Luftspule neu berechnen? Formel?

[schmerlenandy]

Hallo, mir ist eine Luftspule kaputt gegangen und ich muss sie ersetzen, weiss aber nicht wie ich sie neu berechnen kann...
sie hatte die Werte:

76 Windungen, 2,2mH, Drahtdurchmesser 0.56mm

Einen Draht in dieser Stärke bekomme ich aber nicht, nur 0.63mm Durchmesser - wie viele Windungen brauche ich, um die gleichen Spuleneigenschaften zu erhalten und wie rechnet man so was aus?

Aus den Formeln meiner Formelsammlung bin ich leider nicht schlau geworden, ich finde keinen Zusammenhang zwischen Drahtdurchmesser und Induktivität, dummerweise habe ich auch keine Ahnung, welche Spannung oder Frequenz da dran liegt, also komme ich auch über diese Umwege nicht zum Ziel - kann mir jemand helfen?
lg
Andy

[BernhardS]

Hallo,

ich bin hier ja der Nichtelektriker, meine aber zu wissen, daß der Windungsdurchmesser und die Spulenlänge in die Induktivität deutlich eingehen, der Drahtdurchmesser nur ganz minimal.

Bernhard

[pluspol]

Aus den Formeln meiner Formelsammlung

L = (µ0 * µr * A * N^2) / l
µr = 0 bei Luftspule
Ich habe auch keine Idee, wo das mit dem Drahtdurchmesser herkommt

Aber es gibt einen Online-Spulenrechner mit Drahtstärke ("." nicht "," verwenden)
http://www.b-kainka.de/bastel95.htm

[pluspol]

µr = 1 bei Luftspule

[anders]

@pluspol:
Diese Formel stimmt nur für "lange" Spulen, was aber meist nicht der Fall ist.
Für die technisch verwendeten Abmessungen sind mehr oder weniger komplizierte, oft tabellierte,Korrekturen nötig.
Deshalb @schmerlenandy:
Welches sind die genauen Abmessungen der Wicklung; Innnendurchmesser, Außendurchmesser, Länge. Zahl der Lagen?
Wie groß ist die erlaubte Toleranz bzw. wofür wurde die Spule verwendet.

[schmerlenandy]

Hi, danke schon mal für die Antworten, ich versuche noch mal die offenen Fragen dazu zu klären soweit ich sie verstanden habe.
Es geht nicht um den Spulendurchmesser sondern um den Durchmesser des verwendeten Spulendrahtes bei Wicklung einer Spule gleichen Durchmessers mit einem Draht von anderem Durchmesser.

@ANDERS:
Innendurchmesser ist 15x20cm (oval) bei einer Dicke von 5-7mm, Toleranz ist leider nicht bekannt, ebenso die Anzahl der Lagen, es war eine "wilde Wicklung" also kreuz und quer übereinander. Es waren 76 Windungen soweit ich weiss.
Ich vermute dass die genauen Einstellungen mittels Trimmpoti gemacht werden, soweit ich die Antworten hier bisher deuten kann, scheint der Drahtdurchmesser eher zweitrangig zu sein und die Technik des Gerätes tatsächlich wohl eher empirisch aufgebaut zu sein, als ein genau durchdachter berechenbarer Aufbau zu sein - ist wohl ein "geht oder geht nicht, vielleicht durch Nachgleich in Funktion zu bringen...." Versuchsaufbau.

Die Luftspule diente der Magnetisierung des Bodens bei einem Bodenradar, also einem Suchgerät mit dem der Boden nach metallischen Objekten durchucht werden kann. Eine zweite Spule nimmt das Echo aus dem Boden auf und wertet das Siganl aus, eine dritte Spule kompensiert Störsignale. Die defekte Spule ist die Sendespule, Frequenz 17,0 kHz soweit ich das messen kann (Oszi)
Errechnete Drahtlänge ist ca. 117 Meter, ob das jetz besonders lang ist kann ich schlecht abschätzen, möglich das ich auch einen Rechenfehler eingebaut habe, ist schon etwas spät ...

[anders]

Errechnete Drahtlänge ist ca. 117 Meter, ob das jetz besonders lang ist kann ich schlecht abschätzen,

Mit "lang" ist hier nicht die Drahtlänge gemeint, sondern die Länge der Wicklung im Verhältnis zum Durchmesser. Du hast also eine sehr kurze Spule.
Wenn es da nicht zu Kompensationszwecken eine zweite genau gleichartige Spule gibt, empfehle ich dir die Spule einfach mit dem dickeren Draht zu wickeln.
Durch den dickeren Draht wird die Induktivität ein wenig niedriger ausfallen, aber du kannst ja zwei oder drei Windungen mehr machen und diese einfach einzeln wieder abwickeln, falls es wider Erwarten zu Problemen mit dem Abgleich kommen sollte.

Gravierender als der Fehler, der durch die Verwendung des dickeren Drahtes entsteht, dürfte der Fehler sein, der entsteht, wenn du die von der Spule umschlossene Fläche nicht nicht genau nachahmen kannst, weil du z.B. keinen Spulenkörper verwendest.
Andererseits ergibt sich dadurch auch eine Abgleichmöglichkeit: Bei gegebener Drahtlänge hat eine kreisförmige Spule die maximale Induktivität und diese sinkt ab, je mehr die Spule von der Kreisform abweicht, also "flach gedrückt" wird.

[schmerlenandy]

Hallo anders,
ah also die "Bauhöhe" der Spule war gemeint... nun da die Windungen ohne Symmetrie gewickelt ist, ergibt sich da ein ca 7mm Durchmesser im Querschnitt. Die Spule sieht aus wie um einen Teller gewickelt, also wenig professionell...
Ein kleines Problem bei der Neuwicklung wird sein, dass die Spulen allesamt vergossen werden und erst dann abgeglichen werden können, ich würde also 2-3 mal anzapfen müssen um ggf einige Windungen kurzschließen zu können.
Um den Fehler durch den geänderten Durchmesser zu kompensieren bleibt nicht viel Möglichkeit, nachdem das Ganze vergossen ist, also werde ich wohl gleich versuchen, alle drei Spulen neu zu wickeln, wodurch sich die Toleranz wieder aufheben sollte.
Wenn ich dich richtig verstanden habe ist die ovale Wicklung weniger effektiv als eine kreisrunde Wicklung, da stellt sich mir die Frage ob ich nicht einfach mal den kompletten Nachbau auf Kreisförmig umstellen sollte, damit müsste die Tiefenwirkung des Magnetfeldes ja höher sein.
Ich möchte mich übrigens erst mal für die schnelle und ausführliche Antwort ganz herzlich bedanken - echt klasse

[anders]

ich würde also 2-3 mal anzapfen müssen um ggf einige Windungen kurzschließen zu können.

Anzapfen ist ok, aber kurzschliessen nicht.
Dadurch würde die Induktivät so rapide absinken, daß man nicht mehr von Abgleich reden kann.

Wenn du die Spule in einen elastisch bleibendes Kunstharz einbettest, kannst du sie ja nach Belieben verformen.
Hüte dich aber vor dem Silikon aus dem Baumarkt, den dieses spaltet bein Abbinden Essigsäure ab (kann man riechen) und beschädigt damit auf lange Sicht den Kupferdraht.

Gibt es Informationen zu der Schaltung im Netz?

P.S.:

stellt sich mir die Frage ob ich nicht einfach mal den kompletten Nachbau auf Kreisförmig umstellen sollte,

Die ovale Form ist vielleicht aus Grunden der Handhabbarkeit gewählt worden.

[BernhardS]

Hallo,

man muss zum Abgleich ja nicht die ganze Spule verformen. Wenn es schon mal halbwegs stimmt, dann kann man gut dreiviertel mit Harz sichern, z.B. eine Lage harzgeränktes Glasfaserband drumwickeln.

Bernhard