Behöver hjälp med att bygga en liten elektromagnet

[pbengtss]

Jag behöver en elektromagnet men är absolut ingen elektriker... Jag ska försöka beskriva vad jag vill bygga, och inser redan nu att det kommer att komma önskemål om mer detaljer. Men vi börjar här:

Det jag behöver i det här skedet har ungefär följande egenskaper

• * Cylindrisk med restriktioner på måtten diameter (D) och längd (L): d < 20mm; L >= 2D
  * Stark som en bra kylskåpsmagnet som kan hålla ca 10 vykort på plats på en vanlig kylskåpsdörr (de vanligaste kylskåpsmagneterna klarar ca 2-3 vykort)

Jag skulle vilja ha hjälp med att bestämma hur den skall byggas och vad jag måste köpa. Jag är otroligt tacksam för direktlänkar till förslag på inköpsmaterial!

1) Lämplig kärna? En M3-skruv?
2) Strömkälla? Någon av de 25 AC-adaptrarna man har i ett normalt hem? Jag har till exempel en framför mig som är märkt 600 mA. Kommer en sådan att räcka till?
3) Emaljerad koppartråd - Dimension? Var köpa? Ungefär hur många varv skall lindas? Grov gissning räcker.
Fråga vad ni behöver veta för att kunna hjälpa mig!

[4kTRB]

Wiki som vanligt har bra sidor...

http://en.wikipedia.org/wiki/Electro-magnet

[gOry]

Är de själva byggandet eller funkar de med en färdig?

[4kTRB]

Om du köper en rulle koppartråd i stil med 55-503-36
så brukar det vara ett hål genom rullen. Stoppa i
en rund järnbit och koppla in din trafo på den.
Sedan så likspänning är nog att föredra.

[blueint]

Några tumregler:
* Fältet avtar medkubiken på avståndet (r³).
* Avgiven värmeeffekt är beroende spolens resistans.
* Styrkan beror enbart på strömmen (ampere) genom spolen.

(korrigera mig om jag har fel )

[SeniorLemuren]

Du kan göra en enkel överslagsberäkning på följande vis.
om du bestämmer kärndiameter, maxdiameter och längd på själva spolen. säg att d=6 mm och D=20 mm L=40 mm det ger halva tvärsnittet av spolen 7 x 40 = 280 mm2.

Alltså i det här fallet är det utrymme du har tillgängligt för lindningen. Antal varv gånger arean skall bli 280 mm2.

Med utgångspunkt från detta kan du nu räkna på olika sätt, här är ett..

Du kan utgå från hur stor effekt du vill att magneten ska ha säg t.ex 12 watt, du vill använda en matningsspänning på 12 V DC Det ger en ström på en ampere i lindningen.
Eftersom det är DC så är spolen enbart resistiv och man använder formeln ur ohm lag
U = I x R och P = U x I ==>Resistansen = P/I2 = 12 ohm

Medellängden per varv i spolen = 8,5 mm x 3,14 = 26,7 mm

Känt
Tillgängligarea =A=280 mm2
Önskad resistans R=13 ohm
Resistans koppar 0,0000175 ohm/mm2 /mm
Spolens medeldiameter = 8,5 mm
Lindningsvarvets medellängd = 3,14 x 8,5 = 26,7 mm

Sökes
trådarea
antal lindningsvarv

Ekvation 1
R = antal lindningsvarv * Lindningsvarvets medelellängd * Resistans koppar div area

Ekvation 2
A = antal lindningsvarv * area ==> antal lindningsvarv = A div area

Sammansatt ekvation
R = A div area x medelellängd * Resistans koppar div area ==>

R = A x medelellängd x Resistans koppar / area2

area = kvadratroten ur A x medelellängd x Resistans koppar

area = kvadratroten ur (280 x 26,7 x 0,0000175 div 13) = 0,1003 mm2

area = diam* diam 3,14 div 4
diam = roten ur (0,1003 * 4 div 3,14)

diam = 0,357 mm
antal lindningsvarv = A div area
antal lindningsvarv = 280 div 0,1003 = 2792 varv

Hoppas att jag räknat rätt i nattens tysta timmar.

Tänk på att ta hänsyn till att rund tråd tar något mer plats än kvadratisk. Hur mycket det skiljer orkar jag inte räkna ut denna sena timme, kanske någon annan tar vid.

EDIT: Av någon outgrundlig anledning hoppade siffan 13 in i stället för 12 som ju var resistansen. Detta ändrar uträkningen till
diam = 0.365 mm
antal lindningsvarv = 2681

[pbengtss]

@gOry
Färdig vore bäst om det finns billigt. Jag tänkte att det är säkert svårt att hitta en färdig, därav byggandet. Byggandet i sig är jag inte särskilt intresserad av om det inte är nödvändigt

@SeniorLemuren
Det är ju sådana här svar man vill ha!
Jag ska dimensionera och räkna lite så får vi se vad jag kommer fram till.

[gOry]

Jag tänkte på såna magneter som håller upp branddörrar, men dessa kanske har en permanentmagnat som motverkas av en elektromagnet när den slås till?
Kanske även är förstora och dyra.
Skulle man inte kunna göra något med spolar till solenoidventiler? Jag har en hink med dessa spolar på jobbet ,

[Pucco]

ELFA har några tryck- och dragmagneter med storlek och effekt som kanske passar. En annan möjlig källa till färdiglindade spolar i lämplig storlek är att slakta reläer.

[gOry]

Kan säga att mina spolar var de inge vidare drag i, skulle vilja säga att dom var mer som medeldåliga kylskåpsmagneter.
Men varma och goa blev dom, flickvännen gilla dom som handvärmare.
24V DC spole, dom drog vid testet 0,7A

[Henry]

Jag tänkte på såna magneter som håller upp branddörrar, men dessa kanske har en permanentmagnat som motverkas av en elektromagnet när den slås till

Vet inte hur det nu är med alla typer men de jag sett lite här och var har helt enkelt bara varit en elektromagnet som höll fast en stålplatta som satt fast på dörren. När larmet går så bryts strömmen och dörren stängs som förstås är fjäderbelastad.

[gOry]

Jo så borde de vara för största säkerhet, Men jag vill minas att dom är väldigt starka. men de kanske är för stora i detta fall.

[blueint]

Någon som har kläm på hur man räknar ut fältstyrkan [Tesla] ..?
(beroende på dom andra ekvationsvariablerna)

[pbengtss]

Dörrhållarmagneter är på tok för stora och starka för det jag ska ha den till.

@SeniorLemuren
Jag tror att det blev ett litet fel i din beräkning av medeldiametern, skulle ha varit 13mm men det saknar betydelse...

Jag har nu funderat lite och bestämt dimensioner. Allt nedan är direkt kopierat från Excel (om det ser konstigt ut).
Men beräkningarna säger ju ännu ingenting om hur stark min magnet kommer att vara. Jag ska köpa en rulle 0,20mm tråd och prova lite. Jag tänker att jag tar en M3-skruv som kärna, limmar fast 2 plastbrickor med rätt avstånd, sätter skruven i min skruvdragare och kör på tills jag har rätt diameter och testar. Återkommer med resultat!


Kärndiameter d 3 mm
Ytterdiameter D 7 mm
Spolens längd L 20 mm

Spolens halva tvärsnitt A 40 mm2
Cirkels packningstäthet k 0,907
Effektiv CU-area Acu = A * k = 36 mm2

Spänning U 12 V
Ström I 1 A
=> Effekt P 12 W
=> Resistans R 12 Ohm

Spolens medeldiameter dx 5 mm
Medelvarvlängd lx 15,71 mm

Resistans CU Rcu 1,75E-05 ohm /mm2 /mm


SÖKER
Antal varv N
Trådens area Atråd


EQ 1: R = N * lx * Rcu / Atråd
<=> Atråd = N * lx * Rcu / R [EQ 3]

EQ 2: A = N * Atråd
<=> Atråd = A / N [EQ 4]

EQ 3 = EQ 4 => N * lx * Rcu / R = A / N
<=> N2 = A * R / (lx * Rcu)
=> N = SQRT((A * R)/(lx * Rcu))

RESULTAT
N = 1258 varv
Atråd = 0,03 mm2
Dtråd = 0,20 mm
Ltråd = 19,8 m

[4kTRB]

Linda upp tråden på en syrulle och du har en liten smidig magnet.