Magnet und Spulenenergie vierter Teil

Nickpage

Man sollte folgendes beachten, aber nicht als der letzten Weisheit Schluss anbeten:
In der gesamten technisch/wissenschaftlichen Forschung hat noch nie irgend jemand nachweislich einen Fall gefunden, bei dem nicht eindeutig Ursache und Wirkung sowie der Energieerhaltungssatz galten.
Ein klitzekleiner Laborversuch, der reproduzierbar sein muss und von anderen nachvollzogen werden kann, würde völlig genügen.
Schon ein Nanowatt gewonnen aus dem Nichts und die gesamte Wissenschaft würde revolutioniert werden.

Nun sind neue Erkenntnisse aufgetaucht.
Diese bedeuten mehrere neue Aufbauten des einfachen Rads (eine Felge) sowie vermutlich auch ein neues Projekt mit zwei Scheiben.
Neues Material muss bestellt und viel Zeit investiert werden.

Auch dieses Mal werden die Projekte als eine Art Tagebuch ins Forum gesetzt.
Viele unscheinbare Texte, Bilder, Videos und Gedanken machen es für andere unwichtig, für mich aber wird es wie auch schon in Teil1 - Teil3 eine Art Nachschlagswerk sein.

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Zuletzt bearbeitet von Jack am 09.06.2017 22:07, insgesamt einmal bearbeitet

Nickpage

als Ansporn kaufte ich einen weiteren Werkzeugschrank, wo die vielen Teile ausgelagert werden können.

20'000THB sind ein schöner Batzen Geld, aber was soll's.
Wir leben jetzt und nur einmal.
Noch ist er leer, aber kommt Zeit kommt Material

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Nickpage

wegen den vorhergehenden Messungen bleibe ich wie gehabt bei 18cm Ringdurchmesser.
Leider wurde kein 18cm PVC Rohrverbinder gefunden, darum ein 45° Verbindungsstück gekauft.
Dies lässt sich nur schwer einspannen und zuschneiden, also wurde eine der Verdickungen abgetrennt und davon der erste Ring (Felge) geschnitten.

Nun hiess es, die Einteilung so genau wie möglich zu machen.

Die Ringhöhe beträgt 10 - 12mm (Ungenauigkeit beim schleifen).

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Nickpage

um beim Thema zu bleiben, wurden einige Beiträge, unter anderem 3D Zeichnungen sowie 3D Drucker, abgetrennt und sind nun unter abgetrennt aus "Magnet und Spulenenergie Teil4" zu finden.

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Zuletzt bearbeitet von Jack am 31.10.2016 21:24, insgesamt einmal bearbeitet

Nickpage

erste einfache Tests mit dem in 3D ausgedrucktem 191er PLA Rad mit 40 Magneten.
Rohzustand.

Bestückt.

Wie gewohnt mit mittlerem "Chaos" am Arbeitsplatz

Hilfslinien helfen die Sensoren und die Spule etwas genauer zu platzieren.

Die Sensoren nicht wie bisher aussen am Rad sondern über der Felge angeordnet.

Infos:
Spule: 123Ω, 1.4H
Spannungen U_I: ±6.4VDC
Stromaufnahme bei 100Hz 0.5mA.
Leistungsaufnahme wie gehabt unter 10mW.
Noch ist der Faktor zwischen der statischen Leistungsaufnahme in Bezug zur Erhaltungsenergie zu klein (unter 99%).
Man darf aber nicht vergessen, dass kaum abgeglichen und die zu grosse Spule eingesetzt wurde.

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Berechnung der Rotationsenergie.
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 0.0955m und ein Gewicht von 0.177Kg.
Zu beachten ist, dass die unterlegten Scheiben, die Distanzringe sowie die Abdeckung nicht dazu gerechnet werden.

Die Rotationsgeschwindigkeit ist 160rpm, was einem T von 0.375 entspricht (1 über 160/60).
J: 0.0955² * 0.177 = 0.00161
w²: 2Pi / 0.375 = 16.755² = 280.735
E_rot = 0.001614 * 280.735 / 2 = 0,227 Joule (0,227wS)

Diese Energie muss aufgewendet werden um das Rad in Rotation (annähernd 100Hz) zu bringen.
Um die Rotation zu halten, wird "nur" noch die Erhaltungsenergie (Verlustenergie) benötigt.

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Anmeldungsdatum: 28.04.2016 Beiträge: 159 Geschlecht: Wohnort: Pfalz

sieht gut aus, wie verhält sich das Rad bei 160 rpm, ist sicher nicht feingewuchtet?

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Gruß P_M

Nickpage

die Unwucht war zu spüren, aber auch bei 1280rpm noch unkritisch.

Heute folgen mehrere Stunden lang Tests betreffend Stromaufnahme resp. Leistungsaufnahme sowie Laufzeit ohne angeschlossene Batterien für die Spule/n.
U_I = ±12 (für die Spule).
Die Ladung in den ELKO's beträgt 3,354 Joule, wobei nicht alles verwertet werden kann.

Zu den Tests mit derselben Spule wie im letzten Beitrag erwähnt.
Statische Stromaufnahme bei 26V in etwa 106mA, was einer Leistungsaufnahme von grob 2.7W ergibt.

Dynamisch:
Der Feinabgleich begann bei etwa 3mA.
Immer wieder kleinste Positionsänderung der Spule liessen den Wert weiter sinken.
Bei 0.5mA wollte ich schon Schluss machen, aber wegen eines Fehlers verschob ich die Spule hinten und schob sie wieder in die richtige Position.
Dann grosse Augen meinerseits.
Das grosses Messgerät zeigt den Spannungsabfall über 1Ω (1mV = 1mA) bei ^UI_P positiven 12V Batterie, kleines Messgerät zeigt die Spannung beider Batterien.
Leider kein True RMS.

Die Stromaufnahme pendelte zwischen 0.1 und 0.3mA.
Von früheren Ergebnissen ähnlicher Art skeptisch geworden, mass ich auch die negative Stromaufnahme.

Die Ernüchterung.
Die Stromaufnahme lag zwischen 0.8 und 1.1mA.
Bilder vom Oszi zeigten, dass die Sensoren nicht genau justiert und die Schaltzeiten unsymetrisch sind.

Nun heisst es, zuerst mal die Sensoren anders zu platzieren

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Nickpage

bei 240rpm resp. 160Hz lief das Rad nach abschalten von ^UI (26V) mit der Kondensator Ladung von 3,35 Joule noch 9:40 Minuten weiter.

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Nickpage

die Sensoren wurden einzeln angeordnet.

Dadurch kann die aktive Zeit besser eingestellt werden.
Es war zeitaufwendig, die Sensoren so anzuordnen, dass die Zeiten zwischen den Pulsen sowie die Pulsdauer beider Pulse gleich waren.

Dann erfolgten erneute Laufzeittests.
Spannung 29.8V, Abstand Spulenkern zu den Magneten 2mm, ^IU_I in etwa 0.5mA, f = 174Hz, Laufzeit 11:20 Minuten (einmal sogar 12:20 Minuten, aber nicht wiederholend).
Mit denselben Werten und abgeschalteten Batterien - wie bei den anderen Zeitmessungen mit der ELKO Ladung - wurde das Rad vom Stillstand aus gestartet.
Bei 240Hz war die Höchstgeschwindigkeit erreicht und das Rad rotierte (wiederholend) von 9:55 bis 10:10 Minuten..
E_rot ist somit 0.51 Joule.

Mehr als 9:30 Minuten Laufzeit mit einer Energie von weniger als 3 Joule (3.354 - 0.5 - unter 0.8V nicht nutzbare Tiefentladung) ist schon toll.
Diese Werte wurden jedoch auch mit den drei grossen Rädern sowie mit den 191er 20 Magnete Rad erreicht.
Wenigstens ist alles problemlos(?) zu wiederholen..

Bei abgeschalteter aber wegen der Induktion angeschlossener Spule lag die Laufzeit bei nur 1:05 Minuten, in etwa dieselbe Zeit bei abgeschalteter Spule.
Wurde die Spule vom Rad entfernt und alles abgeschaltet, ergab es wenigstens noch 1:45 Minuten Laufzeit.

Einfach so.
Statischer Wert (27.6V * 0.106mA) 2.9W zu dynamischen Werten (29.8V * 0.5mA) 14.9mW.
Warum verschiedene Spannungen?
Im statischen Bereich ist die Batteriespannung tiefer als im dynamischen, wo die EMP Pulse sowie die Induktion den Wert erhöht.
Grob gerechnetes Verhältnis 99.5%, also 0.2% besser als beim letzten Rad

Fehlen noch 0.5%

Bei Unklarheiten bitte Fragen, es könnten sich Unklarheiten und/oder Fehler eingeschlichen haben

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Nickpage

die soweit möglich genaue Einstellung der Sensoren erforderte mehr Zeit als gedacht.
Da das Rad nicht so genau läuft wie gehofft, mussten kleine Kompromisse eingegangen werden.
Darum die auf dem Bild zu sehenden leicht abweichenden Zeiten.
Endlich konnte sich das Resultat sehen lassen.

Strommessungen an der Spule über 10Ω Widerstand (2 x 20Ω parallel).

Wegen den Höhenungenauigkeit beim Rad sehen die Signale etwas kurios aus.
Eine Umdrehung = verjüngt bis hohe Signale.
Die hellen Stellen um den Mittelpunkt ist der Strom vom EMP.

Besser zu erkennen.

Die kleinen "Huppel" (Werte) sind die Ströme der EMP..

Bis anhin die besten Werte über 1Ω Shuntwiderstand gemessen (1mV = 1mA).

0.5mA bei (je) 13V ergibt die üblichen 6.5mW.

Zusatzaufbau.
Brückengleichrichter, PMOS, zusätzlicher Sensor.

Der neue Sensor (unten) wurde verbogen um den genauen Start und Ende Zeitpunkt zu erhalten.

Zeitgesteuerte Induktion über einen PhotoMOS bringt zu wenig.
Das Bild zeigt die gleichgerichtete Induktionsspannung, den Ansteuerpuls der Spule sowie die nachfolgende kurze Zeit des angesteuerten PMOS.
Die Induktionsspannung ist noch nicht durchgeschaltet sondern dient erstmals zur Messung dessen Werte.

Test mit direkt eingesetzter Zusatzinduktion.
Man beachte den positiven Wert der Stromaufnahme von 0.2mA bei 7mA Induktionsstrom..

Sieht doch sehr gut aus.
Aber wie schon früher darf man nicht nur den Strom von der positiven Spannung anschauen.
Der negative stieg um etwas mehr als 7mA, also statt Gewinn ist es Verlust

Vielleicht kommt noch eine gute Idee, ansonsten alles wieder auf die Seite legen und auf Material für den Ausdruck eines etwas genaueren Rads warten

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