Antal varv på spole som ger upphov till en viss spänning

Hej! Frågan jag behöver hjälp med lyder:

Cykellysen är ett ständigt bekymmer eftersom de batteridrivna kostar i batteri inköp och dynamos slirar i blött väder. Dessutom låter de ganska mycket. Man skulle kunna montera små permanentmagneter runt hela fälgen som löper genom ett ok där en spole är monterad. Se figur. Anta att cykelhjulet har 50 stycken magneter monterade på hjulet och att hjulet roterar 1,5 varv per sekund. Varje magnet har en tvärsnittsyta på 2cm² och ger en magnetisk flödestäthet B=0,40T. Du kan bortse från eventuella luftspalter mellan spolen och magneterna. Hur många varv behöver spolen lindas för att ge en spänning på 3V?

Varje sekund passeras 50*1,5=75 magnet som har en tvärsnittsyta på 2cm²=2,0*10^(–4) m². Detta resulterar i att det tar 1/75 sekunder att passera en magnet. Varje gång oket passerar en magnet, ändras magnetfältet.

Frekvensen (f) uppgår till 1,5, vilket ger mig en vinkelhastighet (w) på:

w=2pi*f=3pi

$e = N \frac{d ϕ}{d t} = N B A w \sin w (t)$

B=0,40T och A=2cm²=2,0*10⁽^–4) m²

e= 3V

3= N* 0,4 * (2,0*10^(–4)) * 3pi * sin 3pi (t) (Detta känns helt fel!)

Är det någon som kan hjälpa mig att förstå?

Det tar 1/75 s för en magnet att passera spolen. Det är oklart om flödet varierar sinusformat eller om det blir en "triangelpuls", d.v.s från 0 till max på 1/150 s med linjär ökning av flödet och sedan från max till 0 på 1/150 s. (Svaren bör bli rätt lika oavsett.)

Jag ser att du har räknat med hjulets vinkelhastighet, men du behöver multiplicera den med 50, eftersom du har 50 magneter på hjulet.

Okej,

w=150pi

Jag förstår däremot inte varifrån du får 1/150, vad är det som gör att 1/75 multipliceras med 1/2?

Jag tänker att vi inte riktigt vet hur flödet ser ut, men att det är periodiskt, t.ex som någon av de två kurvorna nedan.

Toppen!

Trots beskrivande och bra bild har jag svårigheter att förstå.

T/2= 1/150 eftersom att T=1/75. Varför ska man använda 1/150 istället för 1/75

123matte321, du vet väl att du kan redigera ditt inlägg (inom 2 timmar) så att du slipper spamma tråden med två inlägg? /moderator

Jag ritade lite fel. Den blå linjen skulle se ut som den gröna (annars behövs två magneter med omvänd polaritet).

Tänk dig att flödet är 0 innan magneten passerar spolen. När hela magneten är inne i spolen når flödet sitt maxvärde. Sedan avtar flödet för att åter bli 0. Detta är en period. Sedan kommer nästa magnet och det hela börjar om.

Exakt hur flödet varierar från 0 till max och tillbaka till 0 beror på geometrin. För enkelhets skull så antog jag ett triangelformat beroende.

e=Ndϕdt=N*A*dB/dt

dB/dt = 0,4/(1/150)

e=3

A=2cm²=2,0*10^(-4) m²

3 =N *(2,0*10^(-4)) * (0,4/(1/150)

N = $\frac{3}{(2, 0 * 10^{(- 4)}) * (0, 4 / (1 / 150)}$ =250 varv

Spolen bör ha 250 varv. Stämmer detta?

Dr. G skrev:
Tänk dig att flödet är 0 innan magneten passerar spolen. När hela magneten är inne i spolen når flödet sitt maxvärde. Sedan avtar flödet för att åter bli 0. Detta är en period. Sedan kommer nästa magnet och det hela börjar om.
Exakt hur flödet varierar från 0 till max och tillbaka till 0 beror på geometrin. För enkelhets skull så antog jag ett triangelformat beroende.

Så det blir 150 för att magnetfältet ändras två gånger per magnet (från 0 till max och från max till 0), eller varför? Förlåt, det är det enda som jag fortfarande har svårt att förstå! :(

Svara

Visa senaste svar