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Variare lunghezza solenoide

Circuiti, campi elettromagnetici e teoria delle linee di trasmissione e distribuzione dell’energia elettrica

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[1] Variare lunghezza solenoide

Messaggioda Foto Utentediscovery90 » 6 giu 2022, 22:48

Salve ragazzi , giocavo un po' con FEMM ed ho notato che costruendo un solenoide e aumentando la sua lunghezza facendo rimanere invariato il rapporto N/L (spire/lunghezza) raddoppia il flusso magnetico,mentre non dovrebbe essere così, evidentemente qualcosa non l'ho capita, sui libri leggo che se aumento le spire e la lunghezza in modo proporzionale il campo ed anche il flusso rimango uguali,quello che dovrebbe aumentare è solo l'induttanza, invece su FEMM raddoppia,cosa sbaglio?
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[2] Re: Variare lunghezza solenoide

Messaggioda Foto Utentediscovery90 » 6 giu 2022, 23:29

Potrebbe essere che queste regola vale solo per solenoidi con diametro molto minore della lunghezza? Il mio in effetti ha la stessa altezza del diametro e quando lo "allungo" diventa il doppio del diametro.
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[3] Re: Variare lunghezza solenoide

Messaggioda Foto UtenteEcoTan » 6 giu 2022, 23:32

Si, vale nel caso teorico di solenoide di lunghezza indefinita
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[4] Re: Variare lunghezza solenoide

Messaggioda Foto UtenteMarcoD » 7 giu 2022, 6:48

Leggi qui:
https://www.electroyou.it/mir/wiki/l-induttore

C'è formula Nagaoka per calcolo induttanza di una bobina corta in aria. O_/

7/6 10.00
giocavo un po' con FEMM ed ho notato che costruendo un solenoide e aumentando la sua lunghezza facendo rimanere invariato il rapporto N/L (spire/lunghezza) raddoppia il flusso magnetico,

Cosa è la FEMM ? forza elettromagnetomotrice ?
Hai costruito fisicamente un solenoide o hai solo fatto dei calcoli?

Progettare con cura è sempre complicato, anche per i componenti che paiono semplici.

Poniti un problema di ottimizzazione:
avendo una data lunghezza di filo conduttore (ad esempio 1 m), avvolto su un supporto cilindrico di cui puoi variare diametro e altezza, quale è la massima induttanza che riesci ad ottenere?
( trascurando le capacità parassite)

11.13
Sono proprio obsoleto.. :( ; cercando sul web ho scoperto che sta per
Finite Element Method Magnetics

Però la formula di Nagaoka, vecchia ormai 100 anni ?, funziona abbastanza, errore circa 10% ?;
tanto quando si passa dalla bobina teorica nello spazio a quella reale vicina a supporti/superfici metalliche che perturbano il flusso magnetico, e la usi a RF in cui le capacità parassite non sono trascurabili, ci sono tanti effetti locali che influiscono.

:-) O_/
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[5] Re: Variare lunghezza solenoide

Messaggioda Foto Utentestefanopc » 7 giu 2022, 9:02

Ma il numero di spire quindi aumenta?
Il solenoide è in aria o è presente un nucleo con adeguata permeabilità magnetica?
Il flusso come lo misuri?
Ciao
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[6] Re: Variare lunghezza solenoide

Messaggioda Foto UtenteRenzoDF » 7 giu 2022, 11:00

discovery90 ha scritto:... cosa sbaglio?

Se posti il file .fem della tua simulazione, di certo sarà più facile risponderti, non credi? ;-)
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[7] Re: Variare lunghezza solenoide

Messaggioda Foto Utenteclaudiocedrone » 7 giu 2022, 13:16

Foto UtenteMarcoD, FEMM è un software di simulazione.
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[8] Re: Variare lunghezza solenoide

Messaggioda Foto Utentediscovery90 » 7 giu 2022, 14:28

Renzo Df il file non lo riesco a postare perché mi dice che è troppo grande #-o , devo vedere se lo riesco a rimpicciolire ,comunque è un solenoide con armatura in ferro , la bobina è alta 4 cm e il diametro è di 4cm, intorno abbiamo un armatura di 2 cm che comprende tutto il contorno della bobina. Abbiamo 4000 spire con 3 ampere e un flusso di circa 65 weber. Se io faccio una bobina uguale e la posiziono sotto a quella mi trovo un flusso di 130 weber circa. Quindi passo da un altezza di 4 cm ad un altezza di 8 cm , il numero delle spire arriva a 8000 ma abbiamo sempre lo stesso rapporto.
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[9] Re: Variare lunghezza solenoide

Messaggioda Foto Utentediscovery90 » 7 giu 2022, 14:32

Stefanopc il nucleo è di ferro dolce ad elevata permeabilità magnetica. Ha un armatura dello stesso ferro spessa 2 cm . La bobina è 4 cm e il solenoide totale è 8 cm( 2cm sopra e 2 cm sotto di ferro dolce). Ne ho semplicemente aggiunto un'altra uguale e mi aspettavo che il flusso magnetico non aumentasse, invece aumenta molto.
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[10] Re: Variare lunghezza solenoide

Messaggioda Foto UtenteRenzoDF » 7 giu 2022, 14:52

discovery90 ha scritto:... il file non lo riesco a postare perché mi dice che è troppo grande ... ,

Quanto?

Posta almeno un'immagine del circuito magnetico, catturando la finestra di FEMM. ;-)

Ad ogni modo, premesso che dovresti spiegarmi cosa ci azzecca questa struttura con il titolo, ovvero con il "solenoide", ti stupisci se raddoppiando la forza magnetomotrice, raddoppia anche il flusso nel circuito magnetico? :D

Ti ricordo che Hopkinson ci raccontava che

\Phi=\mathfrak{F}/\mathfrak{R}

di conseguenza tutto dipende dalla riluttanza, ovvero da come hai impostato il materiale in FEMM; se (come suppongo) lo hai considerato a permeabilità costante (ovvero a comportamento lineare) e/o in presenza di traferri nel circuito magnetico, la riluttanza sarà costante, e quindi il flusso sarà direttamente proporzionale alla forza magnetomotrice.
Nell'approssimazione valida per un solenoide "lungo" invece, la riluttanza predominante è quella interna e quindi, andando a raddoppiare la lunghezza raddoppia anch'essa di conseguenza.
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