Hvordan beregnes styrke af en elektromagnet

[PeterLM844]

Min gamle pladespiller er kommet til ære og værdighed igen, men mageligheden har også meldt sin ankomst. Derfor skal den bygges lidt om, med bl.a. en fjernetjening der kan løfte armen, samt "spole" forlæns og baglæns så jeg fra sofaen kan nyde vinylen uden at skulle løfte mig (ret meget).

Til at løfte pickuppen vil jeg bruge en lille elektromagnet der "hiver" i en kontravægt af jern bag på tonearmen.
Den skal ikke trække meget mere end ca. 10 gram, og afstanden er ca. 8 mm.
Er der nogen der kan hjælpe mig med et design? Hvor mange vindinger skal spolen have, og hvor stor en strøm vil den trække. Jernkerne? Diameter? Af designmæssige grunde vil jeg gerne køre på 9V eller deromkring. Pladsmæssigt ville det ikke gøre noget hvis den er lille Ø20 x 10, men det er ikkke noget krav.
Jeg kunne godt tænke mig at spolen når den slipper pickuppen gør det blødt. Kan det gøres ved at sænke spændingen over et sekund eller to? Jeg vil så bruge en analog udgang og en power transistor på en pic til at styre spolen.

Med andre ord: Hvordan beregner jeg kraften fra en given spole?

MVH

Peter

[harbst]

Kraft kanikke måles i gram.

en elektromagnet er ikke god til formålet . Den trækker og slipper pludseligt og hård uanset hvor blødt du variere spændingen.
Det er fordi kraften tiltager voldsomt samtidig med at afstanden mindskes.
så der er en ganske bestemt strøm hvor tiltrækningen bliver stor nok til at løfte armen, hvorefter den pludselig smækker op. Tilsvarende den anden vej.

Man kan lægge et lille varmelegeme på en bimetalfjeder. Så bøjer den langsomt , og går langsomt tilbage ved afkøling.

Princippet har været brugt bl. a, til låse i vaskemaskiner og sæbelåger i opvaskere.  Herfra kan du måske redde en. 

[Mikael Boldt]

Elektromagnetisme? Det er Ørsted, Ampére, og Tesla. vi skal ha fat i !

Magneters styrke måles i SI- enheden Tesla (T):

Én tesla er dét (homogene) B-felt der påvirker en på feltet vinkelret, lige ledning med længden én meter hvorigennem der løber en strøm på én ampere, med en kraft på én newton.

eller som Ørsteds formel udtrykker det:


Der findes så afledte formler for solonoid'er og torus'er (hvordan du vikler din ledning.)

God debat

Mikael Boldt

[chrismark]

Peter.

Det er ikke PIC men AVR. Hvad er forskellen ?


Jeg har købt mig denne her via http://www.electrokit.se/index.php





http://www.arduino.cc/playground/Learning/SingleServoExample

Man kan springe hvor gerdet er lavest, men hvorfor ikke kravle under det ?

Marek.

[harbst]

Den formel kommer man ingen vegne med i den sag Boldt.
Beregning af det inhomogene felt fra en jævnstrømsspole med blødt jern og stort luftgab kræver den højere skoleridt ud i matematikken. Noget med konform afbildning of Schwartz-Christoffel
 så vidt jeg husker.

Det er feltest inhomogenitet, som gør at det kan tiltrække .Så det skal man have styr på.

[Morten Jødal]

Jeg vil ikke splitte min velfungerende gamle pladespiller ad, men så vidt jeg kan se, er princippet i det professionelle design i denne maskine følgende:
Pickup-armen kan støtte sig på en blank forniklet vandret bøjle, som igen hviler på en lodret stang, der går ned i pladespillerens indre. Da jeg en gang havde den åbnet, fornemmede jeg, at denne stang løftes af et tandhjulsdrev, styret af en lille elektromotor.
Men du kan sandsynligvis lade det nederste af den lodrette stang bestå af blødt jern og erstatte motoren med en elektromagnetisk spole, hvori jernkernen er centreret i let løftet stilling. Denne konstruktion har ikke de ulemper, harbst beskriver, idet afstanden ikke falder nævneværdigt, når magneten aktiveres ved at slutte strømmen langsomt.
Jeg kan dog bekræfte, at det ingenlunde er let at beregne den magnetiske feltstyrke tilstrækkeligt præcist. Mikael Boldts formler er gode nok - men der skal tages hensyn til et stort bidrag fra jernkernen, herunder integreres over dennes og spolens længder.

[PeterLM844]

Jeg vil prøve at vikle nogle spoler i weekenden. Hvorvidt mit design er optimalt ved jeg endnu ikkke, men mekanisk kontakt til det luftleje armen hviiler på er udelukket.
Jeg havde tænkt mig at elektromagneten skulle trække i kontravægten bagpå armen, og dermed hæve armen. Der skal ikke hives mere end ca. 2 mm, og jeg havde tænkt mig at den skulle bremses af to modsat rettede minimagneter med en ret kort rækkevidde. De er praktisk taget umulige at presse helt sammen, men med bare 5 mm mellem dem kræves der ikke meget mere kraft end deres egen tyngde.

Og Harbst. Jeg ved godt at kraft ikke måles i gram men i Newton. Men stort set alle jeg kender  omregner til en vægtenhed forstår bedst mængden af kraft sådan. De få jeg kender er bestemt nørder der ikke har forstået ret meget af hvad virkelighed er, men til gængæld kan beregne den med rigtig mange decimaler.

MVH

Peter

[B Mønnike]

Hvorfor ikke anvende en solenoiedetrækspole som dem man anvender i trykluftventiler.

Princippet i en sådan bygger på det faktum at når en stålstang der er omgivet af en spole hvortil der sættes strøm  vil trække  stålstangen ind i sig saledes at stålstangen og spolens midpunkter er overens.

Hvis man anvender denne konstruktion til pladespillerpickuparm skal der monteres en luft eller oliedæmper, idet som harbst påpeger tidligere, at det en on/off kraft som opstår, der i dette tilfælde er så voldsom at pickup armen givet bøjes uden dæmper

[chrismark]

Alt kan fjernstyres:
video ; http://wp.tv/i,Ryba-psuje-sie-od-glowy,mid,197151,klip.html
Marek.