Электромагнит без потерь в обмотках

[versetty]

Добрый день!
Я начинающий радиолюбитель. У меня возник такой вопрос:
как сделать электромагнит постоянного тока с максимально возможным "КПД так сказать" и силой?
По идее, если наматывать 5-10 тысяч витков на увесистый сердечник - сила у него будет что надо, а сопротивление обмоток хорошо ограничит ток.
Но тем не менее, если все магнитные домены уже повернуты, ток пойдет на нагрев (хоть и минимальный).
А что если намотать 100-200 витков и пропускать ток в несколько ампер, но с высокой частотой? Возможно ли так отрегулировать скважность, чтобы ток шел только на намагничивание и не тратился на нагрев, ну по принципу - намагнитили, видим что уже размагничивается - пускаем импульс, ждем.. ?

[petrenko]

Как это "без потерь в обмотках" ?
Шутить изволите ?
Ну изпользуйте тогда "сэндвич-провод" из меди со сверхпроводящей керамикой, да на особом сердечнике ( японцы такую технологию уже разработали ) и, разумеется, охлаждайте жидким азотом.
И(, как выражаются некоторые форумчане,) "будет Вам щастье" !

[svs0230]

Простите, а нельзя ли. Про керамику подробней.

[Genosse_Slavik]

как намагнитился размагнитился, вопще меня учили что сила притяжения от магнитного потока происходит, а без тока его как то не создаш, или я уже все со старости забыл? Конечно если из магнитомягких материалов сердечник, а другие както и не применяются

[petrenko]

^_ Это чей клон с ужасными ошибками залез в тематику "потроллить" ? Вам "МЯУ !" не хватает ?

... а нельзя ли про керамику подробней...

Можно.
Достаточно в любой поисковой системе ввести запрос "сверхпроводящая керамика", как Вам "выползет" не менее 2^15 "найденных страниц" вокруг и около данного вопроса.
Нечто вроде эдакого :

Керамика сверхпроводниковая
Высокотемпературная сверхпроводящая керамика,керамика, созданная на основе оксидных высокотемпературных сверхпроводников. Впервые сверхпроводящая керамика была получена в 1986 г. Й.Беднорцем и К.Мюллером, удостоенным за это открытие Нобелевской премии. Эта керамика была изготовлена на основе лантана, бария и оксида меди (La2-xBaxCuO4), и обладала необычно высокой по сравнению с известными в то время сверхпроводящими материалами температурой сверхпроводящего перехода Тс = 35 К. Через год под руководством П. Чу была получена керамика на основе иттрий-барий-оксида меди YBa2Cu3O7-x с Тс = 93 К. Эти открытия сделали сверхпроводимость перспективной для практического применения.

Ну и в Википедии можете немного с данной темой ознакомиться.

[versetty]

Как это "без потерь в обмотках" ?
Шутить изволите ?
Ну изпользуйте тогда "сэндвич-провод" из меди со сверхпроводящей керамикой, да на особом сердечнике ( японцы такую технологию уже разработали ) и, разумеется, охлаждайте жидким азотом.
И(, как выражаются некоторые форумчане,) "будет Вам щастье" !

Ну потери все равно будут, без них вообще никак. Я же интересуюсь как их свести к минимуму, используя небольшие обмотки по числу витков, с толстым проводом и большим током. Например, если подключить катушку 100 витков сопротивлением 0.1 Ом к аккумулятору 12 В - катушка сгорит, но сила притяжения будет очень хорошей. Слышал, что на электромагнитах для кранов придумали пропускать ток импульсами...

[petrenko]

Может выйти из строя или катушка или источник или управляющий элемент - смотря что окажется самым "слабым звеном".
Во избежание этого надо всё просчитать и предусмотреть заранее.
Импульсами тоже можно.
Но появятся ещё другие потери - во время фронтов импульсов ( как выражается молодёжь "капитан очевидность" ).
Тоже просчитать треба чтоб принять взвешенное решение по оптимизации Вашей схемы и потерь.
В любом случае без подсчётов не обойтись - без оных любой совет будет "угадайкой".

[versetty]

Может выйти из строя или катушка или источник или управляющий элемент - смотря что окажется самым "слабым звеном".
Во избежание этого надо всё просчитать и предусмотреть заранее.
Импульсами тоже можно.
Но появятся ещё другие потери - во время фронтов импульсов ( как выражается молодёжь "капитан очевидность" ).
Тоже просчитать треба чтоб принять взвешенное решение по оптимизации Вашей схемы и потерь.
В любом случае без подсчётов не обойтись - без оных любой совет будет "угадайкой".

Про потери во время фронтов не знал... Спасибо..
Схемы у меня нет, просто интересует теория, но вопрос похоже необычный, если в реле например, все решают огромным числом витков и Ом, но вот если так перефразировать:
Прикладываем импульс тока, упорядочиваем магнитные домены, получаем магнит из куска железа, но когда домены кончились - зачем нам ток в обмотке - может сделать импульс коротким, чтобы его хватило только повернуть домены? Потом они конечно вернуться на место, а мы еще им импульс..
Как Вы считаете, это ерунда или будет работать?
Вот если переменку подать на первичку трансформатора (про вторичку пока забудем) - он станет примагничивать железки, а ток в обмотках сам ограничиться реактивным сопротивлением - омические потери можно сделать близкими к нулю. А на постоянке единственный ограничитель - активное сопротивление обмотки..

[petrenko]

Почему полезно "учить матчасть" ? Как Вы полагаете ?
Вот Вы написали :

...Прикладываем импульс тока*
... упорядочиваем магнитные домены**
...получаем магнит из куска железа***
...но когда домены кончились -****...

Давате по порядку разберём.
*_Странное выражение, однако. В учебниках такого как то не наблюдал. Там, вроде бы, пишут "прикладываем напряжение", а вот чтобы ток прикладывали - что то сомневаюсь. Может Вы неверно выразили мысль ? Наверное правильнее написать как-нибудь : "Вызовем протекание тока приложением напряжения к обмотке." И не забывать, что из=за индуктивности ток будет "отставать" от напряжения.
**_Хорошо. Но Вам известно каким образом и с какой скоростью происходит и как зависит от материала и от магнитного потока это самое упорядочивание ? Обязательно надо узнать. Тогда Вы получите представление о том, какой силы ток и как долго должен протекать в обмотке, чтобы они упорядочились.
***_Ну пока течёт ток и наличествует магнитный поток, то "магнитом" будет хоть деревяшка, хоть вакуум внутри обмотки. А вот остаточная намагниченность действительно бывает чаще у железа (Fe) и его сплавов. Но не только. И для оной упорядочивание доменов должно происходить некое время (см. предыдущий комментарий)
****_А это уже, извините, из "улётного" юмора из серии "я под столом" получилось.

И ещё не забудьте, что остаточная намагниченность материала не даст Вам выключить Ваш магнит сразу - когда напряжение с обмотки будет снято и ток хоть с "отставанием", но (и потери тоже помогут) прекратится, то магнитный поток (домены то упорядочились) продолжит притягивать к Вашему магниту другие "железяки" ещё некоторое время.

[svs0230]

рикладываем импульс тока, упорядочиваем магнитные домены, получаем магнит из куска железа, но когда домены кончились - зачем нам ток в обмотке - может сделать импульс коротким, чтобы его хватило только повернуть домены? Потом они конечно вернуться на место, а мы еще им импульс..

Вставлю своё субъективное мнение
Катушка + сердечник + ток DC, катушка формирует постоянное поле сердечник его направляет
Катушка + сердечник + Ток импульсный DC идут импульсы магнитного поля, сердечник примагничивается . Переполюсовали и ещё импульсы покачали , домены пошли в другую сторону , сердечник размагнитился .
Получаем : накачали импульсы- прилип металлолом , переполюсовали , первый импульс поле скомпенсировал-лом отвалился , ещё импульсы покачали , стала снова обычная железка

ЗЫ: Во время мысленного эксперимента , упавший воображаемый лом проломил голову воображаемому рабочему рабочему .

"Вызовем протекание тока приложением напряжения к обмотке."

[versetty]

Почему полезно "учить матчасть" ? Как Вы полагаете ?
Вот Вы написали :

...Прикладываем импульс тока*
... упорядочиваем магнитные домены**
...получаем магнит из куска железа***
...но когда домены кончились -****...

Давате по порядку разберём.
*_Странное выражение, однако. В учебниках такого как то не наблюдал. Там, вроде бы, пишут "прикладываем напряжение", а вот чтобы ток прикладывали - что то сомневаюсь. Может Вы неверно выразили мысль ? Наверное правильнее написать как-нибудь : "Вызовем протекание тока приложением напряжения к обмотке." И не забывать, что из=за индуктивности ток будет "отставать" от напряжения.
**_Хорошо. Но Вам известно каким образом и с какой скоростью происходит и как зависит от материала и от магнитного потока это самое упорядочивание ? Обязательно надо узнать. Тогда Вы получите представление о том, какой силы ток и как долго должен протекать в обмотке, чтобы они упорядочились.
***_Ну пока течёт ток и наличествует магнитный поток, то "магнитом" будет хоть деревяшка, хоть вакуум внутри обмотки. А вот остаточная намагниченность действительно бывает чаще у железа (Fe) и его сплавов. Но не только. И для оной упорядочивание доменов должно происходить некое время (см. предыдущий комментарий)
****_А это уже, извините, из "улётного" юмора из серии "я под столом" получилось.

И ещё не забудьте, что остаточная намагниченность материала не даст Вам выключить Ваш магнит сразу - когда напряжение с обмотки будет снято и ток хоть с "отставанием", но (и потери тоже помогут) прекратится, то магнитный поток (домены то упорядочились) продолжит притягивать к Вашему магниту другие "железяки" ещё некоторое время.

Да, вижу матчасть я не особо так учил
Хорошо, давайте так (если у Вас есть время на это): как запитать (схемы, идеи, транзисторы..) ту катушку индуктивности (100витков 0.1 Ом) аккумулятором 12В, чтобы она была такой же мощной, как если провода от нее подсоединить напрямую к акку, и не была такой "быстросгораемой"? Сопротивление последовательно не пойдет - зачем кормить и его

[versetty]

рикладываем импульс тока, упорядочиваем магнитные домены, получаем магнит из куска железа, но когда домены кончились - зачем нам ток в обмотке - может сделать импульс коротким, чтобы его хватило только повернуть домены? Потом они конечно вернуться на место, а мы еще им импульс..

Вставлю своё субъективное мнение
Катушка + сердечник + ток DC, катушка формирует постоянное поле сердечник его направляет
Катушка + сердечник + Ток импульсный DC идут импульсы магнитного поля, сердечник примагничивается . Переполюсовали и ещё импульсы покачали , домены пошли в другую сторону , сердечник размагнитился .
Получаем : накачали импульсы- прилип металлолом , переполюсовали , первый импульс поле скомпенсировал-лом отвалился , ещё импульсы покачали , стала снова обычная железка

ЗЫ: Во время мысленного эксперимента , упавший воображаемый лом проломил голову воображаемому рабочему рабочему .

"Вызовем протекание тока приложением напряжения к обмотке."

Ток DC!!! Зачем переполюсовка? Просто импульсы типа пилообразных, без прохождения через ноль

[svs0230]

накачали столькото импульсов положительной полярности , железка намагнитилась , та же энергия в противоположной полярности она обратно размагнитилась , всё просто железка .

[petrenko]

Жаль, что не могу Вам подарить подходящую для Вашего случая лампу ( Нету в наличии, увы, хотя они более разпространённые, чем ВЧ. ). И заодно убедить Вас питать не от 12v ,а от 250 и витков всё таки сделать намного больше. Ибо так будет немножко получше - меньше ток - проще коммутация, да ещё и при индуктивной нагрузке то..

to : svs0230 :
Ну что ж "быстрое выключение" убиранием остаточной намагниченности током противоположного направления ( можно в т.ч. и импульсным или пульсирующим.. ) это вполне подходящая идея. Почему бы и нет.

[Genosse_Slavik]

забудте про намагничивание и размагничивание, электромагниты работают не так, почитайте что нибудь про электрические машины. Электромагнит притягивает пока в обмотках есть ток (без учета остаточной намагниченности), как ток прекращается магнит отпускает нагрузку . Импульсами через обмотку вы только уменьшите средний ток и соответсвенно уменьшите усили каким магнит притягивает якорь. Подачей противоположного напряжения вы никак не отключите магнит, а создадите опять таки силу/момент.

[petrenko]

Товарищ "троль", Ваш малограмотный пересказ моего комментария №{***_} вряд ли нужен "TopickStaretr"-у, не сбивайте с толку человека, ему и так сложно разбираться с "матчастью".

К тому же наличие сердечника многое меняет, чего Вы, увы, не понимаете совершенно.
Про магнитную восприимчивость, диамагнетики, парамагнетики и ферромагнетики, про гистерезис слыхали ? Нет ? Тогда не надо, пожалуйста, "троллить" в тематических разделах, поскольку для того есть "МЯУ! ".

[Genosse_Slavik]

Геноссе Петренко, я сам параноик и вижу кругом мировой заговор, но тролить привычки не имею, посему прекратите обвинять меня в сим нехорошем действии

[Genosse_Slavik]

Как раз не толкайте человека на антинаучную стезю. Домены конечно хорошо, но они хороши для постоянного магнита, электромагнит магнитит не потомучто домены остались после намагничивания, а потомучто через обмотку течет ток и создает магнитный поток. Домены можно размагнатить не прикладыванием импульсов другой полярности, просто потомучто они в этом случаю сменят свое направление, а нагревом до точки Кюри. Если вы хотите намагничивать постоянный магнит и размагничивать его, флаг вам в руки, но не надо этому учить молодежь. А этот загадочный импульсный ток в промышленных электромагнитах скорей всего просто для создания тока удержания электромагнита, то есть сначала пропускается максимальный ток, для создания большого усилия, когда якорь (или железка) притянулась, через обмотку ток уменьшают.

[Genosse_Slavik]

К тому же наличие сердечника многое меняет.

Дайте что нибудь почитать про электромагниты без сердечника, это не троллинг просто хочу повысить свой уровень образования

[petrenko]

Извините, что плохо про Вас подумал и назвал "тролем", но сей ошибочный ( надеюсь ) диагноз из-за множества ошибок в Ваших сообщениях и стиля оных.

... Если вы хотите намагничивать постоянный магнит и размагничивать его, флаг вам в руки, но не надо этому учить молодежь...

Молодёжь я этому не учу - Вам показалось - я молодёжи всего лишь по их же вопросам подсказываю направление поиска интересующей их информации. Только и всего.

. Домены конечно хорошо, но они хороши для постоянного магнита, электромагнит магнитит не потому что домены остались после намагничивания, а потому что через обмотку течет ток и создает магнитный поток...

Ещё раз извините, но Вы ещё раз изволили пересказать мой комметарий №{ ***_ }

Ну пока течёт ток и наличествует магнитный поток, то "магнитом" будет хоть деревяшка, хоть вакуум внутри обмотки. А вот остаточная намагниченность действительно бывает чаще у железа (Fe) и его сплавов. Но не только. И для оной упорядочивание доменов должно происходить некое время

...Домены можно размагнатить не прикладыванием импульсов другой полярности,... , а нагревом до точки Кюри...

А вот здесь Вы совершенно верно говорите. Это тоже один из возможных вариантов.
( Вопрос будет лишь в том, на что уйдёт энергии больше - на перемагничивание или на нагрев. Просто посчитать. )

...А этот загадочный импульсный ток в промышленных электромагнитах...

Ничего загадочного. Смысл совсем в другом. Наводящий вопрос ( чтоб Вы подумали, поискали, повысили свою информированность, как Вы и хотите вроде бы, а не готовый ответ сразу ) : Делают БП и стабилизаторы напряжения как непрерывные, так и импульсные - каковы КПД и режимы работы коммутирующих/регулирующих элементов у тех и у других ?