Re: Progettare un'elettrocalamita...piuttosto potente

From: Dario Fantoni <dario.fantoni_at_gmail.com>
Date: Fri, 17 Feb 2006 20:24:10 +0100

ciccionews2004_at_yahoo.it ha scritto:

> Salve a tutti,
>
> vorrei costruire un'elettrocalamita di notevole potenza!
> Purtroppo non sono molto ferrato sul dimensionamento dei circuit
> magnetici.
> Qualcuno di voi mi pu� suggerire il modus operandi per realizzare una
> potente EC e magari saper stimare anche la potenza (o la forza
> atttrattiva) della suddetta?!
> Vorrei sapere il tipo di nucleo quannte spire dovrei fare in relazione
> alla dimensione dell' EC se l'avvvoglimento deve occupare poco
> spazio,quanta corrente ci devo far circolare..etc etc..

Il calcolo non � semplicissimo per via dei vari fattori
che influenzano la costruzione forma, traferro ecc.

In ogni caso, almeno concettualmente, i passi sono semplici

Per semplicit� ragioneremo in corrente continua. Per una
EC a forma di U (con due poli).

La forza portante dell'ec � data da:

       B^2 * S
  F = ---------
        mu_0

dove F = forza portante espressa in Newton
     S = sezione di un polo in m^2
     B = induzione in Wb/m^2 o Tesla
     mu_0 = permeabilit� dell'aria (1,256 * 10^-6 H/m)

Ora se tu volessi dare uno sguardo al calcolo
di un circuito magnetico, scopriresti che
nella pratica il valore pi� importante � dato
dal valore della riluttanza magnetica nel traferro.

(e.g:
http://corsiadistanza.polito.it/corsi/pdf/9320H/eserc7.pdf)

Con questo valore si trovano le dimensioni geometriche
dell'anima dell'EC e il numero delle Asp.

Si fissa una opportuna densit� di corrente e si determinano
le dimensioni occupate dall'avvolgimento. E da queste si
passa a determinare la dimensione delle anime di materiale
ferromagnetico.

Una volta in possesso delle dimensioni del circuito
in ferro si torna all'indietro e si determina la
riluttanza totale del circuito magnetico e il corretto
numero di Asp.

In alcuni casi � possibile dovere reiterare questo
procedumento alcune volte.


Esemplificando: immaginiamo di voler sollevare ( con l'EC
immaginata sopra) un carico (compresa l'ancora di metallo
che chiuda il circuito magnetico) di 100 kg da una distanza
di circa 1,5 cm.

Fissando una induzione di 0,8 T nel ferro, si pu� ipotizzare
una induzione nel traferro di circa un 20% e cio� di 0,64 T
quindi dalla relazione di prima si ottiene:

                10000 N * 1,256 * 10^-6 (H/m)
        S = ---------------------------------- = 0,0030 m^2
                       0,64^2 (T^2)

o anche 30 cm^2. Sempre per l'ipotesi di prima, la sezione
del ferro diventa
                S_fe = 80% S = 24 cm^2
E quindi potremo scegliere il trafilato di ferro pi� vicino
a tale sezione diciamo un 6 cm * 4 cm.

Ora, in aria per ottenere una indizione di 0,64 T occorrono

                   B 0,64
                 ----- = ---------------- = 509554 H/m
                  mu_0 1,256 * 10^-6

che approssimiamo in circa 5100 Asp/cm. Ora con un traferro
di 1,5 cm (tenendo conto che in una U i traferri di fronte
all'ancora sono 2 si avr�)

           3 cm * 5100 Asp / cm = 15300 Asp

che con l'adozione di una corrente di esercizio pari a 10 A e
con uan densit� di 1,5 A/mm^2 comportano la realizzazione di un
avvolgimento di

                 15300 Asp / 10 A = 1530 spire

con un conduttore della sezione di

           10 A
      -------------- = 6,7 mm^2
         1,5 A/mm^2

immaginando l'avvolgimento distribuito in ugual modo sui due bobine
disposte sui rami della U ci portano a due avvolgimenti di

  1530/2 = 765 spire.

Arrivati qui... vista l'ora e lo stato del mio orcheo ti dir�
che con il diametro del filo calcoli l'occupazione delle spire
e quindi la lunghezza dei due rami, la lunghezza dell'ancora
e il reale circuito magnetico. Ricalcoli le riluttanze e verifichi
che il numero di spire sia congruo. Dopodich� verifichi il consumo
e la dispersione termica....

Vabb� se ne avr� voglia e se interesser� a qualcuno finir� il calcolo.


Per� mi sono divertito.

>
> Grazie a tutti per la disponibilt�
> Ciao
> Ciccionews

ciao
Dario
Received on Fri Feb 17 2006 - 20:24:10 CET

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