Elektrische Feld einer Spule

Apollo · Gast

Hallo ich hätte da eine Frage.

Ich schicke Wechselstrom durch eine zylindrische Spule und nun möchte ich das elektrische Feld der Spule berechnen und zwar ortsabhängig um genau zu sein in Abhängigkeit von r: E(r), r soll natürlich polarkoordinate sein.

Außerdem würde ich noch gern wissen ob jemand sich schon mal mit Induktiver Erwärmung befasst hat und zwar nicht wie es funktioniert sondern wie man ein Temperaturfeld berechnen kann.

MfG

dermarkus · Administrator Anmeldungsdatum: 12.01.2006 Beiträge: 14788

Ich schätze, um das herauszufinden, was dich interessiert, ist es am einfachsten, zu wissen, was für ein leitendes Material sich wo im Magnetfeld der Wechselstromspule befindet.

Ich würde also das Magnetfeld der Spule und dessen zeitliche Änderung am betreffenden Ort berechnen.

Daraus müsste man dann irgendwie auf die Stärke der in dem zu erwärmenden Material induzierten Ströme schließen, die dann durch
P=I^2 / R (bzw. dasselbe passend integriert über die Stromverteilung.) im Ohmschen Widerstand des Materials Wärmeleistung abgeben.

Vielleicht erhält man grobe Ergebnisse für diesen Schritt näherungsweise als P = const. * ((d/dt(B))^2).

Will man so etwas genauer berechnen, sieht das für mich so aus, als ob man das typischerweise numerisch mit dafür entwickelter Software macht;
das wird z.B. ein professionelles Programm wie beispielsweise ANSYS sein, das u.a. für Elektrostatik, Temperaturfelder und Elektromagnetik eingesetzt wird.

Viele Grüße, dermarkus

Gast

Danke.
Es gibt darüber bereits eine Doktorarbeit die mit Ansys erstellt wurde allerdings schweigen sich die Leute grundsätzlich darüber aus wie die Berechnung des elektromagnetischen Teils durchzuführen ist naja als konstant annehmen geht aber scheinbar nicht.
Der nächste Schritt wäre nämlichg die berechnung der magnetischen Erregung dieser Spule und ebenfalls in Abhängigkeit von der Koordinate r.
Un das ist definitiv nicht konstant.

dermarkus · Administrator Anmeldungsdatum: 12.01.2006 Beiträge: 14788

Die Berechnung des elektromagnetischen Teils hat sicher damit zu tun, dass man:

- ortsabhängig die zeitliche Änderung des Magnetfeldes ausrechnet

- Um jeden dieser Orte, wenn leitfähiges (zu erwärmendes) Material in der Nähe ist, die dadurch in diesem Material induzierten Wirbelströme berechnet
(spätestens da wird es so komplex, dass ich zum numerischen Programm greifen muss)

- und schließlich, wahrscheinlich unter Berücksichtigung des ohmschen Widerstandes des Materials, der Umgebungstemperatur und des Wärmeübergangskoeffizienten zwischen Material und Umgebung sowie Wärmeleit-Effekten innerhalb des Materials,
zu einem Temperaturfeld kommt.

Wenn die Leute sich über diesen elektromagnetischen Teil "ausschweigen", dann kann das auch heißen, dass sie diesen Teil nicht so intensiv verstehen mussten, weil in diesem Teil das numerische Programm problemlos zu arbeiten schien.

Viele Grüße, dermarkus

Gast

Danke