Comportamiento eléctrico de la celebración de los imanes cuando se separan

Question

Me voy a comprar la celebración de un electroimán y una placa de la huelga para mantener algunas cosas, y quiero diseñar mi circuito (arduino controlado) no freír como el tocino. Soy consciente de que desde la celebración de un imán es un inductor, que debo usar un flyback de diodo y, posiblemente, un condensador para manejar la espalda EMF para cuando la corriente se interrumpe. Sin embargo, ¿qué sucede si la celebración del imán es forzado físicamente lejos de la placa de la huelga? Se está trabajando para superar la fuerza magnética, así que me imagino que la energía va a algún lugar, pero ¿cómo es que el cambio momentáneo de manifiesto en el circuito? Cómo puedo ver el aumento de la corriente por la bobina? La disminución de la corriente? Y de eso se trata, ¿qué sucede en el circuito cuando el imán se cumple y bloqueos a la placa de la huelga?

Básicamente, estoy tratando de determinar si necesito manejar un avance EMF alza, así como una espalda EMF de la espiga, y mi investigación no ha enseñado lo suficiente acerca de los campos magnéticos que averiguarlo por mi cuenta.

EDITAR

Actualmente estoy usando este circuito:

^{simular este circuito – Esquema creado mediante CircuitLab}

L1 es el imán; no conozco su inductancia, pero tiene una serie de resistencia de 20 Ohmios. D1 es el zener que protege contra sobretensión; R1 es allí porque la única zener lo que tenía era exactamente 12V y yo quería un poco de margen de seguridad para evitar un corto en el caso de que la fuente de alimentación se fue alto por alguna razón distinta de la L1. D2 es el flyback; protege contra voltajes menos de -1V, que esperemos que no son suficientes para arruinar la tapa (un schottky sería mejor, pero no tengo uno en todo mentira).

Yo operar este por encender la fuente de alimentación de encendido y apagado. En el futuro voy a poner una Darlington entre C1 y V1. PARECE que funciona y no dañar nada ni siquiera cuando me fuerza a las placas de separación, así que bueno, esperemos que no estoy haciendo nada desagradable a la fuente de alimentación. Todavía tengo que ver esto con un ámbito de aplicación para asegurarse de que.

Yo tenía la idea de poner mi propio inductor en serie con L1. Eso sería limitar la corriente de los cambios causados por la L1 de la inductancia cambiando. No estoy seguro si voy a hacer eso.

Answer 1

Usted puede saber la fórmula

$$ U_L(t)=\,L\frac{dI}{dt} $$ para el voltaje a través de un inductor.

• Una consecuencia: si se detiene el flujo de corriente a través de un inductor, por ejemplo, mediante un interruptor, se obtiene un alto pico de tensión, lo cual puede dañar las cosas.

Sin embargo, esta fórmula proviene del cambio de flujo magnético a lo largo del tiempo:

$$U_L(t)=\frac{d\Psi}{dt}=\frac{d(LI)}{dt}$$

donde L se considera constante a lo largo del tiempo. Si no, no se consigue

$$ U_L(t)=L\frac{dI}{dt}+I\frac{dL}{dt}$$

El problema es que usted no tiene idea de cómo el inductivity L cambios a lo largo del tiempo. Se va a cambiar no lineal a través de la distancia entre la bobina y la placa. También, la fuerza sobre la placa aumenta cuando está cerca de la bobina, por lo que la velocidad no, que conduce a una mayor cambio de L.

Incluso si asumimos una linealidad a lo largo del tiempo, la solución de la ecuación es feo.

Traté de escribir una simulación que permite especificar el comportamiento de L a lo largo del tiempo, pero tengo que pensar en el resultado, como en la actualidad estoy seguro de que no tiene sentido. Voy a dejar que usted sabe.

Sin embargo, usted debería considerar la posibilidad de que en un momento dado, la placa se obtiene la energía de su bobina / el circuito, y en el otro punto, se da a la energía de vuelta. Esto puede llevar a que los picos de voltaje, incluso en ambas direcciones, por lo que no sólo el uso de un flyback de diodo, pero también un zener (con la tensión por encima de tensión de alimentación).

También me gustaría sugerir a medir con un ámbito de aplicación.

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Editar:

Yo estaba en una larga gira ahora, pero el viernes pasado tuve la oportunidad de jugar en nuestro laboratorio por un corto tiempo.

Tenemos varios carretes de esmaltado de alambre de cobre, el problema es encontrar uno con los dos extremos del alambre de ser accesibles. Sólo he encontrado esto:

• diámetro del alambre: 0.22 mm
• alambre de resistencia: 200 Ohmios
• solenoide de diámetro: 3 cm
• solenoide de longitud: 3 cm

Me conectado a un suministro de voltaje constante a través de un 2kOhm resistencia y aplicado 50V para conseguir al menos un poco de corriente. Está el voltaje por encima de la bobina al insertar y extraer un tornillo de hierro:

El ámbito de aplicación se establece en el acoplamiento CA, para no ver la ca. +5V de la línea de base.

Es claramente visible que hay picos en ambas direcciones . A la hora de insertar el tornillo, las bobinas también chupa y consume la energía eléctrica. Al retirar el tornillo, tengo que invertir energía en el sistema, y la bobina se propaga a la energía eléctrica, lo que resulta en el impulso negativo. También es interesante que hay algún tipo de efecto de relajación con polaridad invertida después de los picos.

Tengo que mencionar que esta configuración no es comparable a la celebración de su imán. Mi rollo no es realmente un imán, como veo que no hay fuerza en el material ferromagnético. Mi bobina también es sólo una bobina de aire, y como el agujero en el carrete tiene menos de 1 cm de diámetro, el tornillo de menos, demasiado. Así que yo no llenar todo el volumen de la bobina con el material. (Por CIERTO: Como es difícil llegar a ese agujero con tornillo, no pude empujar el tornillo en tan rápido, y así, el primer pico es menor que el segundo)

Su celebración imán es más fuerte en varios órdenes, y así es la inductancia. Hay una guiñada completado un total de guiñada por la placa, por lo que el efecto de la placa también será mucho más grande que el de mi configuración.

Por lo tanto, estoy seguro de que va a llegar a ser realmente grandes picos en ambas direcciones, lo que puede dañar el circuito, si no se ocupa de ellos.

Answer 2

El primer pensamiento es pensar en esto como una guitarra eléctrica de recogida; Un imán permanente produce un campo constante y cuando las cadenas se mueven en este campo es un poco modulada y el resultado es que una pequeña señal aparece en los terminales de la bobina. Sería importa si un generador de corriente constante estaban conectados a la bobina y esto generó el mismo campo magnético estático?

No, no creo que hay una diferencia - el cumplimiento de la corriente de la fuente todavía permitiría la misma señal a ser producido a través de los terminales de la bobina cuando las cadenas se mueven.

Así, en la pregunta, hay un DC electroimán tirando de un magnetizable de la placa. Hay una fuerza de atracción y la placa se acerca tanto a la fuerza aumenta, al igual que la versión traducida de la densidad de flujo. Mirando esto en términos de un imán fijo con una bobina envueltos alrededor de ella, la placa se mueve hacia la bobina y el imán hará que el local del flujo magnético a aumentar y esto va a producir una fem de pulso en una dirección en la bobina. Cuando la placa se desplaza de distancia, y la densidad de flujo disminuye, y esto provoca una fem de pulso en la otra dirección.

El cem es un pulso, porque sólo se genera mientras que el flujo está siendo cambiado. La ley de Faraday de inducción!

Volviendo a la electroimán escenario (en lugar de física imán y la bobina), el efecto de este "interior-para-el-coil" emf es visto en los terminales si la alimentación es una fuente de corriente como una guitarra pick-up obras. Sin embargo, debido a que el electroimán es la tensión de la fed, el pulso de voltaje de las fuerzas de una corriente dentro o fuera de la fuente dependiendo de la manera en la que la placa se mueve.

Dado que no es el normal de DC de la corriente de la bobina del electroimán, este pulso de corriente (limitado por la auto inductancia y la resistencia de la bobina) provocará un aumento momentáneo de la/disminución en el que los actuales. Esto será visto a lo largo de los rieles de potencia a la bobina.

Así, se energiza la bobina y sólo se sentó ahí, a ocuparse de su propio negocio. A continuación, la placa viene y rápidamente va a la bobina debido a las fuerzas magnéticas. Esto produce una modulación en la corriente que se toma por la bobina PERO, es importante destacar que no hay pico de voltaje debido a que la bobina se energiza con una fuente de voltaje a través de un transistor o un interruptor.

Si usted tira de la placa, hay otra corriente de pulso, pero por las razones arriba no habrá un pico de voltaje.

A continuación, abra el circuito de la bobina y de inmediato su flyback diodo coge el back-emf - la placa de convertirse en detatched en este punto, hacer las cosas peor - ¡no!

Hace un relé necesita una forma especial de la bobina de protección distinto de un flyback de diodo - ¡no!