Berekeningen voor Electro-Magnetische spoelen

Voor de stappenmotoren moet ik spoelen maken.Dus moet ik ze ontwerpen aan de hand van de formules die ik daarvoor vroeger, heel vroeger heb geleerd.

• De formule voor de veldsterkte van een spoel (aan de uiteinde van de spoel):

 

Hb = N*I /2√(r²+l²)

 

N= totaal aantal windingen
I= de stroomsterkte in Amperes
r= de straal van de spoel in meters
l= de lengte van de spoel in meters

B=μο*μr*Hb

(Klik deze link voor een pagina over relatieve permeabiliteit μr van enkele materialen)
Door b.v silicium staal te kiezen ipv gewoon ijzer krijg je een c.a. 4 keer zo sterke electromagneet.

• Ook van belang voor het ontwerpen van een electromagneet is de formule voor magnetische weerstand:

Rm=l/μο*μr*A

Rm= de magnetische weerstand (vergelijkbaar met V=I*R)
l= lengte van de draad
A= dwars doorsnede van de magnetische kern
Dus l zo klein mogelijk en A en μr zo groot mogelijk.  (Verzadiging ligt bij ca 1.6Wb/m²)

•  De warmte ontwikkeling in een spoel is zeer belangrijk! (energieverlies, door branden):

Het aantal watt’s = I²*R  (ik heb ergens gelezen dat het aantal watt’s per square inch < 0,5 moet zijn)
Kijk op deze pagina voor de maximale waarden van de stroom voor diverse draad diktes.

• Soortelijk gewicht van Koper : 8,96 gram/cm³
•  ρ (soortelijk weerstand) = 1.67*10^-8 Ω.m
• P (verlies door warmte) = I²*R  (watt’s) dus het volgt de stroom kwadratisch!
• Totale watt verbruik Ptot = V*I