Frage zum Thema "magnetische Induktion"

Daniel1963 · Anmeldungsdatum: 03.09.2006 Beiträge: 2 Wohnort: Gaggenau

Hallo,
haltet Ihr es für physikalisch möglich und technisch realisierbar, Leistungen im Zehner-KW-Bereich per magnetischer Induktion über einen Luftspalt von ca. 2 cm zu übertragen, wenn die Induktivität aus einer gedruckten Spule (nicht auf Leiterplatte) besteht, die eine Grundfläche von maximal 4 Quadratmetern aufweisen darf?

Vielen Dank!

Gruß,
Daniel1963

dermarkus · Administrator Anmeldungsdatum: 12.01.2006 Beiträge: 14788

Ich schätze grob, das könnte schwierig oder aufwändig werden oder technisch nicht machbar sein, denn entweder scheint mir der dafür nötige Strom pro Leiterbahnbreite ziemlich heftig zu sein, oder man könnte an die Grenzen des Machbaren geraten, was die Erzeugung eines Stromes mit hoher Amplitude bei sehr hoher Frequenz angeht.

Ich habe mit einfachen Mitteln folgendes grob abgeschätzt:

Laut Gleichung 23 in

http://www.classictesla.com/download/indu_pt_2.pdf

ist die Induktivität L einer quadratischen gedruckten Spule, die ein Quadrat mit Seitenlänge D ausfüllt, ungefähr gleich

N ist dabei die Anzahl der Windungen der Spule, bei D=2 m und einer angenommenen Leiterbreite von 1 mm ist diese Anzahl der Windungen ungefähr

.

Die Energie im Magnetfeld der Spule ist

Wenn die Frequenz des Wechselstromes beispielsweise 50 Hz ist, dann wird diese Energie in rund einer hundertstel Sekunde aufgebaut, und die Leistung ist von der Größenordnung P=E/(0,01 s) .

Wenn ich annehme, dass diese Leistung vollständig auf der anderen Seite des Luftspaltes von 2 cm ankommt, dann müsste also für eine Leistung von P=10.000 W durch eine Leiterbahn von beispielweise 1 mm Breite ein (Wechsel-)Strom mit einer Amplitude von mehr als 1.000 Ampere fließen.

Das scheint mir aber zu viel Strom für die Leiterbahn zu sein, denn selbst Drähte von rund 1 mm Durchmesser benötigen schon für einen Strom I von rund 100 Ampere Wasserkühlung, damit sie nicht zu heiß werden.

Erhöht man die Frequenz, dann verringert sich der benötigte Strom, zum Beispiel benötigt man nach dieser Abschätzung "nur noch" gut 1 A, wenn man eine Wechselstromfrequenz von rund 100 Megahertz wählt. Ein solcher Strom könnte von einer Leiterbahn thermisch verkraftet werden, aber dafür hat man das neue Problem, einen Wechselstrom mit dieser Frequenz und Amplitude zu erzeugen und in die Spule einzuspeisen.

Hast du schon konkretere Vorstellungen von dem, was dir vorschwebt (was ist das für eine Anwendung, was für eine Frequenz kommt in Frage, genügt eventuell eine gepulste Übertragung?) ?

Daniel1963 · Anmeldungsdatum: 03.09.2006 Beiträge: 2 Wohnort: Gaggenau

Hallo Markus,

ich bin beeindruckt! Thumbs up!

Hätte mir keine präzisere und ausführlichere Antwort auf meine vage Frage vorstellen können. Vielen Dank! Ja, was ich vorhabe - ich schreibe einfach über PN weiter!

Schöne Grüsse von
Daniel1963

isi1 · Anmeldungsdatum: 03.09.2006 Beiträge: 2903 Wohnort: München