Hoe bepaal ik het maximale vermogen (in V/A of Watt) dat ik kan opwekken met een bepaalde magneet sterkte ?

ok. even lezen

---------- edit ---------

U is zeker μ0 of niet ?

[Bericht gewijzigd door daan69 op 21 maart 2020 01:36:24 (69%)]

U is d spanning. µ0 zit al in Phi, de flux.

Btw, betreffende je vraag hierboven, Gauss waarde neemt af als de magneet groter wordt. dat kan, maar wat van belang is : gauss x oppervlak, en dat neemt toe.

Beste Daan, je interesse is lovenswaardig en het spreekt vanzelf dat er allerlei vragen bij je opkomen.

Maar op een forum kan er geen complete cursus elektrodynamica gegeven worden.

Als je wil voetballer worden, ga je ook niet zonder ooit een bal gezien te hebben direct met de trainer gaan discuteren over nieuwe strategieën maar je leert van de anderen hoe je het moet doen enleert gaande weg, en als je steeds beter wordt kun je er een persoolijk tintje aan toevoegen en pas als je helemaal aanvaard bent mag je je zegje zeggen. ZO gaat het bijna altijd.

Er is een enorm verschil tussen een geimproviseerde opstelling en een praktische machine die 150 jaar evolutie heeft doorgemaakt en geoptimaliseerd is. Dààrvoor bestaan relatief simpele vuistregels.

Er zijn zat installateurs die het zonder veel theorie kunnen stellen omdat ze repetitief werk doen dat door anderen tot in detail is uitgestippeld. En dat kunnen uitstekende vakmannen/vrouwen worden, maar met weinig flexibiliteit en aanpassingsvermogen.

Maar als je echt in detail wil begrijpen hoe een generator werkt ontkom je niet aan een stevige basis toegepaste wiskunde.

Ik wil nog meegeven dat die µ0 waarover je het hebt deel uitmaakt van het begrip permeabiliteit. (doordringbaarheid)
Het is de doorlaatbaarheid van het luchtledige voor magnetische velden.
Wanneer een veld door een middenstof gaat voegt die daar een factor aan toe. De relatieve permeabiliteit duidt aan hoeveel keer het magneetveld beter door die stof gaat dan door vacuum.

Sommige materialen laten de magneetvelden iets minder goed door dan vacuum en die noemen we diamagnetisch.
Lucht is relatief ijl en zal een waarde hebben die dicht bij het vacuum ligt.

Sommige materialen zoals ijzer hebben een bijzonder hoge permeabiliteit.
Dat komt omdat de kristallen van dit metaal simpel gezegd niet muurvast zitten maar kunnen roteren en op zich kleine magneetjes zijn die zich richten naar een uitwendig veld. Deze materialen noemen we ferromagnetisch afgeleid van het Latijnse woord voor ijzer.
Maar er zijn nog veel meer factoren. Zo heb je de hysteresis.
Je moet je voorstellen dat ons ijzer dat makkelijk te magnetiseren is gelegeerd wordt met een ander materiaal dat het wat stroever maakt.
Als je dan een heel sterk veld aanlegt, dan overwinnen deze de tegenwringende kracht en gaan zich mooi richten. Als je het veld wegneemt blijven ze dan mooi zo staan omdat ze op zich onvoldoende vrijheid hebben om terug kriskras door elkaar te gaan draaien. En zo heb je een permanente magneet.
Ik wilde alleen maar enkele begrippen wat aanschouwelijker maken, de exacte formules daarvoor vind je alvast op de wiki en vele andere plaatsen en dat hoef ik niet overbodig na te kwaken.
Mijn uitleg is verre van volledig maar het is dan ook geen simpele materie die in enkele zinnen uit te leggen valt.

Je moet ook nog weten dat het woord veld enkel correct is als men het over vacuum heeft. Het wordt ook wel gebruikt voor lucht of sommige materialen omdat dit niet veel scheelt. Maar binnen in een ferromagnetisch materiaal wordt het begrip altijd vervangen door de term magnetische inductie dat rekening houdt met de permeabiliteit.

Niet verwarren met het verwante begrip zelfinductie en wederzijdse inductie in een spoel.
Ik zou onze Nationale Maggie willen citeren: 'Blijf in je kot en pak een leerboek'

Rust roest, en nog geen klein beetje, ik kan er van meespreken.

Op 21 maart 2020 10:02:35 schreef kris van damme:Btw, betreffende je vraag hierboven, Gauss waarde neemt af als de magneet groter wordt. dat kan, maar wat van belang is : gauss x oppervlak, en dat neemt toe.

Nee toch, in het lijstje blijft de diameter steeds 10 mm maar de dikte (hoogte) neemt toe. Tegelijk neemt de sterkte af, dus ook jouw product, terwijl de houdkracht toeneemt.
@Daan: De "sterkte" is de magnetische inductie aan de eindvlakken (polen). Dat is niet puur een materiaaleigenschap (zoals N35). [**Die inductie neemt af als de dikte toeneemt omdat de veldlijnen een steeds langere weg door de lucht moeten gaan.] Zodra er magnetiseerbaar materiaal in de buurt van een pool komt neemt daar de inductie weer toe. Voor erg dikke magneten wordt wordt de houdkracht theoretisch vooral bepaald door het product van oppervlakte en kwadraat van "remanente inductie" Br. Die Br is wel een materiaaleigenschap (ongeveer 1.2 T voor NdFeB35). In jouw tabel zou de kracht oplopen tot ongeveer 45 N.
** Edit: die redenering klopt niet, binnendoor worden de veldlijnen ook langer. Waar komen die "Gausswaarden" vandaan? **

Ik zie dat de grootheden en eenheden weer vrolijk door elkaar gegooid worden. Alsof het nog niet complex genoeg is voor arme Daan.
Ik ben de eerste om me te ergeren aan het gewauwel over anglicismen omdat vooral het Engels nu eenmaal de Lingua franca is van de techniek. Bovendien is bijvoorbeeld 'voltage' ondubbelzinnig voor iedereen.
Veel meer verwarrend is het als grootheden en eenheden van verschillende stelsels door elkaar gebruikt worden.
Gausswaarde bestaat niet. Het is magnetische inductie of fluxdichtheid.
De eenheid daarvan is de Tesla. Soms wordt nog de oude CGI eenheid Gauss gebruikt, maar wie een hedendaags technicus wil worden gebruikt best de algemeen aanvaarde Internationale eenheden (SI) gebaseerd op het MKSA stelsel.

Ik weet het wel, we zouden in principe om 10N appelen moeten gaan en niet om 1kg en er zijn vast nog steeds oudjes die vragen op de markt naar een half pondje drop.

Maar dubbelfoute eenheden gebruiken zoals Gausswaarde kan echt niet in een ernstige discussie.

Rust roest, en nog geen klein beetje, ik kan er van meespreken.

Op 21 maart 2020 12:44:44 schreef aobp11:
[...]Nee toch, in het lijstje blijft de diameter steeds 10 mm maar de dikte (hoogte) neemt toe. Tegelijk neemt de sterkte af, dus ook jouw product, terwijl de houdkracht toeneemt.
.

Ja ik zie het, heb diameter verwart met de dikte. het late uur.

GD : kan er ook eens iets positief inspirerend uit je pen vloeien, naast azijn en ammoniak?
Gauss is dan wel een triviale eenheid, maar blijkbaar nog populair, en het verschil is enkel de plaats van de komma. Giorgi gaat er zich niet voor omkeren in zijn graf.

Toch raar, dat als iemand het woord voltage gebruikt er hier meteen 3 gekende taalpuristen bovenop springen en ik heb je daar nog nooit commentaar horen op geven.
Positief? ik zou zeggen, wat ik schrijf klopt tenminste nu en dan.
Kan je niet van iedereen zeggen :-) Tuurlijk, het late uur. 10u 's morgens.

Wist je bijvoorbeeld bijvoorbeeld dat de "Gausswaarde" alleen enigzins klopt als je de magneet kortsluit met een voldoend dik en kort
stuk ijzer? Evenals de opgegeven houdkracht. Tuuurlijk wel :-)

Rust roest, en nog geen klein beetje, ik kan er van meespreken.

@GD: Door jouw opmerking over "Gausswaarde" realiseer ik me dat mijn redenering over toe/afnemen daarvan niet deugt. De flux (en de gemiddelde fluxdichtheid) door de poolvlakken neemt eerder toe met de dikte dan af. Zal wel voornamelijk komen omdat de veldlijnen buitenom bij een dun schijfje naar verhouding een veel langere weg volgen dan in de magneet. Bij een lange magneet zijn beide wegen grofweg even lang.
Ik was te happig om naar de getallen van Daan toe te werken. Waar hij die "Gausswaarden" vandaan haalt weet ik niet. Het was niet het late uur, maar het is al een tijdje geleden dat ik deze zaken vlot kon ophoesten.

Ik weet het wel, we zouden in principe om 10N appelen moeten gaan en niet om 1kg

Er is daar de gesproken straattaal en de correcte formulering op officiële documenten en alles daar tussenin. Als straattaal zijn we veel vrijer in woordkeuzes en bestaat er eigenlijk niet Zoiets als verkeerd benaming zolang men elkaar maar begrijpt. Zo heeft mijn collega het altijd over een M6 boor, ik weet wat hij bedoelt. Dat is een boor met een voldoende groot gat dat hij er een M6 bout doorheen kan duwen en dan aan de andere kant een moertje.

GD : kan er ook eens iets positief inspirerend uit je pen vloeien, naast azijn en ammoniak?

Hier zoals op die forum vind ik het wel wenselijk dat we zoveel mogelijk de correcte benaming gebruiken maar is toch zeker ook niet verplicht. Als zoals GD nu hier doet ons netjes mededeelt aan de min of meer hardere kern onder de leden is dat gewoon erg goed en vind zijn bijdrage in dit topic eigenlijk best wel correct. Als deze core leden dan de juiste benamingen blijven gebruiken dan gaan vanzelf meer mensen daarin meedoen in dat is alleen maar positief.

Soms zie je ook nieuwkomers met een vraag maar verder weinig kennis van elektrotechniek of elektronica dan mogen ze van best voltage enzo gebruiken daar kan je verder toch ook niet veel aan doen

Ik weet het wel, we zouden in principe om 10N appelen moeten gaan en niet om 1kg

Volgens mij is kg toch de SI eenheid voor massa, en is 10N de SI eenheid voor kracht. Dus dan ga ik toch voor de kg, werkt ook op de maan :) , ook al groeien de appels daar niet zo goed.

Heeft DeKees toch wel een punt kg is een basis eenheid en de Newton een afgeleiden daarvan

http://wiki.bk.tudelft.nl/bk-wiki/SI-Stelsel

waarschijnlijk maakt GD met zijn zak appelen een centripetale beweging met de juiste hoeksnelheid om te zien of ie aan wel 10 Newton komt.

tabel van TS stond het in Gauss, doen we verder in Gauss. zolang hier maar niemand meer afkomt met de BTU is het voor mij ok.

en idd, toen Giorgi het idee van het eenheidsstelsel invoerde kreeg de KG een nieuwe betekenis. eenheid van massa. Anders was het te ver van mijn bed show. De oude Ampère en de nieuwe Ampère schelen wel iets, ben vergeten hoeveel.

Niet helemaal eens met Dekees.
De kg is de eenheid van massa, niet van gewicht in het MKSA/SI stelsel..
Dat is een heel logische keuze.
De massa van een voorwerp is onveranderlijk tov uitwendige factoren.
Relativistische verschijnselen daargelaten.

Als je om appelen gaat is het het gewicht dat van belang is, want zo werkt de weegschaal van de kruidenier.

Gewicht is de gravitatiekracht die de massa ondervindt en is gericht naar het middelpunt van de aarde. Correct zou dus zijn om van 9.81N
te spreken ipv 1kg gewicht.
In het oude CGI stelsel had je een gewichtsafwijking naargelang de plaats van je weegschaal. De aarde is niet helemaal rondEn het gewicht gemeten op een bergtop is een beetje anders dan op zeeniveau.
Met de modernere Newton heb je dat probleem niet, als je maar de correcte aardversnelling in rekening brengt. Voor nauwkeurige metingen kan dit belangrijk zijn.
Helaas duurt het erg lang voor bepaalde termen ingeburgerd zijn.
Maar als KrisVD graag een half pondje zoute drop haalt moet hij maar doen. Maar bedoelt hij dan Franse pond, Engelse pond of Haarlemse pond? Normalisatie is erg belangrijk in techniek.

Ik ben helemaal niet tegen vakjargon. Integendeel. Het is heel normaal dat ervaren collega's onder elkaar vaak grappen en machines en gereedschap leuke bijnamen geven. Maar als je met beginners praat gebruik je best de juiste termen om niet teveel verwarring te zaaien. Tis zo al een moeilijk onderwerp.
Nu het toch over gewicht gaat, is het eigenlijk vreemd dat de kg gekozen werd als eenheid van massa..Basiseenheden bevatten anders nooit het prefix micro, milli, kilo, Mega. Dat zijn afgeleide eenheden.

Rust roest, en nog geen klein beetje, ik kan er van meespreken.

Op 21 maart 2020 23:05:14 schreef grotedikken:
Niet helemaal eens met Dekees.
De kg is de eenheid van massa, niet van gewicht in het MKSA/SI stelsel..

op aarde werkt het die weegschaal toch goed. je koopt tenslotte per kg.

Op 21 maart 2020 23:05:14 schreef grotedikken:

is het eigenlijk vreemd dat de kg gekozen werd als eenheid van massa..Basiseenheden bevatten anders nooit het prefix micro, milli, kilo, Mega. Dat zijn afgeleide eenheden.

dat was historisch zo al gegroeid. de KG was er al zo lang en zo praktisch dat teruggaan naar de gram niet is gedaan.

Het is prettig werken als eenheden aansluiten met de dagelijkse realiteit zonder te grote of te kleine getallen op te leveren.

In het dagelijks leven, de huisvrouwen, oude reutels als ik houden daar nog wel aan vast. Ik betrap me er zelf nog steeds op na bijna 20 jaar Euro dat ik sommige prijzen omreken naar Franken om de waarde te kunnen schatten.
Mar jonge starters moeten toekomstgericht denken en niet voortdurend verward worden met termen die verouderd zijn. Geen enkele tiener rekent nog in Franken of Guldens, waarom ze op een dwaalspoor brengen met verouderde technische termen. Er is tegenwoordig zoveel te weten, dat je niet eeuwig bij één aspect kunt filosoferen.
Dus vermijd het gebruik van de pond, de Oersted, de Gauss, de el en de duim als je jongeren op weg wil helpen. Maar weet, als je ze nog eens tegenkomt hoe je ze moet omrekenen naar huidige eenheden.

Op 21 maart 2020 23:19:24 schreef kris van damme:
[...]

op aarde werkt het die weegschaal toch goed. je koopt tenslotte per kg.

Te kort door de bocht vind ik,
Als je een zak zand of appelen koopt, zal het niet zo nauw steken, maar voor sommige zaken war het nauwkeurig moet zijn is de Newton een betere gewichtsmaat dan de oude kilo. De diamanten die je van je oma geërfd hebt zullen in Nederland meetbaar zwaarder zijn dan in Zwitserland en in Congo. En daar komt het wel op een karaatje.

[Bericht gewijzigd door grotedikken op 22 maart 2020 00:16:25 (27%)]

Rust roest, en nog geen klein beetje, ik kan er van meespreken.

Appels koop je per kg, niet per N. Het gaat immers om de hoeveelheid stof. Een veerbalans-weegschaal meet door gebruikmaking van de aantrekkingskracht van de aarde, en moet dus geijkt worden voor de breedtegraad waarop hij gebruikt wordt. Bij de nauwkeurige is dit inderdaad een punt. Voor de appels maakt het niet uit.

Maar inderdaad, die kg staat wel gek in het MKS-stelsel: meter, kilogram, seconde. En daarvóór hadden we het CGS-stelsel: centimeter, gram, seconde. Niet veel logischer dus, met die centimeter.

Nu ja, tenslotte gaat het om de afspraken, en als de kg de eenheid van massa is - al tientallen jaren -, dan is het niet aan ons amateurs om daar ingewikkeld over te doen.
Het SI schrijft trouwens voor, niet meer dan één prefix te gebruiken. Anders zouden we bijvoorbeeld 'mkg'schrijven (milli-kilogram), maar dat is dus gewoon 'g' (gram). Gelukkig maar.

Intussen is die magneet-in-een-spoel-vraag best interessant, vind ik. Inmiddels vind ik ook dat als de beweging van de magneet door de spoel tweemaal zo snel is, het momentaan opgewekte vermogen inderdaad viermaal zo hoog is - MITS de belasting 'licht' is, dus de belastingweerstand hoog genoeg is.
Bij zwaardere belastingen gaat het verband niet meer op, merk ik. Zelfs als de spoel weerstandloos verondersteld wordt, gaat toch de reactantie zelf in de weg zitten.
Simulatie (willekeurige eenheden), flux in de spoel en opgewekte spanning:

Vermogen in belastingweerstand bij toenemende frequentie (waarbij de flux-pulsen evenredig smaller worden).
Bij 1000 en 100 ohm gaat het vermogen kwadratisch met het 'toerental', maar bij kleinere weerstanden niet meer:

Simetrix.
e: Dit is niet een kant-en-klaar antwoord voor @TS, maar hopelijk toch leuk voor 'erbij' in de discussie.

Keramisch, kalibratie, parasitair: woordenlijst.org

Op 22 maart 2020 00:19:05 schreef Frederick E. Terman:

Bij zwaardere belastingen gaat het verband niet meer op, merk ik. Zelfs als de spoel weerstandloos verondersteld wordt, gaat toch de reactantie zelf in de weg zitten.

daar zat ik nog op te wachten :-)
Je kan het ook zo stellen : naarmate de stroom door de winding groter wordt werkt dit het veld van de magneet sterker tegen. Het tegengestelde veld in de winding breekt tijdelijk het veld van de magneet af op de plaats waar de winding passeert.

Voor iemand die het zich nog herinnert: bij grote gelijkstroomdynamo's had je om dat verschijnsel te compenseren een extra commutatie compensatie wikkeling. Andere optie was de commutator verschuiven in functie van de belasting.

IS het bij zwaarde belastingen niete gewoon I2R die je tegenwerkt?

Anders zouden we bijvoorbeeld 'mkg' schrijven (milli-kilogram)

Ik heb wel een oude HP meter die milli micro- en micro micro ampères kan meten. Staat gewoon als bijschrift bij het bereik. Oftewel nano- en pico ampères toch is dat minder storend omdat ze elkaar niet tegenwerken zoals in mkg

Op 22 maart 2020 16:46:26 schreef benleentje:
IS het bij zwaarde belastingen niete gewoon I2R die je tegenwerkt?

ergens in de tekst van fet staat" Zelfs als de spoel weerstandloos verondersteld wordt, gaat toch de reactantie zelf in de weg zitten."

En een inductieve reactantie kan maar reactant zijn als door energie op te bergen in een magnetsich veld. Dat kan enkel door het overheersende externe veld ( de bezetter :-) ) locaal te verdringen.

@FET:

Simulatie (willekeurige eenheden), flux in de spoel en opgewekte spanning

Met welk programma had je dit zo snel voor elkaar gekregen, inclusief een mooi plaatje? Ik kan het alleen door exacte uitdrukkingen hard te programmeren (niet simuleren) in Freemat**. Daarbij neem ik aan dat je flux op de getekende schaal beschreven wordt door Φ(x) = exp(-4*x^2). De verticale schaal van de induced voltage wijkt dan wat af (mijn piek net boven 1.7). Verder moet ik L = 1.5 nemen. Het Vermogen is bij jou (vrijwel?) 8/5 keer groter dan bij mij.
Het plaatje geeft 1.6 keer mijn Vermogen weer, bij dezelfde serie R-waarden. In Freemat lukt het mij niet om mooie schaalverdelingen aan te brengen.

**Edit: Nu toch maar eens Freemat (erg oud, 2013) vervangen door GNU Octave (onder Linux). Werkt prima. Hier een plaatje van Octave.

Ik zat met exact dezelfde vraag aan FET , maar vergat ze te stellen. Goed dat je het topic nog even boven water haalt.

Wel, het zijn bij mij willekeurige eenheden, dus kijk niet naar die 8/5.
Ik heb de flux 'gemaakt' door stroom in een ideale spoel van 1 H, en diezelfde spoel weer gebruikt om de inductiespanning in te berekenen. Ik had ook een tweede spoel kunnen gebruiken, met een apart te bepalen koppelfactor k, maar dat bleek op hetzelfde neer te komen.

De 'vorm' van de fluxpuls is min of meer fantasie; het stelt een magneet voor die langs de spoel draait, zoals de magneet in een fietsdynamo doet.
Inderdaad jouw formule, maar wel geschaald met de 'omwentelingsfrequentie', dus bij meer toeren worden de pulsen ook smaller, net als in het echt zou gebeuren.
De omrekening naar absolute maat heb ik laten zitten, maar de vorm van de grafiek klopt wel zowat; het is leuk dat je er hetzelfde uit krijgt!

Ik gebruik voor dit soort dingen altijd Simetrix.

Keramisch, kalibratie, parasitair: woordenlijst.org

Op 25 maart 2020 23:33:38 schreef Frederick E. Terman:
Wel, het zijn bij mij willekeurige eenheden, dus kijk niet naar die 8/5.
Ik heb de flux 'gemaakt' door stroom in een ideale spoel van 1 H, en diezelfde spoel weer gebruikt om de inductiespanning in te berekenen. Ik had ook een tweede spoel kunnen gebruiken, met een apart te bepalen koppelfactor k, maar dat bleek op hetzelfde neer te komen.

.

Oh.. je hebt er een autotrafo van gemaakt. maar idd, één of twee spoelen, maakt niet uit. Zelfinductie , de naam zegt het al..

@FET: Ik weet wel dat je het zou *kunnen* doen maar ik had in Simetrix alleen bij Current Source gezocht. Nu opnieuw gekeken, Waveform Generator misschien? Daarin zit inderdaad zoiets als Pulse(exp). Dat werkt niet bij mij (blijft gewoon square wave). Misschien omdat ik een gratis versie heb? Ik moet de details van pulse(exp) nog gaan nalezen in de documentatie**.
Terzijde, dat Freemat programma wordt al jaren niet meer onderhouden. In het verleden heb ik wel eens Octave geprobeerd maar dat ging toen niet goed. Gisteravond toch weer eens geprobeerd en het werkt (onder Linux) als een tierelier en met nauwelijks enige wijziging in de taal t.o.v. Freemat.
Ook terzijde, wat Simetrix in "AC" analysis doet zou ik geen simulatie noemen. Er wordt geen proces in de tijd nagespeeld. Dit in tegenstelling tot de situatie bij Transient.

** Edit: dat exp blijkt dus te slaan op exponential delay van een rechthoekpuls, niet op een Gausskromme.

Voor dit soort willekeurige bronnen kun je een 'gewone' bron neerzetten, vervolgens met Edit Properties het MODEL in 'B' veranderen, en dan kun je bij VALUE alles invullen wat je wilt: V= etc.

Zelf vind ik het gemakkelijker gewoon onder Place, Analog Behavioural, een Non-Linear Transfer Function te pakken. Ook daarin kun je alles kwijt wat je wilt.
Ondanks de naam ('Transfer') hoef je in je formule geen ingangsspanning of -stroom te gebruiken.
(Zie beide voorbeelden in plaatje onderaan)

Natuurlijk heb ik hierboven géén AC-analyse gebruikt, dat zou ook geen zin hebben vanwege mijn niet-sinusvormige pulsen.
Ik heb met Enable Multi-step de transient uitgevoerd voor steeds hogere pulsfrequenties (dus ook met steeds smallere pulsen, zoals vermeld), en alle resultaten samengevat met Probe, Performance Analysis.

Keramisch, kalibratie, parasitair: woordenlijst.org