Invloed van een statisch magneetveld op inductief gekoppelde spoelen

Kan iemand mij uitleggen wat er zou gebeuren als je een sterk statisch magneetveld hebt (bijvoorbeeld een bovenleiding van een tram, of een MRI scanner) in dezelfde ruimte plaatst met een ander, kleiner magnetisch veld, bijvoorbeeld een draadloze telefoonoplader/tandenborsteloplader? (ik weet niet wat voor type magneetveld dit is? Valt dit onder RF of onder laagfrequent?)
Wat zal de invloed zijn van het sterke statische magneetveld op de draadloze telefoonoplader? En andersom, wat is de invloed van de draadloze telefoonoplader op het sterke statische magneetveld? Beinvloeden deze elkaar? En zo ja, hoe kan dit voorkomen worden?

Ik heb ooit gehoord dat een draadloze oplader niet meer werkt naast een transformatorhuisje, of onder een bovenleiding. Ik zou graag de theorie achter deze technieken te weten komen.

Je draadloze tandenborstel laadt via een "trafo", waarvan de primaire in de basis zit en de secundaire in de borstelbehuizing. de AC stroom door de primaire induceert een wisselveld dat door de secundaire wikkeling wordt omgezet in spanning.

een statisch magneetveld heeft op die trafo geen invloed, voor zover de trafo geen kern bevat (uit gelamelleerd metaal of ferriet bvb). Deze laatste kunnen verzadigd boven een bepaalde veldsterkte van je statisch veld, en dan werkt de trafo minder goed tot niet meer. daar gaat al een stevig statisch veld voor nodig zijn. tramleiding lijkt me niet mogelijk.(overigens, wie gaat zijn tandenborstel dicht bij een tramleiding laden :-) ?) MRI scanner zeker wel.

joopv

Golden Member

Ik heb wel eens een dc-dc converter stuk gemaakt door er een hele sterke NIB magneet tegen de trafo kern te houden.

Het was de inverter van de backlight van een laptop met LCD scherm. Ik denk dat je dit destructieve experiment zonder meer kunt herhalen met andere spullen die je in je huis of hobbykamer vindt.

@Kris: alleen luchtspoelen hebben hier geen last van. Vrijwel iedere oplader bevat een trafo met een kern die je in verzadiging kunt drukken met zo'n supermagneetje - met als mogelijk - of waarschijnlijk? - gevolg dat er een schakeltransistor overlijdt.

Dank!
Laten we uitgaan van de MRI scanner (oftewel een zeer sterk magnetisch veld). De frequentie van een draadloze lader ligt tussen de 100kHZ en 200 kHZ(?). Als ik daar binnen kom lopen met mijn draadloze lader (veronderstel even dat deze non magnetisch is en niet tegen de MRI aangetrokken wordt), wat is dan de invloed van dat kleine spoeltje op de MRI scanner?

En laten we het nog gekker maken, wat als ik deze trafo zonder kern in de MRI scanner plaats? Wat voor gevolgen zal dit hebben voor de functionaliteit van de scan? Krijg je dan vlekken te zien op de foto die genomen is door de MRI?

veronderstel even dat deze non magnetisch is

Tja,

De kerk trekt nu eenmaal sommige mensen aan... ;)

Arco - "Simplicity is a prerequisite for reliability" - hard en software ontwikkeling: www.arcovox.com

Op 13 oktober 2020 11:02:45 schreef Arco:
[...]
Tja,

De kerk trekt nu eenmaal sommige mensen aan... ;)

die non werd aangetrokken door... een nozem.. :-)

*klikwaarschuwing*

https://www.youtube.com/watch?v=GZVdsH3Kufs

Op 13 oktober 2020 10:48:02 schreef joopv:

@Kris: alleen luchtspoelen hebben hier geen last van. Vrijwel iedere oplader bevat een trafo met een kern die je in verzadiging kunt drukken met zo'n supermagneetje - met als mogelijk - of waarschijnlijk? - gevolg dat er een schakeltransistor overlijdt.

dat schreef ik toch al? :-) (heb kern nu even in het "vet" gezet..)

nu, als je DC convertor iets of wat stroombegrenzing bevat, dan overleeft die voeding dat (en gaat ze hikken)

Op 13 oktober 2020 10:59:38 schreef FDEII:
Dank!
Laten we uitgaan van de MRI scanner (oftewel een zeer sterk magnetisch veld). De frequentie van een draadloze lader ligt tussen de 100kHZ en 200 kHZ(?). Als ik daar binnen kom lopen met mijn draadloze lader (veronderstel even dat deze non magnetisch is en niet tegen de MRI aangetrokken wordt), wat is dan de invloed van dat kleine spoeltje op de MRI scanner?

Die kern MOET magnetisch zijn om te werken. Dat ie niet magnetisch is, dat KAN niet. Als een mens van ijzer gemaakt zou zijn, kan je dan in de MRI? ALS <iets wat niet waar is> wat gebeurt er dan? Ehhh afhankelijk van je aannames in welk universum jou aannames kunnen gelden.

Als star-trek waar is, hoe komen ze dan aan de energie om zo hard te gaan? Tja. Onzin vraag.

Je kern is magnetisch en zal met veel geweld de MRI machine in getrokken worden. Worst-case, maak je dan de koeling voor de supergeleidende magneetspoelen kapot. Dan warmt de supergeleider op totdat ie niet meer supergeleidt. Dan ontploft de boel.

four NANDS do make a NOR . Kijk ook eens in onze shop: http://www.bitwizard.nl/shop/

@Arco: :)

@TS: Een MRI scanner moet hele zwakke hoogfrequente signalen meten en daar extreem ingewikkelde berekeningen mee doen om een beeld te maken, ik kan me voorstellen dat die best gevoelig is voor HF verstoring.

@REW: het is prima mogelijk om zonder kernmateriaal inductief energie over de dragen. Ik heb dat eens gedaan voor een paar Watt, in een omgeving met veel staal en aluminium, zelfs binnen de spoelen, met een rendement van zo'n 40%, en dat moeiteloos door een EMC test gekregen. De truc was vooral dat de spoelen groot waren en de afstand klein (~20cm diameter en <2cm onderlinge afstand).

[Bericht gewijzigd door SparkyGSX op 13 oktober 2020 12:04:28 (47%)]

Een manager is iemand die denkt dat negen vrouwen in één maand een kind kunnen maken

.

[Bericht gewijzigd door Brainbox op 13 oktober 2020 12:49:48 (99%)]

PE9SMS

Special Member

Een object met een andere magnetische geleidbaarheid (jouw draadloze lader) dan de omliggende omgeving (de lucht) geeft een verstrooiing in het magnetische veld van de MRI. Ter plaatse krijg je een verdichting of verdunning van het magnetisch veld. Afhankelijk van of het object een betere of slechtere magnetische geleiding heeft dan lucht. Als je dit dicht genoeg bij het centrum van de MRI scanner doet krijg je verstoring/artefacten in het beeld.

This signature is intentionally left blank.

Dus, wat ik nu weet is dat een spoel met kern niet geschikt is voor zulke toepassingen omdat deze anders in verzadiging gedrukt wordt? Daarnaast moet je uit het midden van het centrum uit de buurt blijven met de spoel?

Zijn hier bronnen voor beschikbaar waar ik dit kan lezen? Ik zou namelijk graag wat bronvermeldingen aangaande dit onderwerp vermelden, maar ik weet niet of Circuitsonline een goede bron is? (niet dat ik jullie niet geloof hoor haha).
Onder welke categorie valt dit soort wetenschappen?

Frederick E. Terman

Honourable Member

Ik begrijp niet goed hoe de draadloze oplader op al die plaatsen - werkend - kan terechtkomen. Hoewel de naam anders doet vermoeden, zit er een netsnoer aan dat ergens ingeplugd moet zijn, en het snoer heeft een beperkte lengte.

Een spoel hoeft geen magnetische kern te hebben, al zal dat in het laagfrequente gebied waarover we het hebben wel vaak het geval zijn.

Als je een luchtspoel, waardoorheen een stroom met een frequentie van 40 kHz loopt (mijn tandenborstel laadt op 40 kHz), in een statisch magneetveld brengt, zal die spoel mechanisch gaan trillen op 40 kHz. Een gewone luidspreker werkt ook zo.

In een MRI worden frequenties zo tussen 1 en 300 MHz gebruikt. In theorie zouden de ontvangers dus geen last moeten hebben van een luchtspoel met LF in de scanruimte. Aan de andere kant, de LNA's hebben, juist door de brede frequentieband die ze moeten verwerken, weinig selectiviteit (die komt verderop pas).
En ook zal de golfvorm in jouw luchtspoel wel de nodige harmonischen bevatten. Aan de compatibiliteit met MRI-scanners wordt bij het ontwerp van telefoonladers en tandenborstels bedroevend weinig aandacht geschonken. ;)

--

een spoel met kern niet geschikt is voor zulke toepassingen

Welke toepassingen?

Keramisch, kalibratie, parasitair: woordenlijst.org

Ha FDEII,

Kijk eens naar de wet van Maxwell dan wordt een en ander duidelijk :D
Onder een hoogspanningsmast heb ik nog niet mijn tanden gepoetst :X maar je kunt er zeker wel iets opladen als je de juiste sonde (spoel) gebruikt.
En een RMI er onder plaatsen dat geeft geen goed resultaat interferentie !
Bij de CERN in Geneva zo'n 175 meter onder de grond ontstaat interferentie als de Thales stopt :(
Als je zelf er onder gaat staan voel je het veld ook je haren op je arm gaan iets overeind staan.
Maar jou spoel levert te weinig veld sterkte om van betekenis te zijn wel treed er koppeling op tussen sterker radio signalen en de hoogspanningslijn en werkt de lijn als een transmissie lijn mits de ondergrond redelijk van kwaliteit is.

Jou laatste opmerking waarom zou een spoel met een kern niet geschikt zijn :? ( ik laat het RMI verhaal even buiten beschouwing want die detecteert op een andere manier ).
Een kern in een spoel werkt als een lens prima bundel werking maar je wil de opgeslagen energie afnemen, dan moet je de spoel wel uitbreiden door dezelfde kern te voorzien van een tweede spoel je maak dan een trafo ;)
Als je meer wil bereiken zal je de boel moeten laten oscilleren dat is zonder verlies een self fulfilling prophecy ( was het maar waar ) maar goed door je systeem te laten oscilleren ( resonantie transformator )krijg een behoorlijke opslingering.

Gratis energie en het is nog legaal ook want je neemt totaal geen elektrische stroom er van af :P

Groet,
Henk.

Everything should be as simple as possible, but not simpler.

Op 13 oktober 2020 13:52:41 schreef electron920:
Gratis energie en het is nog legaal ook want je neemt totaal geen elektrische stroom er van af :P

O nee? Hoe kan je energie aftappen zonder stroom?

Ha KlaasZ,

Tja... even een nuance we hebben het, of liever gezegd @TS heeft het gevraagd over een koppeling in het nabije veld :D
Volgens mij heb ik verleden week ook zo,n draadje voorbij zien komen.
Dat betekend dat we geen fysieke transformator koppeling creëren dus de Vp × Ip = Vs × Is.... is niet van toepassing.

Wat we moeten doen is een resonantie ( oscillator ) kring maken en om het oscilleren opgang te houden hebben we steeds een schepje energie nodig we moeten onze tank ( kring ) steeds bijvullen.
Het dichtbij veld heeft een geheel ander gedrag het is een reactief veld als dit op een kale spoel schijnt dan zal dit een evanescent golf te weeg brengen welke een e macht als verloop heeft vandaar de condensator in de resonantie ( tank ) kring

De invloed op ( belasting aan ) de hoogspanningsleiding.
Het veld ligt zo'n 280 meter rond de zijkanten van de leidingen dit is wat het RIVM er over schrijft.
Zolang er een lading verplaatst wordt is dit EM-veld aanwezig het maakt niet uit of jij alleen er een resonantiekring onder houd of dit met de club doet het veld is er toch wel de voorziening vanuit de centrale ziet jou spoeltje in het geheel niet :P
Ik zou eens kunnen uitrekenen ( RIVM geeft de veldsterktes op ) hoe zo'n resonantie kring er uit zou moeten zien om een laagspanning lampje te laten branden

Groet,
Henk.

Everything should be as simple as possible, but not simpler.

Op 13 oktober 2020 12:00:10 schreef SparkyGSX:
De truc was vooral dat de spoelen groot waren en de afstand klein (~20cm diameter en <2cm onderlinge afstand).

Precies. Zo zou ik het ook doen (of als eerste proberen en dan kijken of je veel verliest als je kleiner gaat). Maar commercieel een 20cm spoel in je tandenborstel.... Ik weet niet of de markt-acceptatie groot zal zijn.... :-)

Op 13 oktober 2020 13:11:13 schreef FDEII:
Zijn hier bronnen voor beschikbaar waar ik dit kan lezen?

Je doet nu alsof je
1) je antwoord ondertussen gevonden hebt en dat aan je "baas" of "stagebegeleider" wil gaan rapporteren.

2) Alsof je inderdaad met een draadloos laad-apparaat de MRI in wil.

Aangezien de kern zeker magnetisch is, gaat dat "in de MRI" zowiezo niet lukken. Dus de vraag is: Waar ben je mee bezig, waarom moet je dit weten, wat is de toepassing?

[Bericht gewijzigd door rew op 13 oktober 2020 16:04:12 (38%)]

four NANDS do make a NOR . Kijk ook eens in onze shop: http://www.bitwizard.nl/shop/

Of de secundaire kring nou wel of niet in resonantie is maakt niet uit.
Je onttrekt energie en die kan alleen maar van de HS leiding komen.
In de centrale merken ze daar inderdaad niks van, het aandeel dat je onttrekt is zo klein dat het verschil niet meetbaar is.

Op 13 oktober 2020 13:11:13 schreef FDEII:
Zijn hier bronnen voor beschikbaar waar ik dit kan lezen? Ik zou namelijk graag wat bronvermeldingen aangaande dit onderwerp vermelden

Dit klinkt toch wel erg als een stiekeme schoolopdracht!

Je gaat waarschijnlijk geen bron vinden die exact dit omschrijft, je kunt het beredeneren vanuit kennis van dergelijke laders, de basisprincipes van MRI scanners, en algemene kennis van de onderliggende natuurkunde.

Een manager is iemand die denkt dat negen vrouwen in één maand een kind kunnen maken

Als star-trek waar is, hoe komen ze dan aan de energie om zo hard te gaan? Tja. Onzin vraag.

Verre van dat er zijn genoeg bedrijven en universitair opgeleide mensen met die vraag bezig.
Het is een geheel andere discussie maar star-trek zit qua theorie voor een groot deel goed.
Een warp bubble is volgens theorie en de wiskunde erachter inmiddels wel plausibel. Helaas is er oim de wiskunde sluitend te krijgen er negatieve energie voor nodig wat tot op heden nog niet is gelukt om dat te maken.
Het is namelijk zo als dat je een vacuüm creëert deze niet leeg blijft maar er spontane Quantum fluctuaties optreden waardoor er toch deeltje in de net gecreëerde vacuüm terecht komen

https://en.wikipedia.org/wiki/Alcubierre_drive

Frederick E. Terman

Honourable Member

'I'm completely lost here'.
Het lijkt erop dat inmiddels een heel andere vraag beantwoord (of bediscussieerd) wordt, dan die in de startpost. Die vraag was: wat doet een spoel waardoor wisselstroom loopt, als je hem in een aanzienlijk magnetisch gelijkveld brengt.
Ergens is het onderwerp totaal veranderd, maar in de posts van @TS zie ik niet hoe, of waar. Wat mis ik?

Keramisch, kalibratie, parasitair: woordenlijst.org
EgbertG

Special Member

Ik wilde antwoorden: op basis daarvan werkt de YIG oscillator, maar wist ook niet meer of dat antwoord nou nog ergens zou passen ;-)

Pe1jku

Mijn excuses voor mijn late reactie en onduidelijke reacties. Ik zal inderdaad even het een en ander ophelderen.

Ik snap dat het op een schoolvraag lijkt, dit is niet het geval. Misschien leek het zo vanwege mijn gebrek aan kennis.

De reden van mijn vraag: Een vriend van mij is werkzaam bij het UMC, waar ze een 7T MRI scanner hebben. Welnu worden er tijdens een MRI scan sensoren op het lichaam van de patiënt geplaatst. Deze sensoren (geen idee of dit ook sensoren genoemd worden) gaan vervolgens met kabels naar een ADC, welke samen met de patiënt in de MRI scanner geplaatst worden. Deze ADC wordt gevoed met voedingskabels, welke afkomstig zijn van voedingen uit een andere ruimte. Nu willen ze deze voeding van de ADC draadloos maken. (vraag me niet waarom). Dit gaan ze doen door middel van inductieve koppeling. Er worden spoelen op de buitenkant van de MRI scanner geplaatst en op de ADC zal ook iets van een ontvanger worden gemaakt.
Ik dacht dat dit niet zou kunnen omdat de magnetische velden elkaar verstoren en de MRI niet meer zal doen wat die moet doen. Maar ik kan dus niet vinden hoe het statische veld van de MRI scanner het wisselveld van de inductieve koppeling verstoort, en andersom.

Ik doe zelf inderdaad de opleiding elektrotechniek, vandaar dat ik op zoek ging naar de oplossing hiervoor, maar ik kan er eigenlijk zeer weinig over vinden. Ik vond het een zeer interessant vraagstuk

Frederick E. Terman

Honourable Member

Ah, gelukkig dus toch nog het onderwerp dat ik dacht :). Dit zou in de startpost beslist bruikbaar geweest zijn, maar in elk geval, nu weten we het ook.
Ik denk dat dan mijn antwoorden ook nog bruikbaar zijn:

1) Een spoel waar wisselstroom doorheen loopt, zal in het magnetisch gelijkveld willen gaan trillen, net zoals de spreekspoel in een gewone luidspreker. Echter, de spoel met de grootste stroom zit hier buiten, en de spoel in de MRI voert een in verhouding kleine stroom. Ook zal de frequentie vrij hoog zijn (tientallen of honderden kHz), zodat de mechanische trilling niet of nauwelijks merkbaar, laat staan hinderlijk, zal ontstaan.

2) De ontvangers in de MRI bestrijken een frequentiegebied (ruwweg 1..300 MHz) dat begint ver bóven die waarop de spoelen werken, en nog hoger doorloopt. Er zal dus geen storing in de beeldvorming ontstaan, zolang tenminste de golfvorm in de 'voedingsspoel' netjes sinusvormig is en geen akelige harmonischen in het bereik van de MRI-ontvangers bevat. Door het grote frequentieverschil zal dat niet te lastig te verwezenlijken zijn.

Keramisch, kalibratie, parasitair: woordenlijst.org

Ha FDEII,

Dit is een heel stuk duidelijker @Frederick E. Terman vroeg zich al af welke kant we heen moesten :D
Volgens mij is jou vraag het verlengde van een ander draadje.

Een kort antwoord nee de RMI genereert een statische magnetische veld dat interfereert niet met een elektromagnetische veld.
Het deeltje wat ( tussen twee haakjes ) verantwoordelijk is voor het EM-veld is een foton en deze heeft geen massa.

De sterkte 7T ( Tesla ) wordt veroorzaakt door permanenten magneten de detector spoelen spelen geen of nauwelijks rol en veroorzaken een EM-veld wat te verwaarlozen is !
Als je behoefte heb aan een langer antwoord dan hoor ik het graag :)

Groet,
Henk.

Everything should be as simple as possible, but not simpler.

Klopt! Had dit inderdaad eerder moeten vermelden. Maargoed :D

Bedankt voor de reacties! Als ik het goed begrijp is er dus niet direct interferentie tussen de 2 velden, zolang er dus een mooie strakke sinus gebruikt wordt.

Toch blijf ik dit redelijk specifieke kennis vinden! In de boeken kan ik nergens terugvinden wat voor situatie er ontstaat als je een DC en AC velden met elkaar mixt. Hoe kan men over zulke situaties leren? Uiteraard hoor ik het graag van ervaren rotten uit het vak zoals jullie, maar om jullie voortaan nu met iedere vraag die ik heb rondom magnetisch veld lastig te vallen is ook zoiets. De basisprincipes van magnetisme worden uiteraard wel beschreven in het boek, maar zulke specifieke voorbeelden, zal ik dat in de praktijk moeten ondervinden?