Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Anzahl Spulenwindungen ausrechnen

Und worauf beruht diese Formel? Ich würde sie gerne verstehen.
Insbesondere auch, welche man stattdessen verwenden sollte :)

Daniel R. schrieb:
> Und worauf beruht diese Formel? Ich würde sie gerne verstehen.
> Insbesondere auch, welche man stattdessen verwenden sollte :)

Vermutlich auf dem Durchflutungsgesetz.

Günter Lenz schrieb:

> Es geht darum, daß der Eisenkern nicht in die magnetische
> Sättigung getrieben wird.

Deshalb nimmt der vom TO zitierte Ansatz eine Flussdichte an. Wenn ich 
richtig gerechnet habe sind das 0,9T.

Der Rechenweg verläuft vermutlich wie folgt:

Ein sinusförmiger Verlauf der Flussdichte im Eisenkern wird angenommen:

Unter der Annahme einer gleichmäßigen Verteilung des magn. Flusses im 
Kern kann der zeitl. Verlauf des magn. Flusses ermittelt werden:

Nun wird das Induktionsgesetz "strapaziert", um die in der Wicklung mit 
n Windungen induzierte Spannung u(t) zu ermitteln:

Da hier nur die Scheitelwerte interessieren, gilt:

aufgelöst nach der Windungszahl n ergibt sich:

Wer mag, darf nun gerne noch eine Einheitenprobe durchführen.

Nun also folgende Werte einsetzen:

.

Grüßle
Volker

H. H. schrieb:

> Transformatorenhauptgleichung.

Seit meiner Physik LK-Abiturprüfung im verg. Jahrhundert, lerne ich 
keine "Formelmonster" mehr auswendig, sondern nur die einfachen 
Zusammenhänge.

Erstaunlicherweise kann man auf ähnliche Weise auch elektrische 
Maschinen analytisch berechnen, siehe
https://www.dr-bosch.com/downloads/Ilmenau2017.pdf

Grüßle
Volker

H. H. schrieb:

> Die Naturgesetze sind auf dieser Ebene noch recht einfach.

Ja, so man kann die Unipolarmaschine auch über einen relativistischen 
Ansatz berechnen. Der ist, wenn ich mich richtig entsinne, im 
Bödefeld/Sequenz wunderschön dargestellt :-)

Grüßle
Volker.

Vielen Danke für die ganzen Hinweise. Ich glaube dadurch am Ende, mit 
mehr Verständnis für die Materie, auf eine bessere Art die 
Windungsanzahl auszurechnen zu kommen.
Was ich immer noch nicht einschätzen kann ist, für welche Zwecke die 
vereinfachte Faustformel-Rechnung aus dem Video "gut genug" ist bzw. wie 
signifikant der Unterschied zwischen einer Spule mit ungefähr-passender 
und ganz genau berechneter Windungszahl ist.

Die in dem Video (Bild) gezeigte Spule wird in einem Schwingankermotor 
verwendet, das heißt mit direktem Netzstrom bringt sie den Anker zum 
Schwingen. Ich könnte mir vorstellen, dass die Abweichung der grob 
berechneten Windungszahl von einer perfekt bestimmten Windungszahl 
(vielleicht 5%) in so einem primitiven System kaum Auswirkungen hat, 
oder? Ab einer bestimmten Abweichung würde der Motor bestimmt entweder 
an Kraft verlieren oder der Draht durchbrennen; hm schwer einzuschätzen 
:)

Daniel R. schrieb:

> Was ich immer noch nicht einschätzen kann ist, für welche Zwecke die
> vereinfachte Faustformel-Rechnung aus dem Video "gut genug" ist

Da sehe ich zwei Gründe:
1. Die Historie: Elektrische Maschinen werden seit über 100 Jahren 
berechnet, zumindest gibt es seit dem 19 Jhdt. entsprechende 
Fachliteratur. Damals war ein Taschenrechner noch unbekannt. Die 
Genauigkeit des Rechenschiebers erlaubte auch nicht die Berechnung auf 
10 Nachkommastellen und Wurzeln wurden mittels "Logarithmentafel" 
gezogen. Aus dieser Zeit stammen diese unsäglichen Gleichungen mit 
zugeschnittenen Größen. Später fasste man dann lediglich Faktoren 
zusammen. So ergibt beispielsweise Pi * Wurzel-2 den netten Faktor 4,44 
oder Pi/Wurzel-2 den Wert 2,22.

2. Mit solchen Chaosformeln um sich zu werfen, hört sich für mich nach 
dem bekannten Spontispuch "wenn Du nicht überzeugen kannst, versuche 
wenigstens zu verwirren" an. Da wird eine Art "Geheimwissenschaft" 
daraus gemacht, um zu verschleiern, dass der Autor die wirklich 
einfachen Zusammenhänge nicht ansatzweise begriffen hat.

> bzw. wie
> signifikant der Unterschied zwischen einer Spule mit ungefähr-passender
> und ganz genau berechneter Windungszahl ist.

Wie so oft im Leben: Es kommt darauf an! Für einen 
High-End-Röhren-Übertrager würde ich mit der Auslegung weit von der 
Sättigung des Eisen weit wegbleiben.

Für die Traktionsmaschine eines hochgezüchteten Formel-E-Fahrzeugs würde 
ich abschätzen, ob die erhöhten Eisenverluste evtl. zu Gunsten einer 
geringen Fahrzeugmasse tolerierbar sind und dann ggf. das sündhaft teure 
Kobalt-legierte Trafoblech noch weiter in die Sättigung treiben.

Wie so oft im wahren Leben (tm) gibt's (glücklichweise) keine, für alles 
und jeden gültigen Regeln. Da hilft nur das fundierte Verständnis der 
Materie oder das nötige Kleingeld, um den freundlichen externen Berater 
zu bezahlen :-)

> Die in dem Video (Bild) gezeigte Spule wird in einem Schwingankermotor
> verwendet,

Ah, das erklärt die lächerlich geringe Flussdichte -- sorry, aber ich 
gucke mir schon lange keine "Maker-Videos" an. Dazu ist mir meine 
Lebenszeit zu schade.

Grüßle
Volker

LaTeX schrieb:

> Kleiner Tipp: Für das Multiplikationszeichen verwende \cdot.

Danke, das ist mir sehrwohl bekannt.
Kleiner Tipp von mir: Guck' mal in ein professionell gesetztes Lehrbuch 
:-)

Grüßle
Volker