Magnet und Spulenenergie dritter Teil

Nickpage

leider werden die alten Werte mit dem ungenauen kleinen Rad nicht erreicht, aber man kann gut sehen, dass der EMP einiges Zurück bringt.
Nochmals das kleine Rad mit 15 Magneten,

Die Rotationsgeschwindigkeit ist noch zu tief.

Das Signal.

Die aktive Zeit sollte kürzer als 0.7mS sein.
Die Messwerte.

Etwa 65% EMP (linkes Messgerät = EMP, rechtes = Stromaufnahme der Spule).
Je mehr Rotation desto kürzere die Pulse, desto steilerer der Stromanstieg, desto besserer EMP.

Spule mir Mumetallkern.

Beim entfernen der Spule riss es diese an die sich noch in Rotation befindende Magnete und wurde weggeschleudert.
Seitenteil abgebrochen, Wicklung unbrauchbar

Ausschuss.

Tests mit anderen Spulen liessen das Thema "kleines ungenaues Rad" zur Seite legen.
Zeit um zum X-ten mal das Rad mit 20 Magneten einzusetzen.
Die vorherigen Werte könnten erneut erreicht werden.

Noch ein Hinweis zu Teilen von Conrad de.
Dieses mal betrifft es ineinander steckbare Bananenstecker der miesesten Sorte.
Nach einiger Zeit sehen sie so aus.

Schon nach dem ersten Einsatz waren sie nicht mehr in Ordnung.
Die Lamellen mussten wieder nach aussen gebogen werden.
Keine Federwirkung, Sche... Material.
Nicht zu empfehlen

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Nickpage

2 neue Spulen mit den 4mm Mumetall Kernen sollen zeigen, ob ein schmaler Kern Vorteile bringt.

Die erste Spule dient nur zum Antrieb mit entweder 2.5, 8 oder 10.5Ω (0.6mH, 17.6mH oder 23.7mH).
Kaum induzierte Spannung, aber eine zu hohe Leistungsaufnahme.

Die zweite Spule (173Ω, 510mH) sollte genug Spannung induzieren.
Dem ist leider nicht so, aber es waren nur kurze Tests und vielleicht geht es noch besser.
Eingesetzt als Antriebsspule wurden einige Versuche mit schrägem Kernende gemacht.

Leider auch nicht ideal.
Die Spulenkörper müssen eventuell mit Weicheisenblech geschirmt werden.

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Nickpage

dank meinem Bruder sowie Jo-EL erhielt ich lange ersehnte Bauteile.
Ein extra Dankeschön an beide.

Einfache Tests mit den mir unbekannten PhotoMos.
Die Grundschaltung.

Zuerst wurde der Ausgang mit einer Led getestet.
Die Signale waren besser als gedacht.
Dann der Test mit dem Mosfet.
(Fehler: Die Zeichnung zeigt bei der Endstufe nur einen Kanal)
Die Rise/Fall Zeiten sind gut und das Schaltverhalten des angeschlossenen Mosfet dementsprechend auch.

Unteres Signal CH1 = Ausgang des PhotoMos, oberes Signal CH6 = Spule (Drain der beiden Mosfet).
Die Zeitablenkung ist auf 200µS eingestellt.
Was auffiel, die gewohnten Schwingungen bei der Spule fehlen.
Aussagen können noch nicht gemacht werden, dazu müssen beide Kreise getrennt werden.
Weitere Tests mit dem N sowie P Channel Mosfets folgen.

Es geht darum, dass die Spannung an der Spule um einiges höher sein sollte als 12V, was bei der bestehenden Schaltung nicht möglich ist.
Mal schauen, wie viele Mosfet bei den Tests zerstört werden

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Nickpage

hallo jack . du hast dir wieder viel ,viel mühe gemacht ! die bilder sind doch sehr anschaulich . leider verstehe davon zu wenig . bitte nicht böse werden aber hast du rückmeldungen von leuten die dir folgen können ??
die deine arbeit würdigen ? 1244

gr bernhard

Nickpage

Anfragen und Feedback gibt es schon.
Manchmal quatsche ich per Skype darüber.
Dass Anfragen im Forum immer seltener werden liegt daran, dass der Anfang des Projekts schon über 3 Jahre zurück liegt und im jetzigen Zustand kaum noch Erfolge vorweisen kann.
Für die meisten ist es eine langweilige, für mich eine langwierige, jedoch interessante und lehrreiche Sache.
Wie du vielleicht gelesen hast, fehlen nur noch knapp 7mW (0.007 Watt) zum Erfolg

Damit auch Leute ohne grosses Verständnis betreffend Leistungsaufnahme mit diesen Wert etwas anfangen können, folgendes:
Eine Led mit 2.1V Durchfluss-Spannung und 10mA Verbrauch hat eine Leistungsaufnahme von 21mW, also 3 mal mehr als mein Rad für den Erhalt der Rotation.

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Nickpage

als erstes musste alles abgebaut werden.

Im Gegensatz zu früher benötigt die neu aufgebaute Signalaufbereitung nur noch 12V.
Timer und PhotoMos, von nun an als PM benannt, schön nebeneinander.
Um Platz zu gewinnen sind die Sensoren weiter weg als früher.

Bedingt durch die Trennung mit PM brauchen die Schaltung jedoch 2 zusätzliche, voneinander getrennte 12V Speisungen.
Dadurch können die Endstufenspannungen nach oben hin erweitert werden.
Je nach Mosfet auch mit ein paar Hundert Volt, was der Sinn und Zweck dieser Steuerungen ist.

Die ersten Tests - mit Hilfsspannung und Led als Belastung - an der Endstufe verliefen wie gewünscht.
Die Mitte ist zwar nicht mittig, das liegt jedoch an den nicht angeschlossenen Speisungen.

Durch einen Ueberlegungsfehler brannte die erste Sicherung durch.
Die Led zeigte schnell mal, wo der Fehler zu finden war.

Nun galt es ernst, die Ensrufe erhielt ±12V.
2 weitere durchgebrannte Sicherungen liessen deren Existenz zu Recht bestehen.
Der Fehler lag bei mir, die Mosfet waren falsch angeschlossen.
Hatte wie bei der alten Schaltung N und P Channel eingesetzt, aber als N und N angeschlossen.

2 temporär angeschlossene Led's am Ausgang der Mosfet zeigten die Funktion.
Als zusätzlichen Schutz wurde zwischen der Speisung und dem Mosfet jeweils ein 30Ω Widerstand eingesetzt.

Man beachte die beiden Dioden daneben.
Es sollte darauf geachtet werden, dass diese richtig eingesteckt werden.
Beim einstecken unter Spannung sass mir das Fehlerteufelchen im Nacken und trieb mit mir seinen Spass.
Eine Diode wurde in Durchlassrichtung eingesetzt, ein Kurzschluss war die Folge.
Das Ergebnis: Die Diode wurde innerhalb weniger als einer Sekunde glühend und klebte sofort an meinen Fingern.
Danach erfüllte die Sicherung ihren Zweck und brannte durch.
Daumen, Zeigefinger und Mittelfinger waren kurzzeitig ausser Gefecht gesetzt

Selber schuld.

Der Saft eines Kaktus hilft sofort und nach kurzer Zeit war es wieder ok.
Neue Diode einsetzen (diese mal sogar richtig) und defekte Sicherung ersetzen.
Dann endlich war der Aufbau soweit, dass das Rad angetrieben wurde.
Noch sind die temporären Led's angeschlossen.
Sie zeigen auch den EMP beim abschalten der Spule durch einen kleinen Leuchtblitz an.

Bei den nachfolgenden Bilder Frequenzanzeigen nicht beachten.
Sie beziehen sich auf Signal und Schwingungen und sind somit nicht aussage kräftig.

Die Schutzwiderstände begrenzen den Strom.

Die Ansteuerung (neben dem 14V EMP) ist schlecht.
Die Schutzwiderstände wurden überbrückt.
Das Signal ohne Schwingungen sieht irgend wie kahl aus

Die ins Leere laufenden Linien entstanden, weil sich das Signal veränderte.
Dann machte ich eine Entdeckung, ein Geistesblitz schoss ~~durch das Vacuum~~ durch den Kopf.
Eine kleine Aenderung und Tests mir Kondensatoren im Signal liessen meine Gedanken wirbeln.
Nun verstand ich ein wenige besser, warum mein Rad so wenig Energie braucht

Dazu aber noch kein Kommentar.

Nun denn, es brauchte nicht viel und das Signal ist wieder wie gehabt.
Mal mit schönen Schwingungen (höhere Frequenz als oberes Bild).

mal mit etwas Abstufungen.

Noch ist die Schaltung nicht soweit, dass ich weitere Test machen werde.
Zuerst kommen die Elko's wieder zum Einsatz und Schalter sowie Buchsen sollen helfen, Kurzschlussreaktionen zu verhindern und somit Sicherungen zu sparen.
Ach ja, 6 Sicherungen verloren ihre Funktion durch die Wissenschaft

Noch wird das elektrische Schema nicht frei gegeben, habt Geduld.

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Nickpage

die Tests laufen über Nacht.
Mal schauen, ob die Schaltung durchhält
Die Led's durchbrechen die Dunkelheit und locken Aliens an

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Nickpage

damit mir beim umstecken der Kabel nicht mehr so viele Fehler unterlaufen und sich der "Kabelsalat" nach hinten verschiebt, wurde beim elektronischen Aufbau ein wenig geändert.
Eigentlich sollte es etwas Grossartiges werden, mit digitalen Anzeigen und so.
Leider fehlen mir dazu diverse Materialien und Teile und so entstand ein kleineres Machwerk.

Die Batterien sind einzeln zuschaltbar, die Verbindungen zu ihnen stabiler.
Neu sind die 63V 10'000µF, die vorherigen sind nur bis 36V belastbar.
Somit kann die Spulenspannung entsprechend höher sein.
Ein Anschlusspaar sowie der dazu gehörende Schalter stehen zur freien Verfügung und sind zur Zeit noch unbenutzt

Seitlich liegen nur noch die Kabel des USB Oszi.

Es fehlen noch ein paar Kleinigkeiten.
Zu den neuen Elko's sollten die alten parallel zugeschaltet werden können (doppelte Ladung für Tests).
Vielleicht noch ein Schalter um die Sicherheits- Lastwiderstände zu überbrücken.
Habe diese extra nicht in die "Schaltanlage" eingebaut, es sollen unterschiedliche Werte eingesetzt werden können.
Da einige Spulen kurze Anschlüsse besitzen, wäre es von Vorteil, wenn sie statt hinten wie jetzt vorne angeschlossen werden könnten.
Auch schadet eine zuschaltbare Anzeige Ausgangs des Endstufenausgangs nicht.

Mal sehen ob die Ideen umsetzbar sind

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Nickpage

die Laufzeit Test waren hervorragend.

9:30 Minuten für den Erhalt der Rotation, knapp 9 Minuten inklusive Hochfahren (starten).
Test 1 - ohne Einbezug der Hochfahrenergie, nur Rotationserhalt.

(https://www.youtube.com/v/3LaCm2d6DTU)

Hochfahren und auslaufen mit 3.125 Joule

(https://www.youtube.com/v/9lKJJZG-kKo)

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Zuletzt bearbeitet von Jack am 11.06.2016 20:22, insgesamt einmal bearbeitet

Nickpage

aus Spass an der Freud und um es nicht zu vergessen nochmals die Berechnung der Rotationsenergie.

Erneut die Formel sowie deren Auslegung:
E(rot) = 1/2 * J * w²
wobei J dem Trägheitsmoment und w der Winkelgeschwindigkeit entspricht.
Das Trägheitsmoment J ist definiert als Masse (m) mal Abstand zwischen Mittelpunkt und Rotationskörper (r²): J = m * r²
Die Winkelgeschwindigkeit w berechnet sich aus 2*Pi geteilt durch die Zeit, die der Rotationskörper braucht, um einmal den Kreis komplett zu durchlaufen (Periodendauer): w = 2PI/T.

Gegeben ist der Radius von 0.089m und ein Gewicht von 0.29Kg.

Zu beachten ist, dass die unterlegte Scheibe, die Distanzringe sowie die Abdeckung nicht dazu gerechnet werden.

Die Rotationsgeschwindigkeit ist 240rpm, was einem T von 0.25 entspricht (1 über 240/60).
J: 0.089 * 0.089 * 0.29 = 0,00229709
w: 2Pi / 0.25 = 25.1327² = 631.65468
Erot = 0,00229709 * 631.65468 / 2 = 0,725 Joule (0,725wS)

(Edit: Fehler betreffend rpm korrigiert)

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Zuletzt bearbeitet von Jack am 09.06.2016 22:06, insgesamt einmal bearbeitet