Suche Formel zu Berechnung von Luftspulen

Ich bin auch ein Spulenwickler
die Formel ist:

L = µ*N2*A/l

L ... Induktivität
u ... Permeabilität von Luft 4*10-7
N ... Windungszahl (N2 ist das Quadrat davon)
A ... die Fläche der Spule (Radius zum Quadrat mal Pi)
l ... Länge der Spule

noch ein kleiner Tipp: die Spulen gut verkleben damit sie nicht vibrieren können. Ausreichend dicken Draht nehmen damit möglichst wenig Kupferverluste entstehen.

Gruß
Kurt

Danke

gibste mir mal nen Beispiel?
Ich habe seit ca. 250 Jahren keine Formel mehr umgestellt.

Wenn ich nicht völlig daneben liege ist dann


N= seq (( u * A * L ) / I )

seq = Wurzel

Ich brauche ja die Anzahl der Windungen

sagen wir mal Radius der Spule ist 30mm, Länge ist 40mm und ich brauche 2,6 mH

gib mir doch mal bitte ein Bsp.

Danke noch mal

MfG

Tobi

250 Jahre? wow....merkt man;)

ich bin kein Spulenwickler...

stellt man die Formel um
->
N=sqrt(L*l/(u*A))

aber hier muss ich mich etwas wundern...
u ist u0*ur
u0 = 1,25664*10-6 magnet. Feldkonstante
ur ist doch bei Luft etwa 1

A ist die durchflutete Querschnittsfläche,
einer Leiterschleife
A=pi/4*d*d=pi*r*r

Diese Formel wurde angegeben:

L = µ*N2*A/l

L ... Induktivität
u ... Permeabilität von Luft 4*10-7
N ... Windungszahl (N2 ist das Quadrat davon)
A ... die Fläche der Spule (Radius zum Quadrat mal Pi)
l ... Länge der Spule

Leider fehlt jegliche Einheitenangabe (m , mm , die Einheit von y).

Ich habe eine Luftspule mit 20 Windungen mal 4 Lagen = 80 Windungen.
Also wäre Nquadrat = 6400 . Das ist noch eindeutig.
Nun zum y : Ist 4mal10hoch-7 nicht einfacher gleich 0,0000004 ?
Wenn man hier schon kein "hoch2" = "quadrat" etc schreiben kann,
warum die Leute mit wissenschaftlicher Notation verwirren wenns ein einfacher 0,000... Wert tut ?
Was ist die Einheit von y ? (Permeabilitätswert Luft bzw Vakuum).

Die Spule hat einen mittleren Durchmesser von 21mm.
A=(d quadrat mal Pi) geteilt durch 4 .
(21mm quadrat mal 3,14) geteilt durch 4 = 346mm quadrat.

Länge einer Windung : U=Pi mal d
21mm mal 3,14 = 66mm . Bei 80 Windungen also 66mm mal 80 = 5280mm = 5,28m.
So, nun ist alles zusammengepuzzelt.

Einsetzen in Formel: L = µ*N2*A/l
(0,0000004 mal 6400 mal 346) geteilt durch 5280 = 0,000168
Das wären dann 168 Mikrohenry .
Ist die Rechnung korrekt ?
Wie gesagt mangels Einheitenangabe ist keine Prüfung möglich, ob sich die Einheiten gegeneinander rauskürzen und ob tatsächlich
Henry entsprechend (Volt*Sekunde)/Ampere als Einheit des Endergebnisses rauskommt.
Mathe bzw Formeln nimmt für sich in Anspruch, eineindeutig exakt zu sein.
Weil sich aber realo weder Mathepauker noch Formel/Matheprofis die Mühe machen, wenigstens genauso eineindeutig anzugeben,
was denn die Bedeutung des Formelzeichens ist und welche Einheit es hat, wird aus einfacher Mathe ein unverständliches Chaos. Kein Wunder daß 90% aller Leute Mathephobien haben.
Dabei könnte es sooo einfach sein, wenn etwas sorgfältiger dokumentiert würde.
ZB könnte man die Drahtlänge auch als 5,28 Meter in die Formel einsetzen.
Es nützt nichts wenn man nicht eineindeutig weiß , in welcher (Unter)einheit ein Variablenwert eingegeben werden muß.

Sinn des ganzen ist eine völlig verkokelte Luftspule einer passiven LS-Weiche zu rekonstruieren.
Bitte keine links zu Spulenrechenprogrammen. Die sind noch komplizierter zu verstehen als die Arbeit mit dem Taschenrechner.
Hier auch wieder das Problem: In welcher Einheit müssen die Variablenwerte eingegeben werden , zB in Millimetern , Zentimetern oder Metern ? Ich rate immer was solche Programme momentan von mir wissen wollen. Meist gibts auch schon bei der Installation Probleme,
Win-Fehlermeldungen die mir nichts sagen und schon garnichts zur Problemlösung.

Gruß
bukongahelas

Man kann die Spulen mit vertretbarem Aufwand nicht berechnen.
Mit den hier gelisteten Näherungsformeln wird die Abweichung vom Sollwert viel zu hoch.
Es hilft nur Messen - und da taugen die allerbilligsten Geräte für unter 50 Euro auch nicht wirklich etwas.

Gruß

Achim

Hallo zusammen,

L = µ*N2*A/l

In diese Formal werden alle Parameter in den Grundeinheiten angegeben.
Also A in m², l in m.
Die Formal stammt aus dem Physik-Unterricht.
Das gilt (näherungsweise) für eine einlagige Luftspule. Bei mehreren Lagen ist sie sicher grob falsch.
Hoch2 kann man schon eingeben: x². Oder x³ :-)

Die Angabe von solchen Zahlen mit Exponent und Mantisse ist eigentlich Standard.
Das sich das in solchen Foren Textfeldern nicht richtig schreiben läßt, ist natürlich blöd.

µ0 ist übrigens 4*PI*10 hoch -7.
Oben fehlt das PI.

Gruß
Bernhard

nicht nur mehrere Lagen sind ein Problem,
es kommt auch darauf an, wie die Wickel liegen!
Kraut und Rüben, gerade bei nachgiebigen Kunststoffspulen
an den Wänden, ergibt andere Werte als schön jede
Wicklungen sauber neben/übereinander.

Es hilft nur Messen - und da taugen die allerbilligsten Geräte für unter 50 Euro auch nicht wirklich etwas.

jein
PC und Soundkarte mit Arta
o.ä. SW wie LMS von Hr. Steber (ImpedanzBridge)
reichen für FW's alle mal aus

Also ist meine Rechnung falsch,
Messen geht auch nicht , die Originalspulen beider Weichen sind ja verbrannt.
bukongahelas

Hallo,

naja, dann "einfach" die neuen Spulen mechanisch nach dem alten Vorbild wickeln!
Wickelabmessungen bestimmen, Drahtdurchmesser, Windungszahl!

Was anderes wird eh nicht möglich sein!

Gruß
Bernhard

bukongahelas schrieb:

Also ist meine Rechnung falsch, Messen geht auch nicht , die Originalspulen beider Weichen sind ja verbrannt.

Sind die verbrannten Originalspulen noch vorhanden?

Bertl100 schrieb:

Hallo, naja, dann "einfach" die neuen Spulen mechanisch nach dem alten Vorbild wickeln! Wickelabmessungen bestimmen, Drahtdurchmesser, Windungszahl! Was anderes wird eh nicht möglich sein!

Eine verbrannte Spule abwickeln ist nicht immer möglich. Wenn das nicht geht würde ich die Spule wiegen, Drahtdurchmesser messen und dann ein Stück abwickeln und dann wiegen. Das Gewicht von einem ähnlichen Spulenkörper abziehen (bzw. wieviel davon noch 'übrig' ist, eine Schätzung reicht) und dann die Länge und damit die Anzahl der Windungen ausrechnen.

Hallo zusammen,

Eine verbrannte Spule abwickeln ist nicht immer möglich.

Das hatte ich gar nicht bedacht!

Gruß
Bernhard

Die def LuftSpule(n) haben wie gesagt ca 21mm mittleren Durchmesser bei 4 Lagen und ca 20 Windungen pro Lage.
1 Windung ist nach U=Pi mal d 21mm mal 3,14 = ca 66mm .
Mal 80 Windungen macht das 66mm mal 80 = 5280mm = 5,28m.
Der Drahtdurchmesser ist 0,5mm .
So kann man zumindest den ohmschen Widerstand berechnen.
R = Länge / (Kappa mal Querschnittsfläche A) (A= (d quadrat mal Pi) / 4).

Mit diesen Spulendaten müßte sich doch auch die Induktivität grob abschätzen lassen. Wer tippt das am Taschenrechner bitte mal durch ?
Spulenfüllfaktor: Der 0,5mm Draht ist lackisoliert , die Windungen liegen sauber aneinander an.

Meine Praxislösung: In meinem Weichenfundus eine optisch ähnliche Luftspule gefunden und gemessen : ca 300 Mikrohenry.
Von dieser Spule hatte ich leider nur eine (brauche aber zwei).
Zwei andere untereinander gleiche Spulen gefunden , die zwar aus einem
etwas dickeren Draht bestehen , aber auch ca 300 yH haben .
Diese wurden eingelötet und an diesen Hochtonzweig der Weiche ein Testbreitbandlautsprecher angeschlossen : Es kamen nur Höhen , das Filter funktioniert.

Anderer Ansatz : Mittlerweile ist auch die Grenzfrequenz dieses Hochpasses bekannt : 3000 Hz.
Der HP besteht ausgehend vom +Eingang der Weiche aus:
- Serienwiderstand 2,7 Ohm (zur Pegelanpassung)
- Serienfolienkondensator 3,3yF
- (Unbekannte) Spule gegen Masse
- Hochtöner 8 Ohm (parallel zur Spule)
Ein typischer 12dB/Okt Hochpaß .
Hier müßte man die Spule zurückrechnen können.
Es gibt die Resonanzfrequenzformel von LC-Schwingkreisen:
fo= 1/ (2 Pi (Wurzel LC)) .
Da komme ich mit 300yH und 3y3 auf ca 4700 Hz .
Nur ist das eben die Resofrequenz und nicht die -3dB Grenzfrequenz.
Irgendwie müßte man das über Resofrequenz und Bandbreite auf den -3dB Punkt bzw die Grenzfrequenz umrechnen können.

Vergrößert man theoretisch die Spule , werden "mehr Bässe am HT vorbei nach Masse abgeleitet" , die Grenzfrequen steigt also und der HT wird "belastbarer".
Stelle ich die Formel nach L um und rechne mit 3000 Hz und 3y3 ,
komme ich auf ca 800yH .
Also mit steigender Induktivität sinkt (lt Formel) die Resofrequenz.
Das steht aber im Widerspruch mit dem vorletzten Satz.
Theorie und Praxis.

Eine Wissenschaft für sich , dabei gehts nur um eine "dumme" Luftspule auf einer passiven Weiche.
Leider sind die Boxen CerwinVega DC-15 so alt , daß keine Infos über die Bestückung der Weichen mehr existiert.
Gruß Und Dank
bukongahelas

Die verbrannten Luftspulen:



bukongahelas

Also die von mir vorgeschlagene Methode mit dem Wiegen würde dabei sehr gut funktionieren. Den Durchmesser messen usw. geht alles noch sehr gut, man sollte vor dem Wiegen nur die Reste der Spulenkörper entfernen.

Angeblich berechnet sich die Spule eines 12dB Hochpasses zu:
L = (Wurzel2 mal R) geteilt durch (2malPi mal f).
L = sqr2 x R / 2Pi x f .
Der C zu:
C = (1 geteilt durch Wurzel2) mal (1 geteilt durch(2malPi mal f mal R)).
C = 1/sqr2 x 1 / 2Pi x f x R .
Wäre echt toll , wenn man hier Formeln korrekt schreiben könnte.
Wie gesagt der C hat 2,2yF. Der Hochtöner 8 Ohm.
0,71 / (6,28 x 6000 x8) = ca 2,2yF . Also liegt die Grenzfrequenz bei ca 6kHz. Man hätte die Formel nach f umstellen können , ich habe einfach ein paar f durchprobiert und so die ca 6kHz gefunden.
Nun die Spule:
(1,41 x8) / (6,28 x 6000) = ca 300yH .
Das paßt . Also muß die verbrannte Spule ca 300yH gehabt haben.
Daß eine optisch gleiche Spule auch ca 300yH hat bestätigt die Rechnung.
bukongahelas

C = 1/sqr2 x 1 / 2Pi x f x R
0,71 / (6,28 x 6000 x8) = ca 2,2yF

L = sqr2 x R / 2Pi x f
(1,41 x8) / (6,28 x 6000) = ca 300yH

Edit nötig, weil meine Formelschreibweise als Emoticon interpretiert wird.
bukongahelas

Zum Verzweifeln , ich gebs auf.
Hoffe es wird klar was gemeint ist.
bukongahelas

Anstelle des blöden Smileys muß "8)" stehen.
bukongahelas

... man könnte fast meinen, der liebe Bukongahelas ist ein rechter Spaßvogel :-)

Sorry für den Kommentar, aber ich mußte echt laut lachen, als ich die Smileys in Deinen
Formeln gesehen hab :-)

Gruß
Bernhard

C = 1/sqr2 x 1 / 2Pi x f x R 0,71 / ( 6,28 x 6000 x 8 ) = ca 2,2yF L = sqr2 x R / 2Pi x f (1,41 x 8 ) / ( 6,28 x 6000 ) = ca 300yH

Entweder vor/hinter die Klammern ein Leerzeichen setzen, oder den Haken bei "Smilies aktivieren?" entfernen :)

Ein typisches Beispiel meines Kampfes gegen Windows.
Ein andermal konnte ich keine Bilder hier einstellen , weil der entsprechende Haken nicht gesetzt war.
Wie mans macht es ist verkehrt, bin eben kein Hellseher und habe schon garkeine Lust und Zeit , sowas auszutesten.
Genau wegen solcher Effekte habe ich kein Smartphone,
teste/kaufe keine Win Programme und Hardware mehr
und bin immer noch bei WinXP.
Egal was ich mache es funktioniert zu 80% nicht oder nur halb.
Könnte hier eine Liste dutzender ungelöster Win Probleme bringen.
Von den sinnlos erfolglos vergeudeten Stunden ganz zu schweigen.
Die Rumprobiererei hat auch keinerlei Lerneffekt , weil bei der nächsten Win Version wieder alles anders ist.
Zählt man die Optionen(Häkchen,Kreuzchen) , Funktionen/Menues kommt man auf tausende von Möglichkeiten , von den Kombinationen ganz zu schweigen. Wer soll da noch durchblicken ?
Früher zu Dos-Zeiten war ich Herr meines Rechners/Betriebssystems,
mit jeder neuen Win Version (wo bekannte Dinge sich an völlig anderen Stellen verstecken) wird der Kampf um die Rechnerkontrolle schlimmer.
Es findet sich (auch gegen Taschengeld) keiner , der mir was zeigt oder gar meinen Rechner saniert.
ZB heute stürzte Firefox innerhalb von 10min 3x ab beim Lesen von email auf web.de .
Dieses Problem habe ich seit Win existiert , unabhängig von Hardware oder Win-Version. Und es wird täglich schlimmer.
Kein Tag ohne Nebenwirkungen,Fehlermeldungen und Absturz.
Noch ein Problem: Beim ColdBoot bleibt er in einer Hardreset-Schleife hängen, Bildschirm zeigt kurz erste Bootmeldung , dann ein Piepton und das ganze endlos weiter.
Öffne ich die Lade des DVD-Laufwerkes , bootet und funktioniert er.
Lesen und Brennen ist mit dem DVD-LW problemlos möglich.
Abstellen der Autostartoption in Bios und bei Win bringt nichts.
Wir kommen vom Thema ab.Ist eh hoffnungslos.

Stimmen denn die Formeln und die Rechnung ?
Decken sich Theorie und Praxis ?
Gruß
bukongahelas

Decken sich Theorie und Praxis ?

nein, daneben fehlt dir die richtige Theorie

von akustischen Randbedingungen mal abgesehen, ist ein Ls kein
ohmscher Widerstand

ich würde per Mikro messen und einige Luftspulen durchprobieren.

Nebenbei erstaunlich, dass die Spulen abgebrannt sind, offenbar
jedoch nicht die Hochtöner

Ja ein LS ist eine komplexe Last , kein reiner R .
Das ist komplexe Rechnung mit imaginären Zahlen.
PC Simprogramme erledigen so passive Weichen+Treiber+Gehäuseberechnung.
Wie weit soll man den Aufwand für einen Brüllwürfel(Home-PA-Box) treiben ?
Besser ne Faustformel als nichts.
Und da sind wir wieder bei Win : Habe weder Arta noch Hobbybox noch Audiotester noch andere Simprogs dazu bewegen können, so zu arbeiten wie versprochen.
Wieder mal im Treiberdschungel mit DLLs gekämpft , wieder mal stundenlang erfolglos.Keine Sound Ein - und/oder Ausgabe.Probiert mit mehreren Soundkarten , nichts funktioniert.
Da bin ich mit Zettel, Taschenrechner und Faustformel besser bedient.
Und wenn mein Ansatz verrissen wird ohne mal nachzurechnen und konstruktiv darauf einzugehen , dann beantwortet eben die Praxis die Frage:
Es funktioniert.
Aus dem HT kommen zischelnde Höhen geschätzt größer 4-5 KHz.
Ende der Diskussion.
bukongahelas

Moin Uli,

Früher zu Dos-Zeiten war ich Herr meines Rechners/Betriebssystems

... dann solltest Du auch die spezifische Beep-Fehlermeldung beim Booten nachvollziehen können.

mit jeder neuen Win Version (wo bekannte Dinge sich an völlig anderen Stellen verstecken) wird der Kampf um die Rechnerkontrolle schlimmer

... Dein WinXP (vormals W2K) hat sich seit einem Jahrzehnt nicht wirklich verändert. Wenn Du es bis heute nicht geschafft hast, dieses OS in Grundzügen zu verstehen, solltest Du fairerweise den Fehler vor dem Bildschirm suchen.

Und da sind wir wieder bei Win : Habe weder Arta noch Hobbybox noch Audiotester noch andere Simprogs dazu bewegen können, so zu arbeiten wie versprochen.

... diese Mess-/Sim-Softwaren arbeiten auf (fast) jedem WinXP-System auf Anhieb. Die wenigen Fallstricke (z.B. Soundkarte bei ARTA) sind in Handbüchern beschrieben und werden im I-Net erschöpfend diskutiert.

Wenn Du in 2012 nicht mess- und simulationstechnisch out-of-date sein möchtest, besorg Dir einen alten 100€ Mess-PC, installiere ein sauberes WinXP - und spare Dir weitere Stunden der nervenden Fehlersuche bei Deinem aktuellen PC.
Apropos I-Net-Browser - FF, IE, Chrome, Opera funktionieren bei zig Millionen Usern weltweit einwandfrei. Und da wären wir wieder beim Fehler vor dem Bildschirm ...

;-) Detlef