magnesu, jeśli grubość jest mniejsza od rozmiarów bieguna magnesu.
"Objętość to grubość przewodnika" czyli przewodnika prądów wirowych (tarcza) czy grubość przewodu nawiniętego na elektromagnes (np. 0,4mm miedziany drut nawijowy)???
Quote:
B jest w T=V*s/m^2.
Co to znaczy s/m^2 bo nie mam pojęcia.
Był bym wdzięczny jak Ty byś mi to obliczył bo ja to źle zrobię. Tarcza będzie 2cm grubości a elektromagnes będzie taki jak na schemacie co dałem rysunek na dole strony 1 w tym temacie. Muszę więc wiedzieć ile zwoi i jakiego drutu miedzianego (grubość) i jaki prąd.
Trzeba przemyśleć sprawę grubości tarczy - dla danego prądu w elektromagnesie jakaś grubość będzie najsilniej hamowana.
Dla tarczy bez rdzeni z żelaza prąd powinien być około 2kA na 1mm odległości między biegunami magnesu. Gdyby długość
cewki miała być taka, jak odległość biegunów elektromagnesu, to z tego wychodzi średnica cewki parę metrów.
Chyba trzeba albo użyć magnesów neodymowych, albo tarczy z rdzeniami, bo inaczej całość będzie "trochę" za duża.
Zrobiłem próbę i sfilmowałem (w niskiej rozdzielczości, i tak to 7MB). Zdjęcie poniżej przedstawia stan końcowy.
Magnesy neodymowe 2 o wymiarach 10x10x4, chyba z N50, odległość pozioma między magnesami około 10mm,
przyczepione do blachy z miękkiej stali o grubości 1mm i szerokości 42mm, ustawione przeciwnie. Hamowany jest
ruch wahadła, którym jest blacha aluminiowa o grubości 2mm, szerokości 20cm, długości około 48cm, zagięta tak, że
pionowa część ma długość 20cm, pozioma 27cm (prawie 1cm na zgięcie). Efekt hamowania jest wyraźnie widoczny,
najpierw magnesy są ustawione tak, by było hamowanie, potem je przesuwam w dół, żeby pokazać, jak blacha się
waha bez hamowania, na koniec jeszcze raz z hamowaniem, parę prób ustawiania, bo zaczepiało o magnesy.
Tak jak przeliczyłem, moment bezwładności pionowej częsci stanowi prawie 80% całego momentu bezwładności,
moment bezwładności pręta o masie takiej, jak masa pionowej części, stanowiłby 5/8 momentu tego wahadła;
moment bezwładności koła jest 3/2 momentu bezwładności pręta o tej samej masie, więc byłby prawie taki, jak
moment bezwładności tego wahadła... ale przy tej samej grubości koło miałoby 2 razy mniejszą masę, czyli
hamowanie koła powinno być z tego powodu prawie 2 razy silniejsze, niż wahadła na filmie; a jeszcze 2-krotne
zwiększenie zostałoby spowodowane tym, że koło się kręci cały czas, a wahadło się zatrzymuje zawracając
razem, wyhamowanie koła może być prawie 4 razy szybsze, niż widać na tym filmie, przyjmując że stosunek
rozmiarów magnesów do promienia koła będzie 1/20 - można użyć 5-6 razy większych, co powinno zwiększyć
hamowanie jeszcze ze 20 razy. Pewnie wypada jeszcze policzyć, jakie wymiary są optymalne... pytanie, na jakie
magnesy możesz sobie pozwolić, jak będą z obu stron po 3cm grube i o średnicy 5-6cm, to może być tarcza 4cm.
Wielkie dzięki za film!!! Chyba zrobię tak że kupię np. z 3 magnesy neodmowe i psrawdzę ich siłę jeśli będzie dobrze to zostaną jeśli nie to odeśle bo mogę do 10dni. Zamówie inne i jakoś to zrobię. Myślałem żeby dać np. takie 4 sztuki wokoło tarczy 45x15mm http://allegro.pl/item787627444_magnes_neodymowy_magnesy_neodymowe_45x15_gratisy.html
Hm... to jest nie wiadomo co, sprzedający nie podaje, z jakiego materiału są te magnesy, a "neodymy" są różne, chyba najlepsze,
jakie są u nas w sprzedaży, to N50, a ktoś może sprzedawać jakieś chińskie N20, które będą parę razy słabsze. Poszukaj raczej
sklepów internetowych sprzedających magnesy, będzie duży wybór i będzie wiadomo, na ile silne magnesy ci sprzedadzą.
Jeżeli masz możliwość pożyczenia jakichkolwiek magnesów o znanych parametrach, to możesz spróbować z takimi, wyniki
można łatwo przeliczyć: siła hamowania jest wprost proporcjonalny (a czas odwrotnie) do kwadratu pola magnetycznego.
Jak masz jakieś małe, to możesz do nich przyczepić kawałki blachy, żeby udawały większe (i słabsze), i dawały bardziej
równomierne pole, bo dla nierównomiernego hamowanie jest silniejsze, i trudno potem przeliczyć wyniki na duże magnesy.
Magnesy zwykle lepiej jest umieszczać tak, żeby pole było jak najsilniejsze - jak umieścisz dwa magnesy naprzeciw siebie
i pole będzie 2 razy silniejsze, to siła hamowania będzie 4 razy większa - to oczywiście przy cienkich magnesach, grube
już "w pojedynkę" dają pole bliskie maksymalnemu, i dołożenie kolejnego magnesu niewiele je zwiększa.
Aha, ten film u ciebie widać? na moim komputerze niestety się nie odtwarza, musiałbym zainstalować nowszy program.
Pewnie że widać. Linka dałem takiego byle jakiego tylko chodziło tylko o podanie wymiarów. Będę kombinował.
Tarczę na pewno jutro przetnę na pół i będę miał dwie po 2cm chyba że zmniejszyć jeszcze bardziej ale może tylko tyle żeby się mi wiotka nie zrobiła przy 500 stopni C.:D
Przeliczyłem optymalizację proporcji wymiarów - przyjmując, że pole magnetyczne w tarczy jest stałe w funkcji jej grubości
(w rzeczywistości w środku jest słabsze, niż przy powierzchni). Oczywiście, im mniejsza szczelina między magnesem, a tarczą,
tym silniejsze hamowanie - wypada zrobić na tyle małą, na ile można bez ryzyka, że tarcza się przesunie i będzie ocierać.
Jeśli mamy ustaloną grubość tarczy, i dobieramy grubość magnesów, to im grubsze, tym silniej hamują, przy wzroście ich
grubości siła hamowania dąży do stałej - ale to jest mało ciekawe, bo ogranicza nas i koszt magnesów, i miejsce na nie.
Jeśli mamy ustaloną sumę grubości magnesów M, i sumę szczelin S, a dobieramy grubość tarczy T, to T=M+S.
Jeśli mamy ustaloną sumę grubości (ograniczenie miejsca), to optymalny jest układ M=2*T.
Jeśli mamy ustaloną łączną wagę magnesów, i możemy mieć albo mniej grubszych, albo więcej cieńszych, to M=T+S.
Jeszcze rysunek, jak to ma wyglądać - istotna jest ta obejma z żelaza, żeby pole magnetyczne się zamykało.
Jak najbardziej może być stal, tylko różne stale mają różne właściwości magnetyczne - niektóre są dość "twarde magnetycznie",
ciężko je namagnesować, czy rozmagnesować - może trzeba będzie tym magnesom neodymowym pomóc ją namagnesować.
To, czy tak albo inaczej jest dobrze, czy nie, zależy od tego, czym są ograniczone twoje możliwości.
Chcialbym tylko kolege ostrzec przed tymi neodymami, otoz N50 przy wymiarach 45 X 15 mm moga utrzymac ok 50kg wiec radzilbym uwazac z nimi bo moga paluszki poobcinac i kto pozniej bedzie cwiczyl na tym rowerku.
Nieco mniej - z obliczeń mi wychodzi około 125kG. Ale i to wystarczy, żeby zmiażdżyć paluszki, i ostrzeżenie jest jak najbardziej słuszne.
(siła w N = powierzchnia w m2 * B^2 w T * 10^7 / (8*Pi), albo siła w kG = powierzchnia w cm2 * B^2 w T * 100 / (8*Pi); B=1.42T dla N50)
Można pomyśleć o składaniu magnesów z mniejszych elementów - może nie będzie znacząco drożej, a montaż dużo bezpieczniejszy;
ja do tego filmiku użyłem magnesików o powierzchni 1cm2 - ciężko go utrzymać w ręku, ale jakoś się daje; większego raczej się nie da.
W każdym razie, przygniecenie palca przez taki magnes to mniej więcej tak, jakby go podłożyć pod nogę krzesła, na którym ktoś usiądzie, i to ktoś niezbyt lekki.
Wyliczona przeze mnie siła 125kG to siła, z jaką magnes przyciąga duże kawałki żelaza, jak jest dobry styk magnesu z tym żelazem z obu stron tego magnesu.
Jeśli między magnesem, a żelazem znajdzie się palec, to przy grubości magnesu 15mm siła będzie kilka razy mniejsza, ale wystarczy do zmiażdżenia palca,
przynajmniej jeśli magnes wyśliźnie się z ręki i uderzy w palec - to będzie tak, jak upuszczenie młota kowalskiego na palec leżący na kowadle.
Słyszałem od znajomych o dwóch przypadkach pokaleczenia palców przez mniejsze magnesy - na szczęście bez uszkodzenia kości, te magnesy nie były aż
tak silne - choć używały ich osoby, który się na tym znały, przynajmniej o tyle, że wiedziały, jak obliczyć pole magnesu, z jaką siłą będzie przyciągał.
Z drugiej strony, ludzie sobie radzą z większymi problemami, na Wyspie Wielkanocnej ustawiali posągi kamienne ważące po kilkadziesiąt ton nie mając
materiałów, z których by mogli zbudować jakiś dźwig - mieli tylko kamienie, i tak je podkładali pod posąg, żeby ustawił się w potrzebnym położeniu.
Z magnesami można podobnie - zmontować jakiś układ mechaniczny, który pokieruje magnesem tak, by wjechał na właściwe miejsce, zatrzymał się tuż
przed nim (nie wolno dopuścić do uderzenia magnesu neodymowego - jest kruchy, a pokruszony może się zapalić), i powoli przesunie się na to miejsce.
Witam wiem, że wykopaliska ale nie mogę założyć własnego tematu :),
Mam do zrealizowania pewien układ i w związku z tym chciałbym zadać pytanie:
Czy jest szansa, żeby elektromagnes jak na rysunku poniżej (załóżmy że to przekrój również kształtu rdzenia a nie tylko uzwojenia) był w stanie zatrzymać lub chociaż wyraźnie spowolnić stalowy krążek? Krążek znajdował by się bardzo blisko rdzenia (poniżej milimetra) i obracał by się wokół własnej osi.
Jeśli się nie mylę na w krążku podczas działanie magnesu pojawiły by się bieguny, ale czy ich położenie nie zmieniało by się wraz z obrotem krążka?
Jeśli pole elektromagnesu będzie miało symetrię obrotową (nie będzie zależne od kąta obrotu), to hamowania nie będzie.
Możesz uzyskać hamowanie, jeśli nabiegunnik elektromagnesu będzie miał asymetrię (np. sektory bardziej wypukłe, niż
cała reszta - najlepiej, żeby szerokość tych sektorów była kilka razy większa od odległości środka krążka w pionie).
Nie wiem, czy dobrze zrozumiałem. Czy to miało by być coś takiego jak na rysunkach poniżej? Wymiary na razie przypadkowe. Czy otwór na środku rdzenia coś zmienia?
Mam też pytanie o obliczenie siły z jaką taki elektromagnes byłby w stanie hamować ten krążek? Czy takie obliczenia bardzo się różnią od obliczeń w przypadku przyciągania krążka wzdłuż osi rdzenia?
Dokładnie coś takiego powinno porządnie hamować ten krążek. Hamowanie jest wprost proporcjonalne
do przewodnictwa krążka i do kwadratu indukcji magnetycznej - ze względu na przewodnictwo dobrym
materiałem na krążek jest aluminium (największe przewodnictwo na jednostkę masy), ale w żelaznym
będzie większa indukcja magnetyczna - najlepszy byłby składany z żelaza i aluminium, coś takiego,
jak wirnik klatkowy w silniku elektrycznym indukcyjnym (aluminiowa klatka wypełniona żelazem).
Poprawka: aluminium jest hamowane przez prądy wirowe; stal dodatkowo przez histerezę, jak użyjesz
stali o dużej histerezie, to hamowanie stali przez histerezę może większe, niż hamowanie aluminium.
Ale dokładnie porównać trudno, i to zależy od prędkości obrotowej: prądy wirowe dają moment hamujący
proporcjonalny do prędkości, a histereza będzie hamować nawet przy małej prędkości. Ale hamowanie
przez histerezę nie jest proporcjonalne do kwadratu pola, i zależność hamowania od pola nie jest
skomplikowana - w silnym polu chyba proporcjonalnie do pola magnetycznego, więc bardzo silne
pole będzie lepiej hamować przez prądy wirowe; w słabym polu hamowanie przez histerezę jest
bardzo słabe (jest jakieś minimalne pole, od którego zaczyna się silne hamowanie przez histerezę).
#31
