Zmiana wymiarów a parametry cewki.

Witam , nawinąłem cewkę drutem 0,5 mm około 30 m drutu. Wysokość rdzenia 32 mm , grubość 8 mm. W układzie elektromagnesu jak w starym dzwonku do drzwi z kondensatorem 22 Uf. Otrzymałem częstotliwość drgań 150 Hz przy 6 V , 2 A .
Czy można spłaszczyć cewkę dwukrotnie do wysokości 16 mm i grubości rdzenia 24 mm i uzyskać podobne efekty ?
Jak wpływa taka zmiana kształtu na cewkę ?

398216 Usunięty napisał:

Tu znajdziesz odpowiedzi:
http://www.elektronikjk.com/elektroakustyka/cewki_powietrzne/1.html

A jak mam obliczyć indukcyjność ?

Mario876 napisał:

A jak mam obliczyć indukcyjność ?

Jeśli masz cewkę z rdzeniem jak piszesz, to z podanych wzorów nie da się policzyć.
Musisz dokładnie wiedzieć jaki masz rdzeń, jakie ma parametry.

Freddy napisał:

Mario876 napisał:

A jak mam obliczyć indukcyjność ?

Jeśli masz cewkę z rdzeniem jak piszesz, to z podanych wzorów nie da się policzyć.
Musisz dokładnie wiedzieć jaki masz rdzeń, jakie ma parametry.

Rdzeń jest z stali niskowęglowej , jakie parametry masz na myśli ?
AISI 1018 Mild/Low Carbon Steel - mniej więcej taka stal

Dlaczego chcesz zmienić wymiary cewki?

Freddy napisał:

Dlaczego chcesz zmienić wymiary cewki?

Bo taki rozmiar jest lepszy do projektu. Chodzi zmniejszenie wysokości bo pozostaje niewykorzystane miejsce w szerokości.

Witam !
Zmień proporcjonanie wszystkie wymiary, nawiń cewkę.

Poeksperymentuj trochę, dużo to nie kosztuje.

Mario876 napisał:

Bo taki rozmiar jest lepszy do projektu.

OK, poczytaj TUTAJ i trochę TUTAJ.

Freddy napisał:

Mario876 napisał:

Bo taki rozmiar jest lepszy do projektu.

OK, poczytaj TUTAJ i trochę TUTAJ.

Na stronie matematyka.pl to zadanie do prądu przemiennego a moja cewka jest na stały.

Mario876 napisał:

moja cewka jest na stały.

???

398216 Usunięty napisał:

Mario876 napisał:

moja cewka jest na stały.

???

Cewkę zasilam prądem stałym 2 A, w zadaniu podana jest częstotliwość prądu przemiennego "f".

Mario876 napisał:

Cewkę zasilam prądem stałym 2 A, w zadaniu podana jest częstotliwość prądu przemiennego "f".

Czyli w końcu masz na niej prąd stały, ale zmienny ?

398216 Usunięty napisał:

Mario876 napisał:

Cewkę zasilam prądem stałym 2 A, w zadaniu podana jest częstotliwość prądu przemiennego "f".

Czyli w końcu masz na niej prąd stały, ale zmienny ?

Prąd jest stały 2 A 6 V. 150 Hz to częstotliwość drgania.(150 uderzeń na sekundę.)

Mario876 napisał:

Witam , nawinąłem cewkę drutem 0,5 mm około 30 m drutu.

Czyli ma opór około 2,7 oma.

Mario876 napisał:

Wysokość rdzenia 32 mm , grubość 8 mm.

Przy starannym, ciasnym nawinięciu powinno z tego wyjść około 700 zwojów.

Mario876 napisał:

A jak mam obliczyć indukcyjność ?

To może zależeć od materiału rdzenia i zwory (jak są kiepskie, to indukcyjność będzie mniejsza), dla dobrych materiałów: powierzchnia przekroju rdzenia (jednego bieguna), podzielona przez sumę szczelin biegun-zwora, pomnożona przez kwadrat ilości zwojów i przez współczynnik 1,25 nH/mm.

Powiedzmy, że rdzeń ma średnicę 8mm, powierzchnię 50mm2, a szczeliny są po 1mm, wtedy (50 mm2 / 2 mm) * 700^2 * 1,25 nH/mm = 15,3 mH.

Mario876 napisał:

Prąd jest stały 2 A 6 V. 150 Hz to częstotliwość drgania.(150 uderzeń na sekundę.)

Prąd jest przerywany, a te 2A to pewnie prąd średni.

_jta_ napisał:

Mario876 napisał:

Witam , nawinąłem cewkę drutem 0,5 mm około 30 m drutu.

Czyli ma opór około 2,7 oma.

Mario876 napisał:

Wysokość rdzenia 32 mm , grubość 8 mm.

Przy starannym, ciasnym nawinięciu powinno z tego wyjść około 700 zwojów.

Mario876 napisał:

A jak mam obliczyć indukcyjność ?

To może zależeć od materiału rdzenia i zwory (jak są kiepskie, to indukcyjność będzie mniejsza), dla dobrych materiałów: powierzchnia przekroju rdzenia (jednego bieguna), podzielona przez sumę szczelin biegun-zwora, pomnożona przez kwadrat ilości zwojów i przez współczynnik 1,25 nH/mm.

Powiedzmy, że rdzeń ma średnicę 8mm, powierzchnię 50mm2, a szczeliny są po 1mm, wtedy (50 mm2 / 2 mm) * 700^2 * 1,25 nH/mm = 15,3 mH.

Mario876 napisał:

Prąd jest stały 2 A 6 V. 150 Hz to częstotliwość drgania.(150 uderzeń na sekundę.)

Prąd jest przerywany, a te 2A to pewnie prąd średni.

Rdzenie są z stali niskowęglowej 1018 zwory ze zwykłej konstrukcyjnej . Szczelina 2,3 mm , pobór prądu przy 6 V - 0,30 A , 8 V - 0,45 A.
Więc indukcyjność wynosi 13,31 mH.
Po wpisaniu w kalkulator 13 wychodzi rezystancja 6.13 Ohm i zewnętrzna średnica cewki 30,72 a w rzeczywistości jest 19 mm , wyskakuje błąd po wpisaniu liczba,3 zawsze wychodzi ta sama rezystancja.
http://www.elektronikjk.com/elektroakustyka/cewki_powietrzne/1.html
Chociaż zauważyłem ze w kalkulatorze wraz ze spłaszczeniem do 16 i 24 mm spada rezystancja.

Mario876 napisał:

Szczelina 2,3 mm , pobór prądu przy 6 V - 0,30 A , 8 V - 0,45 A.

Czy te 2,3 mm to suma obu szczelin, czy tyle ma jedna? Jaki jest przekrój rdzenia? Ile zwojów?

Lepiej mieć rdzeń (zwłaszcza) i zworę wykonane z blach odizolowanych od siebie - żeby zmniejszyć prądy wirowe.

Znając ilość zwojów, przekrój rdzenia, prąd, napięcie i opór można wyliczyć szybkość narastania indukcji magnetycznej: dB/dt = (U-I*R)/N/S.

Do obliczeń trzeba założyć jakąś liczbę zwojów, np. 650 i tak porównywać wyniki.

Mario876 napisał:

Po wpisaniu w kalkulator 13 wychodzi rezystancja 6.13 Ohm i zewnętrzna średnica cewki 30,72 a w rzeczywistości jest 19 mm , wyskakuje błąd po wpisaniu liczba,3 zawsze wychodzi ta sama rezystancja.
http://www.elektronikjk.com/elektroakustyka/cewki powietrzne/1.html
Chociaż zauważyłem ze w kalkulatorze wraz ze spłaszczeniem do 16 i 24 mm spada rezystancja.

Pamiętaj, że to jest wzór na cewki powietrzne bez rdzenia.

Ilość zwojów można wyliczyć znając długość drutu i rozmiary cewki (przy założeniu, że rozmieszczenie jest równomierne). Powiedzmy, że drut ma długość L, karkas ma średnicę 'd', a nawinięta w nim cewka 'D', i jest nawinięta równomiernie. Na zwój średnio przypada długość drutu pi*(D+d)/2, a więc N=(2/π)*L/(D+d).

_jta_ napisał:

Ilość zwojów można wyliczyć znając długość drutu i rozmiary cewki

Tak, oczywiście masz rację, ale do porównania wyników coś trzeba założyć.

To jest układ elektromechaniczny. Indukcyjność czy kształt cewki owszem, ma wpływ na częstotliwość drgań, ale nie duży. Częstotliwość drgań w takim układzie zależy przede wszystkim od parametrów mechanicznych układu ruchomego. Większy wpływ będzie mieć twardość/elastyczność i długość sprężyny, masa kotwicy, wielkość szczeliny.
Cewkę istniejącego elektromagnesu można przekonstruować w dowolny sposób, aby tylko siła przyciągania była odpowiednia, czyli amperozwoje.

... i w sumie wyjdą dość skomplikowane równania opisujące ruch zwory. W tym, jeśli pominiemy opór cewki, i założymy małą szczelinę, to pole będzie narastać w czasie liniowo, a siła przyciągania będzie proporcjonalna do kwadratu pola, wtedy równania się upraszczają, prędkość zwory będzie proporcjonalna do trzeciej potęgi czasu, przesunięcie do czwartej. Istotne jest, jakie przesunięcie jest potrzebne, żeby rozłączyć styki, wtedy przy założeniu braku układu gasikowego prąd przestaje płynąć i dalszy ruch zwory jest tylko z rozpędu.

Jeśli wielkość przesunięcia potrzebnego do rozłączenia styków wzrośnie X razy, to czas rozpędzania zwory X^(1/4) razy, uzyskana prędkość X^(3/4), energia kinetyczna X^(3/2). Ale częstotliwość może dużo zależeć od tego, jak będzie wyglądało uderzenie w czaszę dzwonka - jaka część energii kinetycznej zwora będzie jeszcze po nim miała, by przyśpieszyć swój powrót do styków. A poza tym, jak będzie wyglądało jej uderzenie w te styki - czy jakaś część jej masy będzie umocowana elastycznie i dociśnie styki na dłużej, czy nastąpi szybkie odbicie...

Ale Kolega błysnął intelektem! Aż nie mogłem powstrzymać się aby nie napisać że ta wypowiedz to kompletny nie zrozumiały dla nikogo bełkot. Brakuje tu jeszcze tylko opisu wpływu struktury atomowej materiału z którego wykonana sprężyna i drut cewki.
Kol -ita-, więcej chłopskiego rozumu potrzeba w wypowiedziach Kolegi, a co za tym idzie, trafnego ujęcia problemu aby ktokolwiek zrozumiał, a już na pewno dla początkujących. Poco tworzyć zawiłe teorie na każdy temat kiedy problem jest prosty jak budowa cepa?
Wprost nie mogłem się powstrzymać aby tego nie napisać.

_jta_ napisał:

Mario876 napisał:

Szczelina 2,3 mm , pobór prądu przy 6 V - 0,30 A , 8 V - 0,45 A.

Czy te 2,3 mm to suma obu szczelin, czy tyle ma jedna? Jaki jest przekrój rdzenia? Ile zwojów?

Lepiej mieć rdzeń (zwłaszcza) i zworę wykonane z blach odizolowanych od siebie - żeby zmniejszyć prądy wirowe.

Znając ilość zwojów, przekrój rdzenia, prąd, napięcie i opór można wyliczyć szybkość narastania indukcji magnetycznej: dB/dt = (U-I*R)/N/S.

Rdzeń ma wysokość 32 a karkas 19 mm wysokości. Wstawiam zdjęcie w załączniku . I przy nawinięciu 8 zwojów drutem 0,5 mm grubość cewki wychodzi 19 mm . To jest 38 zwojów na 1 nawinięcie czyli 304 zwoje .
Szczeliny to 1.5 mm z przodu o 0,8 z tyłu razem 2.3 mm.
Przekrój całego rdzenia 32x8 ze wzoru wychodzi w zaokrągleniu 50 ..mm
Tu chodzi o uzyskanie takich samych parametrów siły przyciągania przy spłaszczeniu cewki.
Sprężynami można ustawiać owszem ale lepiej uzyskać takie same parametry i ustawić tak samo niż szukać nowego ustawienia i potem może się okazać się siłą przyciągania będzie mniejsza. Siłę lekko można zwiększyć dając kondensator o wyższej pojemności.
Nie można wykonać z odizolowanych blaszek bo będzie problem z mocowaniem.
Sprężyny są ze stali węglowej sprężynowej grubości 0,45 mm.

Dobrze byłoby wiedzieć, jakie jest maksymalne natężenie prądu, na ile opór cewki wpływa na jej działanie.

Zmniejszenie szczelin (o ile da się wykonać, o ile ruch zwory nie wykorzystuje całej ich szerokości) pozwoliłoby zmniejszyć prąd. Podzielenie rdzenia na blaszki też - czy jest problemem zrobienie izolowanych blaszek i sklejenie ich ze sobą? Spróbowałem oszacować i wyszło mi, że prądy wirowe w rdzeniu dają dodatkowy prąd cewki około 1,3A (szczytowy) przy zasilaniu 6V - przy oporności cewki 2,7 oma tracisz na tym ponad 50% napięcia!

Rozumiem, że 8 warstw zwojów daje średnicę zewnętrzną 19mm, grubość drutu i warstwy jest 0,5mm, średnia średnica 15mm, i skoro użyłeś 30m drutu, to masz 2 takie cewki... i dwa rdzenie ze stratami na prądy wirowe? Ale wtedy w sumie jest 608 zwojów, a straty są wprost proporcjonalne do długości rdzenia, a odwrotnie proporcjonalne do kwadratu ilości zwojów, więc ten dodatkowy prąd to będzie chyba "tylko" około 1A (długość obwodu rdzeń+zwora chyba będzie większy, niż 2x32mm, około 1A wyjdzie przy 10cm).

Zmieniając przekrój rdzenia na prostokątny o takim samym przekroju zwiększysz średnią długość zwoju, więc i opór cewek przy takiej samej ilości zwojów. Ale może prostokątny łatwiej będzie zrobić z blaszek? Z rdzeniem prostokątnym z blaszek powinieneś uzyskać znacznie (ze 2x) większą siłę, niż z rdzeniem okrągłym z litego żelaza.

_jta_ napisał:

Dobrze byłoby wiedzieć, jakie jest maksymalne natężenie prądu, na ile opór cewki wpływa na jej działanie.

Zmniejszenie szczelin (o ile da się wykonać, o ile ruch zwory nie wykorzystuje całej ich szerokości) pozwoliłoby zmniejszyć prąd. Podzielenie rdzenia na blaszki też - czy jest problemem zrobienie izolowanych blaszek i sklejenie ich ze sobą? Spróbowałem oszacować i wyszło mi, że prądy wirowe w rdzeniu dają dodatkowy prąd cewki około 1,3A (szczytowy) przy zasilaniu 6V - przy oporności cewki 2,7 oma tracisz na tym ponad 50% napięcia!

Rozumiem, że 8 warstw zwojów daje średnicę zewnętrzną 19mm, grubość drutu i warstwy jest 0,5mm, średnia średnica 15mm, i skoro użyłeś 30m drutu, to masz 2 takie cewki... i dwa rdzenie ze stratami na prądy wirowe? Ale wtedy w sumie jest 608 zwojów, a straty są wprost proporcjonalne do długości rdzenia, a odwrotnie proporcjonalne do kwadratu ilości zwojów, więc ten dodatkowy prąd to będzie chyba "tylko" około 1A (długość obwodu rdzeń+zwora chyba będzie większy, niż 2x32mm, około 1A wyjdzie przy 10cm).

Zmieniając przekrój rdzenia na prostokątny o takim samym przekroju zwiększysz średnią długość zwoju, więc i opór cewek przy takiej samej ilości zwojów. Ale może prostokątny łatwiej będzie zrobić z blaszek? Z rdzeniem prostokątnym z blaszek powinieneś uzyskać znacznie (ze 2x) większą siłę, niż z rdzeniem okrągłym z litego żelaza.

Maksymalne natężenie przy 6 V - 2,12 A , 8 V - 2.70 A jeśli docisnę zworę tak że nie może się poruszyć .
Zwora wykorzystuje cała powierzchnie szczelin. Długość obwodu rdzeń zwora to 46 mm.
Więc jak wykonam z blaszek izolowanych w kwadracie to cewki mogą być o połowę niższe jak uzyskam 2x większą siłę? ewentualnie rdzeń morze mieć 9 mm albo nawinąć 9 zwojów.
Możną wyciąć blaszki z dziura i połączyć je śrubą np. M 3 wtedy będzie też kowadełko w które uderza zwora.
Czytałem że blaszki są izolowane fabrycznie jakimś tlenkiem w transformatorach ale można tez lakierem.
Grubość zwory 5mm

Mario876 napisał:

Więc jak wykonam z blaszek izolowanych w kwadracie to cewki mogą być o połowę niższe jak uzyskam 2x większą siłę?

Siła jest proporcjonalna do powierzchni i do kwadratu pola magnetycznego (1 Tesla daje około 4 kG/cm2, 2 Tesle około 16) - jak zrobisz 2x słabsze pole, to siła zmaleje 4x. Energia, jaką trzeba zmagazynować w cewce, by uzyskać określoną siłę, jest równa tej sile pomnożonej przez średnią szerokość szczeliny; moc, z której cewka dostaje tę energię, to (pomijając wpływ prądów wirowych) I*(U-I*R).

Mario876 napisał:

Maksymalne natężenie przy 6 V - 2,12 A , 8 V - 2.70 A jeśli docisnę zworę tak że nie może się poruszyć

W ten sposób pewnie zmierzyłeś prąd, jaki płynie w stanie ustalonym, jeśli nie zostanie przerwany - i on jest po prostu równy napięciu podzielonemu przez opór. A przydałoby się wiedzieć, jaki największy prąd płynie w sytuacji dynamicznej, kiedy działa przerywacz. Na pewno jest on mniejszy - ale przydałoby się wiedzieć, o ile mniejszy.

_jta_ napisał:

Mario876 napisał:

Więc jak wykonam z blaszek izolowanych w kwadracie to cewki mogą być o połowę niższe jak uzyskam 2x większą siłę?

Siła jest proporcjonalna do powierzchni i do kwadratu pola magnetycznego (1 Tesla daje około 4 kG/cm2, 2 Tesle około 16) - jak zrobisz 2x słabsze pole, to siła zmaleje 4x. Energia, jaką trzeba zmagazynować w cewce, by uzyskać określoną siłę, jest równa tej sile pomnożonej przez średnią szerokość szczeliny; moc, z której cewka dostaje tę energię, to (pomijając wpływ prądów wirowych) I*(U-I*R).

Mario876 napisał:

Maksymalne natężenie przy 6 V - 2,12 A , 8 V - 2.70 A jeśli docisnę zworę tak że nie może się poruszyć

W ten sposób pewnie zmierzyłeś prąd, jaki płynie w stanie ustalonym, jeśli nie zostanie przerwany - i on jest po prostu równy napięciu podzielonemu przez opór. A przydałoby się wiedzieć, jaki największy prąd płynie w sytuacji dynamicznej, kiedy działa przerywacz. Na pewno jest on mniejszy - ale przydałoby się wiedzieć, o ile mniejszy.

Pomierzyłem wszystko
Nieobciążona pobór prądu:
4 V - 0,41 A
6 V - 0,30 A
8 V - 0,45 A
10 V - 0,58 A
Obciążona maksymalnie (Zwora jest w stanie ledwo się poruszyć).
4 V - 1,11 A
6 V - 1.6 A
8 V - 2 A
10 V - 2 A .
Teraz już chyba można wyliczyć o ile cewki blaszkowe mogą być mniejsze ? I jak można spłaszczyć cewki ?
"prędkość zwory będzie proporcjonalna do trzeciej potęgi czasu" co to jest 3 prędkość czasu ?

Mario876 napisał:

"prędkość zwory będzie proporcjonalna do trzeciej potęgi czasu" co to jest 3 prędkość czasu ?

Trzecia potęga czasu - czyli jeśli np. po 0,001 sekundy prędkość będzie 0,1 m/s, to po 0,002 sekundy 0,8 m/s, a po 0,003 sekundy 2,7 m/s (w twoim przypadku do tego ostatniego już nie może dojść, bo zwora przebyłaby drogę znacznie większą, niż szerokość szczeliny, a wcześniej obwód zostanie przerwany i ruch zwory przestanie przyśpieszać).

Nie wiem, jak rozumiesz obciążenie zwory, i na czym polegały pomiary.

_jta_ napisał:

Mario876 napisał:

"prędkość zwory będzie proporcjonalna do trzeciej potęgi czasu" co to jest 3 prędkość czasu ?

Trzecia potęga czasu - czyli jeśli np. po 0,001 sekundy prędkość będzie 0,1 m/s, to po 0,002 sekundy 0,8 m/s, a po 0,003 sekundy 2,7 m/s (w twoim przypadku do tego ostatniego już nie może dojść, bo zwora przebyłaby drogę znacznie większą, niż szerokość szczeliny, a wcześniej obwód zostanie przerwany i ruch zwory przestanie przyśpieszać).

Nie wiem, jak rozumiesz obciążenie zwory, i na czym polegały pomiary.

Jak docisnąłem palcem zworę do góry do sprężyny tak mocno że ledwo co mogła poruszać to taki był prąd

Tu potrzebny jest pomiar dynamiczny. Statycznie, jeśli przepływ prądu nie jest przerywany, prąd = napięcie / opór.