Software: SimX - Nadelantrieb - Geometrie und Waerme - Geometriemodell

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Einbeziehung der Grobgeometrie

Im Eisenkreis des Topfmagneten muss eine geeignete Spule untergebracht werden. Der ohmsche Widerstand und die Windungszahl dieser Spule bestimmen wesentlich die Funktion des Antriebs und sollen weiterhin konstruktive Basis-Parameter bleiben.

Wir erweitern das Geometrie-Element des Modells um die dafür erforderlichen Grundzusammenhänge. Die berechneten Größen stehen dann anderen Elementen des Modells wertmäßig zur Verfügung:

Der verfügbare Wickelraum sollte möglichst vollständig mit dem Spulendraht gefüllt werden:

• Berechnet werden soll der benötigte Drahtdurchmesser bei Vorgabe von Widerstand und Windungszahl.
• Es muss unterschieden werden zwischen R_Spule (für die aktuelle Betriebstemperatur) und R20_Spule (bei 20°C).
• Ausgegangen wird von der Dimensionierungsgleichung:
  
• Diese ergibt umgestellt:
  
• Der aktuelle Spulenwiderstand mit "ΔT=Temperaturdifferenz zu 20°C" ist:
  
• Benötigt wird die mittlere Windungslänge:
  

mit

und

 ,

wobei

und

]] .

• Die Wickelhöhe ist definiert durch die Geometrie des Eisenkreises:
  

(Berechnung der Wandstärke des Eisentopfes siehe unten!)

• Damit ist der benötigte Wickelquerschnitt für den Draht bestimmbar, denn aus:
  

folgt:

• Damit ergibt sich als benötigte Wickellänge:
  

---> Hier geht es bald weiter!!!

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