Hilfe mit selbstgebautem Elektromagneten

Ein 20-AWG-Draht hat ungefähr 33 mΩ / m, Wikipedia , also würde ich den Widerstand auf ungefähr 3,3 Ω schätzen

In diese Last fungieren Ihre 9-V-Batterien als Stromquellen, nicht als Spannungsquellen. Sie erhalten eine bessere Anpassung an den Magnetwiderstand, indem Sie sie alle parallel und nicht in Reihe schalten. Jede Batterie würde versuchen, 750 mA zu liefern, was nicht der Fall wäre, aber es ist nicht so unangepasst wie eine Reihenschaltung.

Dasselbe gilt für die AAs, parallel nicht seriell. 1,5 V an 3 Ohm ergibt insgesamt 500 mA, also 170 mA pro Zelle. Schließlich haben Sie einen praktischen Strom pro Zelle.

Wenn Sie eine 12-V-Autobatterie finden könnten, würde der Magnet etwa 4 A ziehen, bei einer Heizleistung von 50 Watt. Ein Pfund Draht wiegt etwa 450 g, hat also eine Wärmekapazität von etwa 180 J/K, was eine Heizrate von etwa 0,3 K/s ergibt. Das würde Ihnen ein oder zwei Minuten Betrieb ermöglichen, bevor Sie es ausschalten und abkühlen lassen müssen. Zwei Autobatterien wären noch besser, aber mit einem Viertel der Betriebszeit.

Im Moment ist Ihr Magnetkreis nicht für hohe Felder geeignet. Es besteht aus einer Eisenstange und einem langen Luftweg auf dem Rückweg. Dieser lange Luftweg begrenzt Ihr Feld. Sie sollten stattdessen eine „Hufeisen“-Konfiguration verwenden. Wickeln Sie das Kupfer ab, schneiden Sie die Stange in zwei Hälften und wickeln Sie die Hälfte des Kupfers auf jedes Bein. Besorgen Sie sich ein weiteres Stück Vierkantstange mit ähnlicher Fläche und montieren Sie sie in einer U-Form. Dies ist die Konfiguration, die in der klassischen Türklingel verwendet wird (Bild aus Wikipedia, Elektromagnetseite). Der nahezu geschlossene Eisenpfad verbessert die Feldstärke um Größenordnungen.

Wie Tobalt in Kommentaren betont, müssen Sie Ihr Kupfer nicht abwickeln. Holen Sie sich eine weitere 6-Zoll-Stahlstange, die der ersten entspricht, und legen Sie sie Seite an Seite mit Ihrer gewickelten Stange und dann ein zusätzliches Stück Vierkantstange, um den Magnetkreis auf der Rückseite zu schließen. Das wird fast so gut sein wie meine ersten Vorschlag, und viel weniger Arbeit.

"The Cool Magnet Man" bietet hier ein hervorragendes Tutorial zu den praktischen Aspekten des Designs und Wickelns Ihrer eigenen Elektromagnete

Dies ist eine Zusammenfassung seines Verfahrens:

Bevor Sie mit dem Bau eines Elektromagneten beginnen können, müssen Sie zunächst Folgendes herausfinden:

1. Woraus soll der Kern bestehen
2. Welche magnetische Flussdichte möchten Sie erreichen?
3. Wie viele Umdrehungen werden dafür zusammen mit benötigt
4. Wie viele Ampere fließen durch das Kabel
5. Wie groß muss der Draht sein, um den Strom zu bewältigen
6. Wie viel Oberfläche haben Sie zum Kühlen der Spule?
7. Wie groß wird der Elektromagnet aufgrund des oben Gesagten sein?
8. Welcher Nennspannung muss die Isolierung des Kabels standhalten?
9. Wie groß ist die Induktivität des Elektromagneten?
10. Besorgen Sie den Kern, den Draht, die Spule (Form für die Wicklung)
11. Wickeln Sie die Spule
12. Testen Sie den Elektromagneten

____________________________________

Hervorragende Induktorwicklungsseite der Surrey University hier

_____________________________

Diese Seite zitiert das CMM-Tutorial und enthält meinen Kommentar zur Verwendung von Elektromagneten mit einem Raspberry Pi.

Batterien haben normalerweise nicht viel Energie. In Neils Antwort erfahren Sie, wie Sie sie am vorteilhaftesten verkabeln können.

Wenn Sie mit einem Elektromagneten das höchste Magnetfeld bei kleinster Leistung erzielen möchten, gibt es zwei wichtige Regeln:

1. die Permeanz des Kerns erhöhen. Dies entspricht hauptsächlich der Reduzierung des Luftspaltvolumens. Ein Stabkern hatte einen enormen Luftspalt. Bessere Geometrien sind Hufeisen- oder geschlitzte Ringkerne. Ganze Ringkerne haben die beste Permeanz, aber das gesamte Magnetfeld wird intern sein, also vielleicht nicht interessant für Sie.

2. Erhöhen Sie die Lautstärke des Dirigenten. Momentan sieht die Spule eher schlank aus. Dabei spielt es keine Rolle, welchen Leiterdurchmesser Sie dafür verwenden. Das beeinflusst nur den Endwiderstand der Spule. Wenn Sie eine bestimmte Stromquelle im Auge haben, ist es natürlich sinnvoll, den Widerstand an das Optimum anzupassen, das die Stromquelle liefern kann.

Zusätzlich zu den guten Vorschlägen in den anderen Antworten arbeitet die lange, dünne Geometrie Ihrer Spule gegen Sie. Das Magnetfeld ist proportional zur Anzahl der Windungen pro Längeneinheit N/L. Sie haben L groß gemacht, was das Feld kleiner macht, als es für festes N und festen Strom sein muss.

Als Lehrerin für Naturwissenschaften – zumindest bis ich mich entschied, in die IT zu wechseln.

Ein Reagenzglas, ein 6-Zoll-Nagel, etwas dickeres, abgeschirmtes Kupfer - sieben oder mehr Schleifen und eine grundlegende Übertragung aus einem Wissenschaftslabor - In Australien haben wir eine 240-V-Stromversorgung mit maximal 10 A, die deutlich in Spannung und Strom umgewandelt wird. Schritte A bis E.

Wickeln Sie das Kupfer um die Außenseite des Glasrohrs. Halten Sie den Nagel so, dass er im Reagenzglas liegt, vielleicht einen halben Zoll oder so für Amerikaner (2 cm für alle metrischen Nationen) und schalten Sie den Transformator ein.

Bei der Einstellung A sollten Sie zumindest ein Ziehen an dem Nagel spüren, den Sie halten. Erhöhen Sie die Spannung und es wird ein starker Zug.

Für junge Erwachsene und kleine Kinder ist es eine großartige und kostengünstige Möglichkeit, die Funktionsweise eines Elektromagneten zu demonstrieren.

Für einige ältere Menschen suchen sie vielleicht nach AUTO-Teilen, die die Spannung für Zündkerzen erhöhen. Natürlich - tragen Sie Isolierhandschuhe und wenn Sie einen wirklich guten Ruck am Nagel bekommen - kann er aus dem Glasrohr austreten - das geschlossene Ende zerschlagen und dann wahrscheinlich wieder in das Reagenzglas zurückkehren (vorausgesetzt, es ist noch intakt?).

Viel Spaß mit 'Jacobs Ladder', wenn Sie möchten. Das soll die 10 kV unterbrechen, die erforderlich sind, um einen Funken durch die Luft zu erzeugen (ein bisschen wie ein Blitz), und es klettert zwischen den beiden gebogenen Drähten nach oben, sodass die oberen Enden weiter von der Stelle entfernt sind, an der die Funken ursprünglich entstanden sind.

Oder wenn Sie einen Schüler ärgern möchten, der Ihnen Probleme bereitet, versuchen Sie, einen Kondensator aufzuladen - den direkt durchverdrahteten Typ. Dann werfen Sie den Kondensator und sie greifen beide Enden und schlagen einen Wallop.

Sag es niemandem! Erschieße nicht den Boten! GRINSEN

Hilfreich