Schwingkreis mit Variabler Induktivität erzeugt Spannung!?

Der chaotische Hauptfaden

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Oszillum
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Schwingkreis mit Variabler Induktivität erzeugt Spannung!?

Beitrag von Oszillum »

Guten Abend,

Ich habe hier eine Interessante Konstruktion deren Funktionsweise ich mir nicht erklären kann.
Jetzt hoffe ich einfach mal das einer von Euch mir das erklären kann :)
Foto:
Bild
Erklärung:
Ein MOT bei dem das Joch Entfernt und drehbar gelagert wurde.
Durch die rechteckige Form des Jochs Schwankt nun die Induktivität bei jeder viertel Drehung
auf der Primärspule zwischen ca. 16,5 - 24 mH, Sekundär zwischen 2,8 und 6,3 Henry.
Diese Werte sind sehr ungenau, da die Mechanik noch ziemliche Toleranzen hat.
Die Primärspule ist auf dem Bild nicht zu sehen und wurde durch eine 2. HV Wicklung ersetzt.
Der Orginale Resonanzkondensator wurde mit der HV-Wicklung zu einem Schwingkreis verschaltet.

Jetzt habe ich mein Oszi an den Kondensator geklemmt, und den Motor langsam hochgedreht...
Interessanterweise sind schon bei sehr niedriger Drehzahl etwas verkorkste "Sinuswellen" mit ca 10V Vpp zu sehen.

Bild
Bild

Es Scheint jetzt abhängig von der Drehzahl mehrere Resonanzpunkte zu geben an den die
Spannung wunderbar Sinusförmig wird und die Amplitude stark steigt. Leider ist der Drehzahlbereich
durch die Ungenauigkeit sehr eingeschränkt, aber ich schaffe selbst damit bis zu 90V Vpp.

Auf der Primärspule sind bei eben diesen 90V im Schwingkreis 2V AC (Multimeter) und 18-20 mA Messbar.
Klemmt man den Schwingkreis ab, Sinkt die Spannung auf 0,5-0,7 V.
Wo kommt nun hier der Strom her? Ich drehe ein Stück Eisen vor einem Stück Eisen mit Kupfer drumrum...
Restmagnetismus kann natürlich vorhanden sein, aber der müsste durch eine
Kontinuierliche Umpolung doch eher abgebaut werden oder?
Zudem bleibt die Mitte des Jochs ja da wo sie ist und die Magnetfelder müssten von der Mitte aus
nach links und rechts verlaufen wodurch die Polung bei einer Drehung genau gleich ist.

Ich hoffe hier kann mir jemand auf die Sprünge helfen,
Grüße Jacob
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Gerald
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Re: Schwingkreis mit Variabler Induktivität erzeugt Spannung

Beitrag von Gerald »

Restmagnetismus im Eisenkern und/oder parametrische Schwingungserregung ?
(Die Seite war früher mal echt gut, doch dann sind die Macher in der Eso-Szene versickert..)
Gruß
Jannyboy
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Re: Schwingkreis mit Variabler Induktivität erzeugt Spannung

Beitrag von Jannyboy »

Da hast du Generator gebaut.
ähnlich den hier:
http://de.wikipedia.org/wiki/K%C3%A4figl%C3%A4ufer
Oszillum
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Re: Schwingkreis mit Variabler Induktivität erzeugt Spannung

Beitrag von Oszillum »

Danke, das Stichwort habe ich gesucht...
Leider wird auch dort nicht wirklich erklärt wodurch diese Schwingungsanregung nun Stattfindet.
In meinem Fall wird ja nun durch den Motor offenbar irgendwie Energie in den Schwingkreis eingebracht.

Was passiert mit einem Strom der so friedlich in seiner Spule fließt und plötzlich verändert man die Spule?
Analog dazu kann man sich ja ein Bewegtes Objekt vorstellen dessen Masse man verändert.
Es würde wahrscheinlich seine Geschwindigkeit oder seine Temperatur ändern...
Wie kann man sich das bei bewegten Ladungen vorstellen?
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ferdimh
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Re: Schwingkreis mit Variabler Induktivität erzeugt Spannung

Beitrag von ferdimh »

Du hast einen Schwingkreis. Die Snalogie muss also ein Schwingfähiges System betreffen.
Ein gutes Beispiel ist z.B. ein Pendel, das du periodisch verkürzt. Dabei wird beim Verkürzen Energie zugeführt (du musst den Teil des Seils, der sich außerhalb der Ruhelage befindet, in die Ruhelage bringen, um ein verkürztes Pendel zu realisieren).
Ebenso führst du beim Verändern der Induktivität Energie zu.
Wenn du einen magnetisierten Karn hast (und den hast du in dem Moment, wo in der Spule Strom fließt) und selbigen wegziehst, reduzierst du die Flussdichte in der Spule und induzierst damit eine Spannung in die Spule. Außerdem wird für das Auseinanderziehen gegen ein Magnetfeld Kraft benötigt. Der Schwingkreis ermöglicht eine Speicherung, so dass es möglich ist, dass sich das Teil immer weiter aufschaukelt.
Die "Initialzündung" erfolgt vermutlich, wie beim Asynchrongenerator, über Restmagnetismus.
Lars_Original
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Re: Schwingkreis mit Variabler Induktivität erzeugt Spannung

Beitrag von Lars_Original »

Ein besserer Vergleich ist eine Schaukel.
Wenn du da drauf sitzt muß dich einer anschupsen (Impuls von Außen)oder du kannst durch vor- und zurücklehnen die Schaukel in Bewegung versetzen.
In letztem Fall änderst du den Schwerpunkt und damit die Parameter des Pendels. Wenn du dich im richtigen Takt im Verhältnis zur Schaukel bewegst wird die Schwingung stärker (die Amplitude größer). Wenn der Takt nicht passt, kommt das Ganze zum Stillstand.


Lars
Oszillum
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Re: Schwingkreis mit Variabler Induktivität erzeugt Spannung

Beitrag von Oszillum »

Das Beispiel mit der Schaukel leuchtet ein, Mechanisch ist das kein Problem...
Ich versuche nur immer die Zusammenhänge wirklich zu verstehen und Übertragen auf die
Elektronische Welt bekomme ich es immer noch nicht in den Kopf.

Ich wills mal so Formulieren:
Welche Physikalische Wechselwirkung versetzt die Elektronen in Bewegung,
wenn es wie der Name Paramagnetisch ja schon sagt keine Elektromagnetische ist?

Mittlerweile habe ich die 2. Hochspannungsspule, Ispiriert von dem HCRS Experiment,
mit der ersten und dem Kondensator in Reihe geschaltet allerdings so, das sie der ersten entgegenwirkt.
Einflüsse durch Restmagnetismus sollten dadurch ja eigentlich ausgelöscht werden.

Entgegen jeder Logik steigt die Spannung am Kondensator jetzt bis über 200 Vpp.

Und bevor hier wieder ein Aufschrei durch die Runde geht vonwegen ist eh alles
Sinnlos und höchst Esoterisch... Nein, auch wenn ich mich mit diesen Dingen beschäftige.
Ich versuche lediglich Behauptungen zu widerlegen und hinterfrage alles.

Also nicht wundern warum ich versuche eine Maschine zu bauen die nicht funktioniert.
Das ist das Ziel :) In diesem Fall aber wohl schwerer als gedacht ^^

Jacob
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ferdimh
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Re: Schwingkreis mit Variabler Induktivität erzeugt Spannung

Beitrag von ferdimh »

Das HCRS-Experiment habe ich bereits einmal versehentlich aufgebaut, als ich versucht habe einen Wechselrichter mit Ausgangskoppelkondensator zu bauen. Hier ergab sich eine niederfrequente Schwingung um die 2 Hz zusätzlich zu den 50Hz, die ich wegdämpfen musste.

Zum Verständnis könnte ein Vorläuferexperiment hilfreich sein:

Du nimmst deine "Sekundär"spule und beaufschlagst sie hochohmig! (2. MOT als Drossel vorschalten oder >500 Ohm Leuchtobst vorschalten o.Ä) mit 50-200mA Gleichstrom (geglättet oder geregelt, alles was an Gewackel da drauf ist, schlägt gnadenlos durch). Jetzt drehst du den Apparillo mal von Hand durch.
Dir wird vermutlich auffallen, dass das Teil ein nicht unerhebliches Bestreben entwickelt, das I zu dem E auszurichten. Beim Ausrichten wird eine positive Spannung induziert, beim Wegdrehen eine Negative (wenn der Magnetisierungsstrom positiv war). Dieses Generatorkonzept findet sich (Teilweise aber mit Vormagnetisierung auf getrennter Spule oder Permanentmagnet) als Drehzahlsensor in vielen Verbrennungsmotoren, als Drehzahlsensor in meiner umgebauten Bohrmaschine sowie in Diesen Trümmern wieder.
Warum sich hier Elektronen in Bewegung setzen, ist offensichtlich, oder? Wenn nicht: Das Induktionsgesetz wird leider als "Gottgegeben" angenommen, hier lässt sich nichts begründen. Die Änderung der Flußdichte im Kern ist aber mit der Änderung des µr im Eisenweg zu erklären.

Wie kommen wir von hier jetzt zu dem Schwingkreis? Nehmen wir für den Anfang mal an, der Schwingkreis wäre berreits erregt und schwingt munter vor sich hin.
In dem Moment, wo die Spannung an Spule und Kondensator durch den Nulldurchgang geht, ist der Strom maximal. Da die Sinusschwingung auf den "Spitzen" recht flach ist, ist auch vor und nach dem Nulldurchgang ein recht hoher Stromfluß vorhanden. Daraus ergibt sich folgender Ablauf (hierbei wird für die Stromrichtung der Kondensator als Quelle und die Spule als Verbraucher gesehen):
1. Spannung +100%, Strom null.
2. Spannung etwa etwa +70%, Strom etwa +70%. Kern wird reingedreht.
3. Positive Spannung wird induziert.
4. Schwingkreis schwingt weiter, Spannung 0%, Strom +100%.
5. Spannung etwa -70%, Strom +70%. Kern wird rausgedreht.
6. Negative Spannung wird induziert.
7. Spannung -100%, Strom null.
8. Spannung -70%, Strom -70%. Kern wird reingedreht.
9. Negative Spannung wird induziert.
10. Spannung 0, Strom -100%
11. Spannung +70%, Strom -70%. Kern wird rausgedreht.
12. Positive Spannung wird induziert.
13. Siehe oben.

Wie zu sehen ist, wird beim oben genannten Timing jedes Mal, wenn sich der magnetische Kreis öffnet und schließt, soherum Spannung induziert, dass der Kondensator aufgeladen wird. Es wird also Energie in den Schwingkreis eingebracht, und zwar je mehr, umso größer die Amplitude der Schwingung ist (bis die Eisensättigung dem ein Limit setzt). Jetzt müssen wir nur noch annehmen, dass irgendwoher ein kleines Bisschen Energie kommt (das wird immer gegeben sein, etwas Restmagnetismus ist immer da), und der Apparillo schwingt sich auf.

Dass es mit zwei gegeneinandergeschalteten Spulen eine höhere Spannung ergibt, kann verschiedene Ursachen haben. Dein System mit 2 undefiniert gut gekoppelten Spulen auf einem Eisenkern, der auch noch in der Nähe der Sättigung läuft ist sehr schwer qualitativ zu erfassen.
[OT]
Die Anordnung zeigt übrigens ein paar Eigenschaften der typischen "Overunity"-Konstruktionen sehr deutlich auf:
a) Die Konstruktion funktioniert grundsätzlich, nur mit einem Wirkungsgrad <100%.
b) Der Weg, mit dem Energie zugeführt wird, ist nicht sofort ersichtlich.
c) Die Konstruktion besitzt eine Bedingung, die "Erleben" der Energiezufuhr erschwert oder verhindert (Hier: ohne Resonanz nix los, beim langsamen Durchdrehen von Hand spürt man keine Kraft, weil sich der Möller erst aufschwingen muss; Bei den Homopolarkonstrukten erschwert die "perverse" Drehzahl das Wahrnehmen der Energiezufuhr)
d) Das diskutierte Thema ist vollständig "abgegrast", Bereiche der Physik, die noch nicht vollständig verstanden werden, werden nicht tangiert - es ist also von Vornherein klar, dass die Anordnung keinen Energiegewinn bringen kann.
Gerade letzteres finde ich schade, weil es durchaus Effekte gibt, die tatsächlich die Regeln des Herrn Carnot zu verletzen scheinen. Namentlich fallen mir LEDs und der Glühelektrische Effekt ein. Mit diesen befasst sich die "Esofraktion" aber nicht.

Ich finde in jedem Fall die Auseinandersetzung mit solchen "nichtfunktionalen" Konzepten viel besser, als das alles als "Blödsinn" abzutun. Die Jungs, die sowas ersinnen, sind bezüglich ihrer Kreativität und ihrer Visionen zu bewundern. Wenn es gelingt, ihnen Physik beizubringen (indem man sich mit ihnen beschäftigt, anstatt Gräben zu bauen), ist vielleicht die Weltherrschaft nahe!
[/OT]
Oszillum
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Re: Schwingkreis mit Variabler Induktivität erzeugt Spannung

Beitrag von Oszillum »

Hi

Danke für die ausführliche Antwort, dann hab ich jetzt zumindest einen Langwellensender gebaut.
Stellt sich nur die Frage nach der Modulationsmöglichkeit der Kiste :)
Die Messergebnisse entstehen wohl tatsächlich aus einem Zusammenspiel von Mechanischer Unpräzision
und der unterschiedlich guten Kopplung bzw. nicht 100% gleichen Induktivität.

Eine Frage hat sich allerdings noch ergeben bezüglich der Flussdichte in einem Trafokern.
Wird diese als an allen Stellen gleichmäßig betrachtet?
Oder ist es quasi möglich bei 2 Spulen auf dem einen Kern die eine durch die andere "Abzuschirmen"
so das nur in der einen Hälfte des Kerns ein Magnetischer Fluss erzeugt wird?

Merci J
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reutron
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Re: Schwingkreis mit Variabler Induktivität erzeugt Spannung

Beitrag von reutron »

Modulationsmöglichkeit....ganz einfach zwischen Antenne und Dummy Load hin und her schalten.... :lol:
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Gerald
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Re: Schwingkreis mit Variabler Induktivität erzeugt Spannung

Beitrag von Gerald »

Oszillum hat geschrieben:Oder ist es quasi möglich bei 2 Spulen auf dem einen Kern die eine durch die andere "Abzuschirmen"
so das nur in der einen Hälfte des Kerns ein Magnetischer Fluss erzeugt wird?
Das nennt man Streufeldtrafo, da liegen Bleche in dem Raum zwischen Primär- und Sekundärspule.
Diese Bleche können auch verstellbar sein um den Ausgangsstrom zu regeln.

Gruß
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ferdimh
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Re: Schwingkreis mit Variabler Induktivität erzeugt Spannung

Beitrag von ferdimh »

Achtung: Der Magnetische FLUSS ist Konstant! Wenn der Kern den Querschnitt ändert, ändert sich auch die Flußdichte.
Fluß/Fläche gibt Flußdichte.
Man kann sich das ganz lustig als Äquivalent zu einem Stromkreis vorstellen:
Ein gewisser Magnetischer Fluss (Äquivalent: Stromstärke) in einem Kern mit großem Querschnitt verursacht eine kleine Stromdichte, ein kleiner Kern eine große Stromdichte.
Je nach µr ist ein mehr oder weniger große Erregung erforderlich. Wenn man da wieder den Querschnitt rausrechnet, kommt eine "Magnetische Spannung" (Einheit übrigens Ampere...) raus. Daraus folgt dann auch ein "Magnetischer Widerstand", der 1/µr ist. Damit kann man das Verhalten von Trafos mit Luftspalten recht gut berechnen.
Außerdem kann man da zumindest abschätzen, wie sich ein Apparillo verhalten wird.
Ein Beispiel ist das "Magnetisierjoch", wo der Kern unterbrochen und angespitzt wird. In den Spitzen (und auch dazwischen) wird so eine sehr hohe Flußdichte erreicht.
Ein anderes Beispiel ist, dass durch einen kleinen Luftspalt der mangnetische Widerstand gezielt erhöht wird, um (wie bei einer Reihenschaltung von einem linearen und einem nichtlinearen Widerstand) die Nichtlinearität des Eisens im Kern zu reduzieren. Dies kann durchgeführt werden, um eine bestimmte Induktivität einzustellen, oder um zu vermeiden, dass der Kern bei einem bestimmten Strom in Sättigung geht. (Strom*Windungszahl gibt magnetische Spannung, Erhöhen des Magnetischen Widerstandes senkt die Flußdichte - und entfernt sie damit weiter von von der Sättigung).
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