¿Inductor/electroimán usado para levantar un imán? Joules a Newtons o Joules a Gauss?

Question

¿Inductor/electroimán usado para levantar un imán? Joules a Newtons o Joules a Gauss?

Física
inductor
magnetismo
electroimán
electromagnetismo

Renzo M-Svartz

Con interés en usar un electroimán para levantar un imán.

Me sumergí. Daré información general. Se desconoce la configuración, pero estoy interesado en la ingeniería física/eléctrica involucrada en el cálculo de la cantidad de ______ necesaria para levantar una masa (imán con fuerza magnética x).

Revisé "electroimanes". Veo que un inductor produce un campo magnético, una suma de las contribuciones de los electrones y obtenemos algunas ecuaciones.

En cuanto a los inductores, la energía es .5LI². Podemos ajustar la potencia/energía/flujo magnético en un inductor variando el voltaje/corriente/vueltas, etc.

Además, dado que V = dϕ/dt, tal vez podamos integrar la velocidad para encontrar el flujo magnético o algo así, pero no sé si el flujo magnético es relevante para levantar un imán en el suelo.

Así que encontré un enlace a una ecuación que expresa la fuerza entre dos imanes en la tarea y los ejercicios de Newton: calcule la fuerza entre dos imanes - Respuestas Aquí

Veo que la fuerza magnética se mide en Gauss.

Casi terminé de volver a aprender Mecánica Clásica, así que estoy pensando en usar F = ma, y no estoy seguro de cómo el inductor/"electroimán" se relaciona muy bien con esto.

No sé cómo convertir las propiedades de un inductor en Gauss, ni expresarlo en función de la distancia, ¡y creo que ustedes pueden ayudar!

Consideré usar F = kqq/R o alguna otra ley de atracción, pero aún no sé cómo relacionar un inductor y sus julios u otras propiedades con la "fuerza magnética" que puedo usar en un análisis cinemático.

jsotola

¿Tienes una pregunta?

Renzo M-Svartz

@jsotola Espero que alguien pueda ayudarme a avanzar en este análisis brindándome información relevante, lo que puede llevarme a mejores preguntas y/o comprensión, y/o a encontrar una solución. En otras palabras, hay vacíos en cuanto a dónde quiero estar y lo que sé, así que espero que la gente pueda llenar los vacíos.

KH

@RenzoM-Svartz Edite su pregunta para mejorarla a medida que las personas soliciten una aclaración. También debe hacer una pregunta real, preferiblemente formulada como tal, con un signo de interrogación. Parece que quiere saber cómo calcular la fuerza de un electroimán, calcular su fuerza de campo en gauss y también convertir la fuerza de campo de algún otro imán conocido a gauss para que pueda usar su ecuación en ellos. ¿Quizás pueda interesarle una herramienta de modelador magnético de elementos finitos (FEMM), señor? Es la alternativa de la persona sana al cálculo manual de las propiedades del magnetismo.

KH

Dicho esto, tal vez alguien pueda ayudarlo a llegar a la mitad si mejora un poco su pregunta, aunque partes de esto me huelen a SE de física.

Renzo M-Svartz

@KH Disculpe amigo. Hice todo lo posible para escribir esta publicación/buscar ayuda sin saber lo que estoy buscando. Y gracias, me gustaría saber sobre eso. ¡Recién comencé a aprender a usar COMSOL Multiphysics (acabo de terminar la serie de tutoriales) y creo que estos programas son similares!

KH

Está todo bien. Realice el recorrido en la parte inferior izquierda si no está seguro de cómo hacer preguntas aquí es diferente al resto de SE. Wikipedia parece tener instrucciones sobre cómo convertir unidades de campo magnético (generalmente escucho tesla). FEMM es una herramienta gratuita que puede utilizar para ejecutar modelos 2D de sistemas magnéticos, electromagnéticos y térmicos. Necesita aprender programación y modelado paramétrico para usarlo bien. Este tipo tiene una fórmula que deberías probar.

Andy alias

Su primera pregunta "parece ser" esta cantidad de ______ necesaria , pero ¿cuál es el espacio en blanco? Diría que es forzado , pero tienes que ser mucho más claro Y debes hacer una pregunta. Tal vez esto ayude: electronics.stackexchange.com/questions/104204/… - la inductancia es en gran medida irrelevante - son los amperios x vueltas los que crean la fuerza.

Respuestas (1)

¿Inductor/electroimán usado para levantar un imán? Joules a Newtons o Joules a Gauss?

@jsotola Espero que alguien pueda ayudarme a avanzar en este análisis brindándome información relevante, lo que puede llevarme a mejores preguntas y/o comprensión, y/o a encontrar una solución. En otras palabras, hay vacíos en cuanto a dónde quiero estar y lo que sé, así que espero que la gente pueda llenar los vacíos.
@RenzoM-Svartz Edite su pregunta para mejorarla a medida que las personas soliciten una aclaración. También debe hacer una pregunta real, preferiblemente formulada como tal, con un signo de interrogación. Parece que quiere saber cómo calcular la fuerza de un electroimán, calcular su fuerza de campo en gauss y también convertir la fuerza de campo de algún otro imán conocido a gauss para que pueda usar su ecuación en ellos. ¿Quizás pueda interesarle una herramienta de modelador magnético de elementos finitos (FEMM), señor? Es la alternativa de la persona sana al cálculo manual de las propiedades del magnetismo.
Dicho esto, tal vez alguien pueda ayudarlo a llegar a la mitad si mejora un poco su pregunta, aunque partes de esto me huelen a SE de física.
@KH Disculpe amigo. Hice todo lo posible para escribir esta publicación/buscar ayuda sin saber lo que estoy buscando. Y gracias, me gustaría saber sobre eso. ¡Recién comencé a aprender a usar COMSOL Multiphysics (acabo de terminar la serie de tutoriales) y creo que estos programas son similares!
Está todo bien. Realice el recorrido en la parte inferior izquierda si no está seguro de cómo hacer preguntas aquí es diferente al resto de SE. Wikipedia parece tener instrucciones sobre cómo convertir unidades de campo magnético (generalmente escucho tesla). FEMM es una herramienta gratuita que puede utilizar para ejecutar modelos 2D de sistemas magnéticos, electromagnéticos y térmicos. Necesita aprender programación y modelado paramétrico para usarlo bien. Este tipo tiene una fórmula que deberías probar.
Su primera pregunta "parece ser" esta cantidad de ______ necesaria , pero ¿cuál es el espacio en blanco? Diría que es forzado , pero tienes que ser mucho más claro Y debes hacer una pregunta. Tal vez esto ayude: electronics.stackexchange.com/questions/104204/… - la inductancia es en gran medida irrelevante - son los amperios x vueltas los que crean la fuerza.

Lars Hankeln · Answer 1

Su descripción gira en torno a los imanes y la fuerza mecánica, lo que hace que el término coenergía sea muy relevante. Seguro que encuentras mucha información al respecto.

Aquí hay un pequeño ejemplo de cómo se podría calcular la fuerza magnética. Tiene una bobina con núcleo y un objeto con una permeabilidad relativamente alta. $\mu_r$ . Entonces los espacios de aire son las principales resistencias magnéticas en el circuito magnético.

La resistencia magnética de ambos entrehierros es:

R_{L} = \frac{2 d}{A_{L} m_{0}}

$R_L = \frac{2 d}{A_L \mu_0}$

La fuerza magnetomotriz para $N$ vueltas de la bobina es:

θ_{0} = norte i

$\theta_0 = Ni$

A continuación, puede calcular la co-energía magnética:

{mi}_{C} (i, d) = \frac{1}{2} ψ i = \frac{1}{2} ϕ θ_{0} = \frac{θ_{0}^{2}}{2 R_{L}} = \frac{{norte}^{2} i^{2} A_{L} m_{0}}{4 d}

$E_c(i,d) = \frac{1}{2}\psi i = \frac{1}{2}\phi \theta_0 = \frac{\theta_0 ^2}{2 R_{L}} = \frac{N^2 i^2 A_{L} \mu_0}{4 d}$

A partir de la coenergía, la fuerza se puede calcular utilizando la derivada parcial con respecto a la distancia $d$ :

F (i, d) = \frac{\partial {mi}_{C}}{\partial d} = - \frac{{norte}^{2} i^{2} A_{L} m_{0}}{4 d^{2}}

$F(i,d) = \frac{\partial E_c}{\partial d} = -\frac{N^2 i^2 A_{L} \mu_0}{4 d^2}$

_{Fuente: Apuntes de clase: Mecatrónica y accionamientos eléctricos}

Debería poder usar esto como punto de partida para arreglos más complejos. Si no está familiarizado con los circuitos magnéticos, también podría valer la pena investigarlo.

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Renzo M-Svartz

jsotola

Renzo M-Svartz

KH

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Lars Hankeln

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