eisenlosen Generator selber bauen ! Ideen sind gefragt !

[Cyclone]

Hallo,

ich hatte gerade mit einem Arbeitskollegen über das Thema Generatoren gesprochen und er hatte
mir folgendes Beispiel gegeben :

Gegeben ist ein Generator der die ihm hinzugefügte mechanischen Leistungen von
100 Watt (aus drehmoment + drehzahl) zur 100% in elektrischen Leistung umwandelt.
Darüber hinnaus ist die Wicklung so aufgebracht, dass er 100 V mit 1 A Leistung abgibt.

Wenn die Spule nun 1 Ohm Widerstand hat, bedeutet das, dass nach U = R*I,
die Spannung um 1 Volt abfällt. Damit sinkt der Wirkungsgrad auf 99%.

Dazu kommen natürlich Verluste in der Mechanik, usw. aber hier
sieht man ganz klar, die Bedeutung von Widerstand
in der Spule !!! Nämlich direkt proportional zwischen Wirkungsgrad und Widerstand.

Gruss,
Cyclone

[jb79]

Was mir bei dem Ganzen auffällt: Ihr habt für eure Versuchsanordnung einige Spulen(teile) und mehrere Magnete hintereinandergehängt.
Werden jetzt die Magnete durch die Spulen gezogen so gibt es bei diesem Vorgang aber nur genau 1x die maximale Spannung, nämlich dann wenn alle Magnete im Bereich der Spulen sind. Sobald man die Magnete weiterbewegt und sich im Bereich einer Spule am Ende kein Magnet mehr befindet trägt diese nicht mehr zur Spannungserzeugung bei. Bewegt man sich weiter, so sinds schon 2 Spulen.

Es wäre also gut bei z.B. 9 Spulen mal 18 Magnete oder mehr zu nehmen, dann würde man wohl während einer längeren Zeitdauer eine höhere Spannung messen. Multimeter geben ja immer sowas wie einen Mittelwert an und der sinkt nunmal wenn eine Spule nicht vom Magnetfeld durchflossen ist.

Beim fertigen Generator ist dann ja immer eine Magnet in der Spule der sich bewegt und somit Spannung induziert.

Vielleicht ist die Zeit reif, ein erstes Modell mit einer kreisförmigen Spulenanordnung und einer ebenfalls kreisförmigen, drehbaren Magnetanordnung zu bauen.

Zum Spulenwiderstand: besonders später wenn das Ganze belastet wird muß bedacht werden, daß sich der Draht dann erwärmt, was einen höheren Widerstand zur Folge hat. Dadurch sinkt auch der Wirkungsgrad. Man sollte also die Spulen bei Belastung auch entsprechend kühlen, ein "offener" Generator, dessen Spulen aber gegen direkte Sonneneinstrahlung geschützt sind wäre hier vielleicht eine Lösung.

[Bernd]

Völlig korrekt Cyclone, der Widerstand einer Spule (nicht nur der ohmsche, es kommt ggf. ja auch
noch der induktive hinzu), verbrutzelt nutzlos Leistung innerhalb der Spule zu Wärme.

Wenn man diesen Generator, der für 100Volt und 1 A ausgelegt ist, nun an einen 12V Akku
hängt, dann erhält man zunächst mal einen prima niedrigen Ladebeginn. Genau das machen viele so
oder so ähnlich. Allerdings ergibt sich dann ein Verhältnis von Abgabespannung ( 12V ) zu Innenwiderstand (1 Ohm)
das wesentlich ungünstiger ist. Die Verluste steigen (bei gleichem Strom von 1A) enorm an:
1 Watt Verlust an der Spule, zu 12 Watt abgegebene Leistung (12 V mal 1 A) ergibt jetzt
einen Verlust von ca. 8% statt zuvor 1% und das schon bei nur 12 Watt Abgabeleistung !!

Drehen wir die Abgabeleistung wieder auf 100Watt hoch, so wie sie ja auch beim 100Volt Beispiel war,
so steigen die Verluste sogar auf unglaubliche:

12 Volt und 8,33 A ergibt 100 Watt Abgabeleistung
1 Ohm und 8,33 Ampere = 8,33 Volt
8,33 Volt mal 8,33 Ampere = ca. 70 Watt Verlustleistung, das ergibt einen Wirkungsgrad von
nur noch 41 % !!!

Genau das ist es, was vielen nicht bewusst ist und auch mir, zumindest in dieser Deutlichkeit,
bisher so nicht klar war.

Für deine Spannungsmessungen bei offener Spule ist der Innenwiderstand aber unerheblich weil ja
kein Strom fliesst. Die Spannung bricht dadurch nicht zusammen und man erhält sehr wichtige
Werte wieviele Windungen welche Spannung erzeugen.

Grüsse

Bernd

[Bernd]

@ Jürgen
Dein Einwand ist berechtigt, aber ich denke man kann ja die erzeugte Spannung in nur 4 wirksamen
Spulen/Magnetkombinationen entsprechend hoch rechnen. Das heisst man teilt das gemessene
Spannungsergebnis dann durch die Anzahl der wirksamen Spulen/Magnetkombinationen und nicht
durch die Gesamtzahl der Spulen.

Grüsse

Bernd

[Cyclone]

Ich denke die Spule müsste dann 4cm bret sein.
Am meisten verspreche ich mir derzeit von der Anordnung wie in meiner Abbildung.

Tatsächlich 4 cm ? D.h. die blauen "balken" in deine Grafik, jeweils 4 cm entfernt ?
hmm, das ist sehr viel, keine ahnung, ob das meine Spule mitmacht..

Was ich aber schon ganz sicher sagen kann, wenn ich die Spule zusammenfalte, und den
Magnet durchrotiere, kommt erheblich weniger Spannung raus !

Gruss,
Cyclone

[Bernd]

Die blauen Rechtecke sollen die Magnete im "Magnethammer" symbolisieren.

Ich will es mal so sagen, Magnete und Spulen müssen immer in einem genauen Verhältnis
zueinander stehen. Das heisst die Spulenschenkel sollten entweder 2cm Mitte-Mitte Spulenschenkel
und damit genau über den Magneten deines Magnethammers (wie in dem Bild in das ich die Magnete
mit blau einzeichnete) oder aber in einem Abstand von 4cm Mitte-Mitte stehen (somit über jedem
zweiten Magneten ein Spulenschenkel) Was richtig ist weiss ich selber nicht, wir betreten da ja für
uns Neuland. aber es kann eigentlich nur entweder oder sein.
Mit diesen beiden Maßen für die Spulenabstände (jeweils Mitte-Mitte Spulenschenkel gemessen)
würde ich es mit deinem derzeitigen Magnethammer ausprobieren.

Was ich aber schon ganz sicher sagen kann, wenn ich die Spule zusammenfalte, und den
Magnet durchrotiere, kommt erheblich weniger Spannung raus

Einfaches zusammen falten ohne das sich die korrekten Abstände ergeben ist nicht so gut. So ein
Generator funzt nur wenn Magnete und Spulen in einer richtigen Aufteilung zueinander stehen.

Man kann es auch so sagen, 4 Spulen müssen 4 x soviel Spannung ergeben wie eine einzelne Spule.

Grüsse

Bernd

[Wind_Stefan]

Hallo,

also meine bisherigen erfahrungen im generatorbau sind folgende:
Da ja die spulen im großen und ganzen einer wavewicklung gleichen habe ich die besten erfahrungen gemacht wenn der eine magnetpol so breit ist wie die spule selbst. Es darf ein magnetpol nicht gleichzeitig über beiden spulensschenkeln stehen sonst hebt sich die spannung auf.
Hier mal ein bild wie ich es meine:

Grafik1.jpg (60.68 KiB) 5647-mal betrachtet

Sowas geht leider nur im aufbau: magnet N/S stahlkern magnet S/N u.s.w. denn bei zwei in der größe passenden magneten die man zusammenbringt würde sich die feldlinien den leichtesten weg direckt zum nächsten magneten suchen. So denke ich jedenfalls.

Mal eine ganz andere frage, da ich ja gerne auch weiter an das spätere zusammenbauen des generators denke (Betriebsschlosser von beruf ), kommt mir die frage wie ihr die gefalteten spulen um den magnetrotor legen wollt? Mir fällt dazu jedenfalls im moment nichts passendes ein. Ausser man wickelt die spulen direckt über den rotor mit den magneten.

Gruß
Stefan

[Bernd]

Hallo Stefan
Damit entsprechen deine Erfahrungen (je ein Magnet unter jedem Spulenschenkel) dem was ich
in meinen letzten Posts vermutete. So entsteht, auch durch unsere eher ungewöhnliche Magnetanordnung,
in jeder Spule ein unterschiedlicher Magnetpol.
Ich stimme Dir voll zu das die Magnetanordnung nur so sein kann wie du sie aufgezeichnet hast,
genau aus dem Grund den du nanntest, nämlich einem magnetischen Kurschluss der sich bei anderer
Anordnung ergäbe.
"Unsere" Anordnung hat noch den Vorteil das sich die Magnetleistungen sogar ergänzen.

...habe ich die besten erfahrungen gemacht wenn der eine magnetpol so breit ist wie die spule selbst.
Es darf ein Magnetpol nicht gleichzeitig über beiden spulensschenkeln stehen sonst hebt sich die spannung auf

Hmm.. ich hatte das bislang so nicht gesehen, zumindest nicht hier, bei dieser Bauform. Der Magnetpol der durch
unsere Magnetanordnung enststeht (bei der sich jeweils gleiche Pole gegenüber stehen) ist so breit wie der
Abstand zwischen zwei Magneten. Man muss aber dazu sagen das die bei diesem Generator auftretende Art der
Induktion nicht direkt mit der z.B. in einem Scheibengenerator zu vergleichen ist. "Bei uns" gibt es keine
Induktion ala Lorentz, also keine direkte Induktion durch den Lorentz Effekt innerhalb des Leiters, zumindest verstehe ich das so.
Ich glaube aber genau wie du das der entstehende Magnetpol nie grösser werden sollte als die Spulenbreite bzw. wie
das "Spulenloch".

Die eigentliche Montage der Wicklung, also wie man überhaupt vorgehen soll, ist meiner Meinung nach das
schwierigste am ganzen Bau eine deratigen Konstruktion.
Meine anfängliche Idee die Spule zunächst flach auf einer Holzplatte zu wickeln und dann um den Magnetring
"herum zu klappen" scheint mir aus heutiger Sicht sehr naiv gewesen zu sein, denn die Wicklung wird so dick das man sie
später unmöglich einfach so herum klappen kann, das kann man vergessen, insbesondere je dicker die "Wicklungswurst"
wird, je unmöglicher scheint mir dieses Ansinnen.

Derzeit favorisiere ich "Tortenstückwicklungen , bestehend aus aus jeweils drei über- und nebeneinander liegenden
Einzelwicklungen (für Drehstrom), die auf einer Form gewickelt und später über dem Ring montiert werden.
Das muss aber noch nicht der Weisheit letzter Schluss sein.

Stefan, was hast du denn bei deinen Versuchen für Ergebnisse erzielt ? Kannst du uns da Werte nennen ?
Vielen Dank auch an dich für deine Mitarbeit.

Grüsse

Bernd

[Cyclone]

Hallo,

also irgenwie ist da ein Wurm drin. Ich hatte gestern verschiedenste Abstände probiert,
aber von mehrfachen Spannung gegenüber der einzelnen Spule kann keine Rede sein.

Die Resultate entsprechen in etwa der einzelnen Spule. Hatte ohne Last gemessen, also direkt
Multimeter angeschlossen. Ich musste aber auch feststellen, dass sich der Multimeter ziemlich schwer tut
die Spannungspitzen zu erfassen. Bei sehr schnellen Bewegungen des Magneten durch die Spule
wird oft keine Spannung gemessen.

In einem Fall, wo ich den Aufbau auf dem Fussboden hatte, wurden
die 50 Hz Netzspannung induziert. Es wurden 0,005 V induziert.
War interessant zu sehen..

Ein Aufbau der durchgängig mit Magneten bestückt ist und rotiert wäre sehr von Vorteil.

Werde heute abend weiter experimentieren. Gestern ist auch meine Lackdrahtlieferung
angekommen, d.h. ich kann jetzt Wickeln, bis der Arzt kommt.

Gruss,
Cyclone

[Bernd]

Zur Not habe ich hier auch noch einige Kg Kupferlackdraht rumligen.

Das ist sehr merkwürdig das sich die Spannungen bei deinen Versuchen nicht addieren.
Bei der Aufteilung wie sie Stefan zeigte, sollten es nach meinem Verständnis funktionieren,
aber ich befürchte das du diese Variante auch schon durch hast.
Im Augenblick habe ich dafür keine Erklärung, was machen wir falsch ?

Grüsse

Bernd