C-Eisenmagnet mit Spalt

randomPhysiker · Anmeldungsdatum: 08.07.2016 Beiträge: 1

Hallo zusammen,

ich würde gerne Rückmeldung zu einer Rechnung von mir erhalten. Die Aufgabe lautet wie folgt:
Wir haben einen C-förmigen Eisenmagneten. Die Zeichnung hochzuladen werde ich mir sparen (es sei denn er wird erforderlich). Auf der rechten Seite ist ein Spalt der Größe 2cm. Die Fläche des Magneten an dieser Seite beträgt 49 cm². (Also zwischen den beiden Schenkeln, die den Spalt beschränken.) Der Magnet ist 20cm hoch und breit und 7 cm tief. Auf der linken Seite wird eine Spule um das Eisen gewickelt.
Als Angaben haben wir die relative Permeabilität des Eisens mit 3000, einen Strom von 1 A und ein Magnetfeld der Stärke 0,01 T soll im Spalt erzeugt werden. Wie viele Windungen der Spule sind dafür nötig?

Mein Ansatz war folgender:
Das B-Feld ist gleich dem Fluss phi geteilt durch die Fläche, also

.

Zudem gilt

, wobei R_m der magnetische Widerstand ist. Dieser ist definiert als

.
Für l habe ich im Falle des Spalts dann 2 cm genommen; mu_o ist eine Konstante, mu ist ziemlich genau 1 und A ist 49 cm². Für den Eisenkern habe ich für l den Umfang, also 98 cm. Wenn ich das dann alles einsetze, so komme ich auf

.

Der Wert erscheint mir an und für sich sehr vernünftig und realistisch. Jedoch würde ich auch gerne wissen, ob es noch alternative Wege gibt, um dies zu bestimmen, da meines Wissens in der Vorlesung nie magnetische Widerstände erwähnt wurden und ich mir dieses Wissen durch Recherchen im Internet angeeignet habe.

Vielen Dank für eure Antworten.

Grüße

schnudl · Moderator Anmeldungsdatum: 15.11.2005 Beiträge: 6979 Wohnort: Wien

Der Durchflutungssatz besagt, dass die Summe (das Integral) über alle H*l gleich IN ist:

Im Kern:

Im Spalt:

Daraus kannst du IN ausrechnen.

Ob man hier den Begriff des magnetischen Widerstands einführt oder nicht ist nebensächlich. Wichtig ist, dass die Rechnung stimmt ;-)

Du hast in deiner Rechnung das Produkt aus Eisenfeld * Eisenlänge vernachlässigt - das darf man, da das H im Eisen ja wesentlich kleiner ist als im Spalt.

isi1 · Anmeldungsdatum: 03.09.2006 Beiträge: 2903 Wohnort: München

Ich würde so rechnen, random:
Mittlere magn. Länge: Eisen 50 cm. reduziert auf µ0 --> L = 50/3000+2 = 121/60 cm
Nötige magn. Spannung H*L = B*L/µ0 = 160,481 ... also sagen wir 160 Amperewindungen
Na gut, wegen Streufeld braucht man vielleicht 162 Wdgn smile

edit isi, Ahh, Schnudl war schneller.