Scheiben- und Ringgenerator, hohe Polzahl unwichtig ?

Re: Scheiben- und Ringgenerator, hohe Polzahl unwichtig ?

Beitragvon CFD » Do 6. Aug 2009, 00:29

Hallo allerseits,
nachdem hier die Frage im Raum steht, wie sich ein Leiter, der von einem unipolaren Magnetfeld ohne Richtungswechsel überstrichen wird, genau verhält - ob also dabei nun Gleichstrom oder Wechselstrom erzeugt wird - habe ich nachfolgenden Versuch durchgeführt:

Versuchsaufbau.png
Versuchsaufbau.png (8.78 KiB) 8877-mal betrachtet


Das ergebnis sieht so aus (grüner Kurvenverlauf):

einpolig_a.png
einpolig_a.png (88.52 KiB) 8877-mal betrachtet


Zur Verifikation habe ich den Leiter um 180° gedreht. Das Ergebnis sieht dann so aus:

einpolig_b.png
einpolig_b.png (89.66 KiB) 8877-mal betrachtet


Versuchsergebnis:
Es wird kein reiner Sinus (Wechselspannung) erzeugt. Eine Polarität dominiert.
Die untersuchte Anordnung verhält sich nicht analog zu einem Stabmagneten, der in eine Spule eintaucht und aus dieser wieder hinausgezogen wird (klassischer Induktionsversuch: Wechselspannung mit gleich großen positiven und negativen Beträgen).

Nachfolgend das Ergebnis für mehrere in Reihe geschaltete Leiter (Leiterschleife):

einpolig_c.png
einpolig_c.png (87.09 KiB) 8866-mal betrachtet


Das Verhalten ist analog zu nur einem Leiter, die induzierte Spannungs ist, wie zu erwarten, höher.

Gruß CFD
Benutzeravatar
CFD
 
Beiträge: 119
Registriert: So 22. Feb 2009, 16:05

Re: Scheiben- und Ringgenerator, hohe Polzahl unwichtig ?

Beitragvon Bernd » Do 6. Aug 2009, 08:19

Genau diesen Spannungsverlauf hatte ich vor längeren, bei meinen aller ersten Versuchen, auch schon
festgestellt. Ich hatte damals einen einzelnen Monstermagneten über einzelne Drähte und auch durch
eine Versuchsspule gezogen und mich dabei sehr gewundert das kein reiner Sinus entsteht.
Meine Versuchsspule war allerdings nicht ein einzelner tangential angeordneter Leiter, sondern eben eine
dieser Spulen wie ich sie anfangs für meine Versuche verwendete.
Auch dort entstand ein ganz ähnlich ausschauender Kurvenverlauf, der am Anfang und am Ende kleinere
polaristätsgedrehte Schwinger aufweist, wobei der überwiegende Teil der Kurve sich aber, wie in deinen
Versuchen auch, sich in einer Spannungsrichtung ausbreitet.
So richtig erklären kann ich mir die Entstehung dieses Kurvenverlaufs aber nicht.

Umso mehr hatte ich mich gewundert und natürlich auch gefreut, das im vollständigen Versuchsaubau,
bei dem die komplette Magnetscheibe mit den 32 Magneten durch die Spulen hindurch geht, dann
doch ein sehr schön ausschauender reiner Sinus entsteht, ganz wie man es sich wünscht.

Grüsse

Bernd
Bernd
 
Beiträge: 8418
Registriert: So 4. Jan 2009, 10:26
Wohnort: nähe Braunschweig

Re: Scheiben- und Ringgenerator, hohe Polzahl unwichtig ?

Beitragvon arcobär » Do 6. Aug 2009, 08:25

Hallo CFD,

danke für deine Messungen. Innerhalb des Magnetfeldes entsteht demnach reine Gleichspannung, nur an den Rändern treten auch kleine andersgepolte Spitzen auf. Ich nehme an, dass das mit der Krümmung des Magnetfeldes an den Rändern des Magneten zu tun hat.

Wenn man nun keine Einzelmagnete, sondern einen durchgehenden Magnetring verwenden würde, müßte "richtige" Gleichspannung entstehen?

Gruß Uli
arcobär
 
Beiträge: 135
Registriert: Do 8. Jan 2009, 09:03

Re: Scheiben- und Ringgenerator, hohe Polzahl unwichtig ?

Beitragvon Bernd » Do 6. Aug 2009, 08:31

Das ist genau das was man sich in dem schönen Beispiel mit der Lorentzschaukel anschauen kann.
So lange man den Leiter in einem gleichförmigen Magnetfeld mit gleichbleibender Geschwindigkeit in
eine Richtung bewegen kann, entsteht eine permanente Gleichspannung die nicht einmal pulsiert, fast zu
schön aber dennoch völlig richtig.

Schwierig wird es allerdings dann wenn man versucht, so wie ich es auch schon tat, aufgrund dieser Erkenntnis
daraus einen eisenlosen Generator zu konstruieren.
Man stösst dann unweigerlich auf die Tatsache das die Leiter, in die auf diese Weise Spannung induziert wird,
hintereinander geschaltet werden müssen damit man eine Gleichspannung in nutzbarer Höhe erzielen kann.
Das wiederum zieht nach sich das man eigentlich wieder so etwas wie Spulen wickeln muss um diese
"Reihenschaltung der Leiter" zu erreichen und dann fangen die Probleme an.
Wenn man daran herum knobelt weiss man wovon ich gerade rede.... Bis jetzt ist mir dafür noch keine
praktikable Lösung eingefallen, vermutlich gibts auch gar keine.

Grüsse

Bernd
Bernd
 
Beiträge: 8418
Registriert: So 4. Jan 2009, 10:26
Wohnort: nähe Braunschweig

Re: Scheiben- und Ringgenerator, hohe Polzahl unwichtig ?

Beitragvon Bernd » Do 6. Aug 2009, 08:45

Es wird kein reiner Sinus (Wechselspannung) erzeugt. Eine Polarität dominiert.

Hmm... ich habe mir die Kurvenverläufe eben nochmal genau anguckt.
Wenn man sich den Flächeninhalt der Kurven die in den positiven sowie in den negativen Bereich zeigen
mal anguckt und miteinander vergleicht dann ist das Volumen, also der Flächeninhalt beider Kurven, schon
fast oder wirklich ausgewogen da auf die eine dünne hohe Spitze, zwei kleinere flachere Kurven kommen.
Also doch fast ein "richtiger" Wechselstrom, nur mit sehr aussergewöhnlichem Kurvenverlauf bei dem die
Spannung der positiven und negativen Amplituden ungleich hoch sind.
Auf jeden Fall aber alles andere als nutzbarer Gleichstrom.
Im Grunde ein grauseliger Strom. :)

Grüsse

Bernd
Bernd
 
Beiträge: 8418
Registriert: So 4. Jan 2009, 10:26
Wohnort: nähe Braunschweig

Re: Scheiben- und Ringgenerator, hohe Polzahl unwichtig ?

Beitragvon Bernd » Do 6. Aug 2009, 11:00

Ich glaube die Erklärung für den Spannungsverlauf gefunden zu haben, muss das nachher mal aufmalen.
Gleichzeitig würde es auch erklären warum diese komische Amplitudenform bei mir im fertigen Generator
nicht mehr auftrat.

P.S. Was es aber auch alles für Einflussgrössen bei der Konstruktion und beim Bau eines Generators gibt,
schon erstaunlich.

Grüsse

Bernd
Bernd
 
Beiträge: 8418
Registriert: So 4. Jan 2009, 10:26
Wohnort: nähe Braunschweig

Re: Scheiben- und Ringgenerator, hohe Polzahl unwichtig ?

Beitragvon CFD » Do 6. Aug 2009, 17:15

Hallo Bernd,
ich habs inzwischen auch rausbekommen, warum der Kurvenverlauf so ist wie er ist.
Erklärung:
Das Magnetfeld bei meinem Vesuchsaufbau ist doch nicht so Unipolar wie es den anschein hat.
Die Feldlinien schließen sich nämlich zwischen Nord- und Südpol -> Das Magnetfeld des Einzelmagneten ist nicht Unipolar.
Zur Veranschaulichung habe ich eine kleine FEMM-Rechnung angefertigt:

Einzelmagnet_a.png


Bewegt sich nun der Magnet über den Leiter hinweg, so liefert Position 2 den großen Peak nach oben. Die Positionen 1 und 3 liefern die kleineren Peaks nach unten.

Einzelmagnet_b.png
Einzelmagnet_b.png (22.69 KiB) 8770-mal betrachtet


*** Nachträglich Editiert ***
Bild 3:
8 Magnete 01.png

*** ENDE nachträglich Editiert ***

Gruß CFD
Zuletzt geändert von CFD am Do 6. Aug 2009, 19:17, insgesamt 2-mal geändert.
Benutzeravatar
CFD
 
Beiträge: 119
Registriert: So 22. Feb 2009, 16:05

Re: Scheiben- und Ringgenerator, hohe Polzahl unwichtig ?

Beitragvon Bernd » Do 6. Aug 2009, 18:44

Bild 1 und 2 entsprechen genau dem was ich auch noch zeichnen wollte, du warst schneller und
ausserdem sieht es auch noch viel besser aus als meine Bleistiftzeichnungen die ich gekritzelt hätte. :)
Genau der Grund den du beschrieben hast wird der Auslöser für die beiden kleinen gegenphasigen Amplituden
sein, denn weiter ab vom Magneten treffen die Magentfeldlinien, im Gegensatz zur Positiion direkt über
dem Magneten, in umgekehrter Richtung auf den Leiter.
Da das Magnetfeld dort aber schwächer ist, entstehen die beiden umgekehrten Amplituden mit geringerer
Spannung.

Ich habe mit dem Begriff "unipolar" so meine Probleme, auch weil er nur zu gerne im Bereich der freien
Energie verwendet wird. Unipolar heisst eigentlich nichts anderes als gleiche bzw. nicht wechselnde Polarität
und stammt aus dem Strombereich wo er vor 150 Jahren manchmal für Gleichspannung/strom benutzt wurde.
Heute wird er meiner Meinung nach oft fälschlich oder in verwirrender Weise verwandt.

Bei deinem dritten Bild verlaufen die meisten Feldlinien waagerecht und würden, du hattest es mir damals
ja erklärt, kaum Wirkung auf die darüber liegenden Leiter ausüben. Da wir durch unsere bisherigen Erkenntnisse
aber wissen, das der weit überwiegende Teil der Leistung, wenn nicht sogar nahezu die gesamte Leistung beim
Thurnergenerator dadurch entsteht das die Induktion direkt in den Leiter hinein erfolgt, wäre das Ergebnis dieses
Aufbaus nur sehr dürftig.

Wenn du in Bild 3 den Leiter in einem Moment der Umlaufbahn einzeichnest wo er sich zwischen den Magneten
befindet, dann entsteht dort durch den fast geradlinigen Feldlinienverlauf kaum Spannung.
Kurz vor einem Magneten, wo die Feldllinien dann auch mal senkrecht verlaufen, würde dann aber doch eine
Spannung induziert. Links neben dem Magneten allerdings in umgekehrter Polarität wie rechts neben dem Magneten,
also doch wieder Wechselspannung, nur in geringerer Quantität als mit der Magentanordnung wie ich sie verwende.

Meine anfänglichen Tests, bei denen ich mit der Magnetstellung, der Magnetanzahl sowie deren Ausrichtung variierte,
belegen das was ich anhand des Bildes 3 gerade als Ergebnis in Aussicht stellte. Bei meinen Test erzeugte nämlich
genau diese Konstellation wie im Bild 3 Wechselstrom mit geringer Spannung.

Grüsse

Bernd
Bernd
 
Beiträge: 8418
Registriert: So 4. Jan 2009, 10:26
Wohnort: nähe Braunschweig

Re: Scheiben- und Ringgenerator, hohe Polzahl unwichtig ?

Beitragvon CFD » Do 6. Aug 2009, 19:28

Hallo Bernd,
deine Anmerkungen zum Bild 3 und zu meinen Ausführungen bezüglich des Thurner-Generators und der Erzeugung von Gleichstrom sind absolut berechtigt.
Ich habe daraufhin meine Ausführungen bezüglich der Erzeugung von Gleichstrom beim Thurner Generator aus meinem Beitrag genommen, um damit niemanden zu verwirren.

Unter einem unipolaren Magnetfeld meinte ich ein Magnetfeld, dass zwischen Nord, Null, Nord, Null usw. wechselt.

Gruß CFD
Benutzeravatar
CFD
 
Beiträge: 119
Registriert: So 22. Feb 2009, 16:05

Re: Scheiben- und Ringgenerator, hohe Polzahl unwichtig ?

Beitragvon Bernd » Do 6. Aug 2009, 19:53

Ich meinte es mit dem "unipolar" nicht so dramatisch wie es bei mir vielleicht öfter mal klingt. :(
Im Grunde hast du mit diesem Begriff meiner Meinung schon richtig angewandt aber irgendwie benutzen
den derzeit so viele, ob gerechtfertigt oder nicht.

Ich glaube wir wissen nun eine ganze Menge darüber wie so ein Luftspulengenerator ganz genau "tickt"
und was machbar ist und was nicht. Noch vor Wochen war zumindest mein Kenntisstand ein
viel geringerer.
Mit diesem Wissen sollten wir uns nun daran machen etwas zu konstruieren, also eine bestimmte Bauform,
mit der man tatsächlich mit Hilfe der direkten Induktionsform Gleichspannung auf direkten Wege erzeugen
kann. Es ist eine sehr schwierige Aufgabenstellung aber wir haben uns ungewollt zu deratigen "Experten" gemacht
das wir dieses "notgedrungen" angesammelte Wissen nicht ungenutzt lassen sollten.

P.S. Beim durchstöbern dieses Forums wundere ich mich oftmals selbst wieviel hochinteressante Dinge, nicht
nur Generatortechnik, in unserem Forum in so kurzer Zeit zusammen gesammelt wurden. Meinen Dank an
alle die daran mitgewirkt haben und weiterhin daran mitwirken werden.

Grüsse

Bernd
Bernd
 
Beiträge: 8418
Registriert: So 4. Jan 2009, 10:26
Wohnort: nähe Braunschweig

VorherigeNächste

Zurück zu Generatoren



Wer ist online?

Mitglieder in diesem Forum: 0 Mitglieder und 4 Gäste