Wie wickelt man Spulen so, dass sie ein starkes elektromagnetisches Feld erzeugen?
Hallo Leute,
ich habe mir ein paar Videos von Coilguns auf Youtube angeschaut und bemerkt, dass die verschiedenen Spulen nicht alle gleich gewickelt sind (Unterschiedliche Windungsanzahl und unterschiedlich dicke Kupferdrähte).
Deshalb meine Frage:
Wieso nimmt man vom Anfang zum Ende des Laufs mit den Windungen ab, bzw. wieso verwendet man am Anfang des Laufs dünneren Draht?
Danke im Vorraus :)
3 Antworten
Du musst die Induktivität der Spule mit in Betracht ziehen, bei recht hoher Induktivität braucht das Magnetfeld länger, um sich aufzubauen. Die Stärke des Drahtes ist praktisch immer so stark wie möglich zu wählen um den Widerstand gering zu halten. Auf die Masse der Spulen kommt es ja nicht an. Ich kenne mich mit dem Bau von Coilguns nicht genau aus, würde aber eher vermuten, dass man bei mehreren Stufen am Anfang recht hohe Windungszahlen benutzen möchte, da es dort nicht wichtig ist, wie träge sich das Magnetfeld auf- und abbaut. Gegen Ende der Beschleunigung ist das Projektil vermutlich so schnell, dass man die letzte verbleibende Energie natürlich möglichst schnell in einer Spule unterbringen möchte. Ich denke da steckt aber auch bestimmt viel Ausprobieren mit drin. Ich habe aber auch schon einige mehrstufige gesehen, bei denen jede Stufe gleich gewickelt war.
Bevor du selbst so eine Coilgun baust: Ich bin mir ziemlich sicher, dass das nicht ganz legal ist.
Es ist keine richtige Coilgun mit riesigen Kondensatorbänken, nur minimale Energie. kommt nichtmal durch Karton.
Warum man Coilguns genau so konstruiert kann ich dir nicht sagen, aber dafür mal zu den physikalischen Zusammenhängen in Bezug auf Spulen:
Im Allgemeinen gilt: Je mehr Wicklungen eine Spule hat, desto größer ist das Magnetfeld im Spuleninneren. Je dicker der Draht ist, desto größer ist der durch die Spulen fließende Strom und somit das Magnetfeld.
Allerdings muss man immer ein paar Dinge berücksichtigen, die die obigen Zusammenhänge "aufweichen". Ein Beispiel: Mit der Anzahl der Wicklungen nimmt der Widerstand der Spule zu und somit wird der Spulenstrom kleiner. Das macht sich allerdings nur wirklich bemerkbar, wenn man eine Spule mit sehr vielen Wicklungen und sehr dünnem Draht hat.
Danke! Gibt es eine besondere Wickelart für Spulen?
Schön sauber wickeln gibt durch minimalem Widerstand die maximale Magnetfeldstärke.
Und es gibt auch die Kreuzwickelspule: Um schädliche Windungskapazitäten zu vermindern. Die Güte einer Spule (Q) ist auch ein wichtiger Faktor. Dicke Kupferdrähte benötigt man für höhere Ströme oder Im Hochfrequenzbereich da im HF die Leitfähigkeit an der Oberfläche des Drahtes stattfindet.Manche Spulen haben einen Eisenkern (Induktivität erhöhen)
Danke, dann werde ich für meine 1mm draht nehmen und von Spule zu Spule ein wenig mit den Wicklungen heruntergehen. Gibt es eine besondere Wickelart für Spulen?