Helmholtzspulenberechnung

Hallo,

vielen Dank nochmal für die Antworten. ich habe mir die Formeln alle aufgeschrieben und werd jetzt wohl mal testen. Bin mal gespannt, ob ich die benötigte Arbeit da raus kriege (max 7W, mittlere Last ne gute Ecke weniger). Wenn nicht, nehm ich halt doch ne Batterie. Irgendwie bin ich dabei, Volkswirt zu werden...Von Elektronik habe ich da leider nicht so viel mitbekommen. Aber schon toll, was so alles geht.

Gruß, Oli

"Helmut Sennewald" schrieb im Newsbeitrag news:bdpp3j$pd8$05$ snipped-for-privacy@news.t-online.com...

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Oliver Vogt
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7W? Bei einer Leitung hinterm Haus? Oh Gott, oh Gott! Ich frage mich, ob so eine Leitung (wegen der Symmetrie und so weiter) überhaupt ein nennenswertes Wechselfeld in größerer Entfernung zum einzelnen Leiter abgibt.

Oder eben auch nicht. Lass es uns bitte wissen, ich bin schon gespannt. Auch wenn es nur Milliwatt sind, würde mich interessieren, was du bei welchem Spulendurchmesser in welcher Entfernung zur Leistung noch heraus bekommst.

Gruß Lars

PS: Noch einmal als Warnung: Zum Ausprobieren mag das ja ganz nett sein, aber auf Dauer 7W abzuzapfen, nehmen die E-Werke bestimmt übel, schon wegen dem Prinzip und damit das nicht jeder macht, nicht weil 7W Verlust für die wirklich viel wären. Nimm lieber Solarzellen, wobei die für 7W auch schon eine ganze Stange Geld kosten. Also nicht unbeaufsichtigt in die Landschaft stellen!

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Lars Mueller

"Oliver Vogt" schrieb im Newsbeitrag news:be2beb$9hp$02$ snipped-for-privacy@news.t-online.com...

die

Hallo Oliver, hast du dir wirklich meine Ergebnisse angeschaut?

Also bei der kapazitiven Methode bekommst du nur ein paar (zehn)uA Strom, selbst mit mehreren Quadratmetern Alu-Folie und guter Erdung. Da reden wir dann von deutlich kleiner 1mW gewonnener Leistung. Das ist 1/10000 von dem was du haben willst. Also nichts.

Nun zur induktiven Methode mit der Spule. Zur praktischen Realisierung brauchen wir 1000 Windungen bei 1mx1m. Das ergibt dann 15,7V Leerlaufspannung. Siehe Anhang.

Ich habe das mal für zwei Realisierungen gerechnet. Ohne Klammer: 1mx1m Quadrat mit 1000 Windungen 0.1mm^2 Mit Klammer(): 2mx2m Quadrat mit 250 Windungen 0.2mm^2

Der ohmsche Widerstand ist R = rho*l/A = 0.0178Ohmmm^2/m*4000m/0.1mm^2 = 712Ohm (R = rho*l/A = 0.0178Ohmmm^2/m*2000m/0.2mm^2 = 178Ohm)

Die Induktivität beträgt

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L = 6uH*1000*1000 = 6H (L = 6uH*1000*1000 = 0.82H)

Da die Spule total lose an die Stromleitung gekoppelt ist, ist das auch die wirksame Streuinduktivität zur Berechnung des induktiven Widerstands. X = 2*pi*f*L = 2*3,1416*50*6.28 Ohm = 1973 Ohm (X = 2*pi*f*L = 2*3,1416*50*0.82 Ohm = 258 Ohm)

Gesamtwiderstand: Z = R + jXL |Z| = Wurzel(R^2+X^2) = Wurzel(712*712+1973*1973) = 2098 Ohm (|Z| = Wurzel(R^2+X^2) = Wurzel(178*178+258*258) = 313 Ohm)

Maximaler Strom: Da wir 9V haben wollen, dürfen bei 15,7V Leerlaufspannzng nur 6V an der Spule abfallen. Ok, das ist eine stark vereinfachte Rechnung. Daraus folgt Imax = U/Z = 6V / 2098Ohm = 2.9mA (Imax = U/Z = 6V / 313Ohm = 19,2mA)

Leitung:

P = U*I = 9V * 2.9mA = 26mW (P = U*I = 9V * 19,2mA = 172mW)

Die eingesetzte Kupfermenge beträgt 3,56kg(1.78kg). Es ist also günstiger eine 2mx2m Quadrat-Spule zu wickeln als eine 1mx1m Spule. Es verringert sich sowohl der Innenwiderstand und die Induktivität als auch die Menge an benötigtem Kupfer.

Das ist Faktor 270(40) von deinen 7Watt entfernt. Das kann man somit getrost vergessen! Trotzdem fand ich es interessant so was mal auszurechnen.

So das müßte jetzt für einen Doktor-Titel reichen.

Gruß Helmut

Anhang:

Die induzierte Spannung U in eine Spule ist

U = N*A*dB/dt B(t) = B'*sin(2*pi*f*t) U = 2*pi*f*N*A*B'*cos(2*pi*f*t) = U'*cos(2*pi*f*t)

U' = 2*pi*f*N*A*B' A in m^2, pi=3,1416

U' ist die Spitzenspannung

Beispiel: A = 1m*1m, N=600 U' = 2*pi*50*600*1*50e-6 V = 9,42V

Die kapazitive Ein(Aus)kopplung: Hinweis: die Gegenelektrode zur Stromentnahme ist die "Erde".

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Helmut Sennewald

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