Kapitel 8
Repetitionen Magnetismus
l H
m
H
0
r B
Magn. Fluss
N I
I N B
A
Verfasser:
Hans-Rudolf Niederberger Elektroingenieur FH/HTL Vordergut 1, 8772 Nidfurn
055 - 654 12 87
Ausgabe:
Januar 2010
www.ibn.ch 18. Januar 2022
1 Gleichstromspule
Wie gross ist die Durchflutung einer Gleichstromspule von 260 Windungen und 4 Widerstand, wenn deren Klemmenspannung 6 V beträgt?
A 390
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2 Parallele Wicklungen
Eine Magnetspule hat zwei parallele Wicklungen von je 2800 Windungen.
Die Gesamtdurchflutung ist 2520 A. Berechnen Sie den Erregerstrom der einzelnen Wicklungen!
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3 Mittlere Feldlinienlänge
Für die nebenstehende Spule ist die mittlere Feldlinienlänge zu berechnen!
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4 Trafoblech
Ein Magnetkern aus Elektroblech hat 230 cm
2Querschnitt. Die magnetische Flussdichte ist 1,3 T. Berechnen Sie den magnetischen Fluss!
Drehstromtrafo
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5 Einphasentransformator
Wie gross ist die magnetische Induktion in einem Kern von 1,7 cm
2. Querschnitt, wenn der magnetische Fluss 317,9 Wb beträgt?
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6 Relaiskern
Bestimmen Sie den Querschnitt eines Kerns, wenn der magnetische Fluss 0,0002255 Wb und die Flussdichte 1,1 T ist!
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7 Luftspalt von elektrischen Maschinen
In einem Luftspalt soll die magnetische Induktion 0,54 T betragen.
Berechnen Sie die zugehörige magnetische Feldstärke!
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8 Gleichstrommotor
In einem Luftspalt ist die magnetische Feldstärke 1200 A/m. Wie gross ist die magnetische Flussdichte?
Gleichstrommotor
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9 Luftspule
Eine Spule ohne Eisenkern besitzt 500 Windungen, durchflossen von 2 A.
Mittlere Länge der Feldlinien sind aus der nebenstehenden Luftspule zu berechnen. Wie gross ist die Induktion B? Kontrollieren Sie diesen Wert mit der Magnetisierungskurve von Luft.
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10 Kontaktdruck bzw. Kontaktkraft eines Relais
Bei einem Rundrelais gemäss Abbildung wird zur Erzeugung des notwendigen
Kontaktdruckes der Anker mit einer Kraft von 1,2 N
festgehalten.
Die wirksame Polfäche hat einen Durchmesser von 10 mm. Der verbleibende Luftspalt wird nicht
berücksichtigt. Berechnen Sie a). die Polfäche,
b). die magnetische Flussdichte.
Relaisgehäuse
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11 Magnetischer Kreis mit Luftspalt
Gegeben sei ein magnetischer Kreis nach Skizze. Der Strom welcher durch die Spule fliesst sei 3,89 A. Die Windungszahl sei 1250.
Berechnen Sie die Durchflutung.
a = 8 cm b = 8 cm c = 3,5 cm d = 4 cm e = 1,5 cm f = 1,5 cm g = 1,5 cm
= 0,5 cm
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12 Vergleich Eisen mit Luftspalt
Bei der gleichen Spule wie in der vorhergehenden Aufgabe sei die Permeabilität des Eisens
r= 2000.
Berechnen Sie die magnetischen Widerstände des Magnetkreises (R
mFe, R
mL) und den gesamten magnetischen Widerstand. Wie gross ist der resultierende magnetische Fluss.
Berechnen Sie, aus dem gegebenen Querschnitt und dem magnetischen Fluss aus der vorhergehenden Aufgabe, die magnetische Induktion B!
Berechnen Sie weiter die Feldstärken der Teilmedien des magn. Kreises ( H
Lund H
Fe)!
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13 Luftspule
Eine Ringspule hat 400 Windungen und nimmt den Strom = 6 A auf .Die mittlere Feldlinienlänge beträgt 280 mm.
Berechnen Sie a) die Durchfutung
b) die magnetische Feldstärke.
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TG
8 101
Frage
Zeichne den Kraftlinienverlauf ein.
TG
8 102
Frage
Bestimmen Sie die Position des Nord- bzw.
Südpols.
TG
8 103
Frage
Schliessen Sie die Spule an eine
Gleichspannungsquelle an, damit links der Nordpol entsteht.
TG
8 104
Frage
Die Spule unter 8-103 wird an einer Wechselspannungsquelle angeschlossen.
Was ist die Schlussfolgerung?
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TG
8 105
Frage
Setzen Sie zu den Ohmischen Grössen die zugehörigen magnetischen Grössen, mit Einheiten:
Spannung U
Strom I
Widerstand R
TG
8 106
Frage
Was versteht man unter dem Begriff der magnetischen Induktion?
TG
8 107
Frage
Was versteht man unter dem Begriff der magnetischen Feldstärke?
[ TG
8 108
Frage
Erkläre den Begriff "Permeabilität"!
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TG
8 109
Frage
Was ist ein ferromagnetischer Stoff?
TG
8 110
Frage
Welche Materialien sind ferromagnetisch?
TG
8 111
Frage
Welche Eigenschaften haben Magneten?
TG
8 112
Frage
Wie nennt man die Magnetischen Pole?
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TG
8 113
Frage
Wie verhalten sich Magnete gegenseitig?
TG
8 114
Frage
Wie nennt man das kleinste Teilchen des Magneten?
TG
8 115
Frage
Was heisst magnetisieren?
TG
8 116
Frage
Wie nennt man die ferromagnetischen Stoffe welche den Magnetismus leicht verlieren?
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TG
8 117
Frage
Wie nennt man den Punkt bei welchen die ferromagnetischen Stoffe ihre magnetische Wirkung verlieren?
Mit welchen weiteren Massnahmen kann die Magnetwirkung verloren gehen?
TG
8 118
Frage
Wie verläuft das magnetische Feld ausserhalb eines Magneten?
TG
8 119
Frage
In welche Richtung zeigt eine Magnetnadel im Magnetfeld?
TG
8 120
Frage
Beschreiben Sie das Erdmagnetfeld. Zeichnen Sie eine Erdkugel mit geografischen und magnetischen Polen.
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TG
8 121
Frage
Zeichnen Sie die magnetischen Felder bei der Abstossung und Anziehung magnetischer Pole.
TG
8 122
Frage
Wozu werden Dauermagnete verwendet?
Beispiel
TG
8 123
Frage
Welcher Unterschied besteht zwischen einem Elektro- und einem Dauermagneten?
TG
8 124
Frage
Was versteht man unter Remanenz? Welches Material hat grosse und welches kleine Remanenz?
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TG
8 125
Frage
Wie bildet sich das Magnetfeld um einen stromdurchflossenen Leiter?
Machen Sie eine Skizze.
TG
8 126
Frage
Wo treten die Kraftlinien bei Stabmagneten aus?
TG
8 127
Frage
Wie kann die Feldlinienrichtung um einen Leiter definiert werden?
TG
8 128
Frage
Wie sind die Felder um einen stromdurchflossenen Leiter definiert?
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TG
8 129
Frage
Wie wirken die Feldlinien um zwei parallel geführte Leiter?
TG
8 130
Frage
Wie wird der Nordpol in einer Spule definiert?
TG
8 131
Frage
Zeichnen Sie einen magnetischen Kreis mit einem Rotor im Magnetfeld.
Alle magnetischen Grössen sind im Kreis zu beschriften bzw. einzutragen.
TG
8 132
Frage
Der Durchflutung kann im magnetischen Kreis eine spezielle Bedeutung zugeordnet werden.
a) Welche ist dies?
b) Wie wird die Durchflutung berechnet?
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TG
8 133
Frage
Die magnetische Feldstärke kann mit dem elektrischen Stromkreis verglichen werden. Wie ist der Vergleich?
l
mN H I
m
A
TG
8 134
Frage
Wie wird die magnetische Flussdichte auch noch genannt?
TG
8 135
Frage
Wie sieht die Magnetisierungskennlinie einer Luftspule?
Machen Sie eine grafische Darstellung.
H
B
0
TTG
8 136
Frage
Was passiert, wenn in eine Luftspule ein Eisenkern eingebaut wird?
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TG
8 137
Frage
Wie ist der Zusammenhang der
Magnetisierungskennlinie einer Spule mit Eisenkern?
Machen Sie eine grafische Darstellung.
H
B
0
r
TTG
8 138
Frage
Beschreiben Sie die Permeabilität
Machen Sie eine grafische Darstellung in welcher das Verhalten der Permeabilität ersichtlich ist.
r
0
Am
Vs
TG
8 139
Frage
Die magnetische Sättigung.
TG
8 140
Frage
Beschreiben Sie die Ummagnetisierungskennlinie – die Hystereseschleife.
B i l d 4 . 1 . 2 B [V s / m ]2
- B [ T ]
- H [ A / m ] H [ A / m ]
- HC
- BR
BR
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TG
8 141
Frage
Der magnetische Widerstand kann wie beim elektrischen Kreis betrachtet werden, Zeichnen Sie den Fluss-Kreis auf.
Magn. Fluss
N I
I N RmL
RmFe
TG
8 142
Frage
Stellen Sie den magnetischen und den elektrischen Widerstand gegenüber. Was erkennen Sie an Gleichem?
Elektrischer Widerstand
A R l
Magnetischer Widerstand
R l
m A
r
0 TG
8 143
Frage
Wie wird ein stromdurchflossener Leiter im Magnetfeld abgelenkt?
TG
8 144
Frage
Zählen Sie drei Anwendungen von Elektromagneten auf.
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TG
8 145
Frage
Was geschieht, wenn man einen
stromdurchflossener Leiter durch ein Magnetfeld bewegt?
TG
8 146
Frage
Was besagt die Lenz’sche Regel?
TG
8 147
Frage
TG
8 148
Frage
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