Necesita crear una bobina magnética (sin núcleo) para el campo de baja frecuencia (20Hz-100Hz)

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Estoy haciendo algunos experimentos con campos magnéticos pulsados. Estoy utilizando un amplificador de audio como fuente de alimentación y un software simple como mi generador de frecuencia. Utilizo principalmente ondas cuadradas y algunas veces sinusoidales. Ambos son simples, simples, como una clara señal de prueba de audio de forma diferente. Nada sofisticado. Incluso puedo escucharlos cuando los paso por mi bobina y cuando hace mucho ruido por aquí, solo puedo ponerme unos auriculares y escuchar claramente si la bobina está funcionando.

Estoy terriblemente sin educación cuando se trata de todo lo que es electromagnético (solo sé un poco sobre el audio y la electricidad que pasa por un cable creará un campo magnético) ... así que necesito ayuda. Por el lado positivo, aprendo rápidamente, si se me da la dirección correcta.

Hasta ahora he estado experimentando con una bobina que construí, que tiene 4 "de diámetro, aproximadamente 1" de ancho y tiene aproximadamente 1lb de cable de cobre aislado de calibre 22 (creo que es de unos 300 pies, pero no recuerde más) - como resultado, es una resistencia de 8 ohmios que se realizó a propósito ya que mi amplificador tiene una potencia máxima de 8 ohmios. En cualquier caso, la bobina funciona bastante bien, hasta unos 300 Hz y hasta 5000 Hz, aunque tiende a calentarse a unos 300 hz después de aproximadamente 10 minutos. No lo he probado por debajo de eso, excepto hoy a 20Hz cuando se sobrecalentó en un segundo y tuve que apagarlo. Como estoy usando un amplificador de audio como fuente de alimentación, me aseguré de que la bobina tenga una resistencia de 8 ohmios, ya que eso es lo que requiere el amplificador.

Ahora, tengo dos preguntas:

  1. Si necesito una bobina que pueda tomar frecuencias bajas, como 20Hz, la que tengo no parece gustarme, ya que se calienta de inmediato, en segundos, literalmente. Está bien barnizado (lo hice a mano, en cada vuelta) y bastante sólido, pero me imagino que una frecuencia tan baja lo hace vibrar lo suficiente como para producir un alto calor. Intenté incluso con una configuración de potencia muy baja, como 1/10 del máximo que normalmente uso, pero aún así se calienta muy rápidamente y estoy seguro de que si lo dejo correr, se derretirá en aproximadamente un minuto o dos. . ¿El uso de alambre de cobre más grueso sería mejor para una frecuencia más baja? Si es así, en lugar de usar un cable de calibre 22, ¿qué debo usar para poder ejecutar esa bobina como si estuviera en una frecuencia más alta? Y si un cable más grueso funcionara mejor, ¿eso debilitaría de alguna manera el campo magnético? (En este momento, puedo ejecutar 1000Hz sin problemas, durante horas y horas, a una potencia máxima que es de alrededor de 1000W, incluso un poco más). Imagino que dado que mi amplificador de potencia tiene una potencia nominal de 8 ohmios, solo usaría un cable más grueso pero con un número menor de vueltas para lograr la misma resistencia. Si importa, estoy usando un amplificador de potencia profesional mackie, el tipo que se usa para conciertos. Tiene una clasificación de 1500W cuando está en modo puenteado (ambos canales puenteados en uno).

  2. ¿Cómo se puede lograr una potencia aún mayor del campo magnético utilizando, por ejemplo, un amplificador de audio como fuente de alimentación? Me imagino que obtener un amplificador más potente sería un buen comienzo, tal vez un 2000W o más. Pero entonces, ¿cómo construyo una bobina que no se sobrecaliente?

Cualquier consejo general que me pueda dar al respecto es muy apreciado. Creo, pero no estoy seguro, que un cable más grueso sea más adecuado para frecuencias más bajas. Tener mucha potencia, como in - campo magnético fuerte, es esencial. Simplemente no sé cómo hacerlo. Entiendo que hay un límite práctico en el cual la bobina necesariamente se fundirá, pero no necesito ir tan lejos.

Una pregunta más: hice una observación de que, cuanto más baja es la frecuencia, más fuerte es el campo magnético. ¿Estoy en lo correcto allí? A saber, corro 1000Hz y puedo escuchar cómo vibran algunas de las cosas de hierro de mi escritorio, desde mi lámpara de escritorio de lujo hasta la cuchilla, pero no atrae nada, y puede funcionar así durante horas ... pero a 20Hz, la misma cuchilla pegada a la bobina a la décima parte de la potencia (recuerde que la bobina no tiene núcleo, es cobre puro). Fue aterrador por un momento, me imagino que eso es lo que sucede cuando alguien trae objetos metálicos a una sala de máquinas de MRI ...

Cualquier orientación es apreciada.

¡Gracias!

    
pregunta user46345

3 respuestas

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¡Vaca santa! Está ejecutando un kilovatio en una bobina de 4 pulgadas y se pregunta por qué hace calor? Por favor, repensar este.

La razón por la que puede funcionar en frecuencias más altas es que la impedancia de su bobina es igual a la resistencia más un término que aumenta con la frecuencia. Buscar la impedancia y la inductancia. A medida que aumenta su frecuencia, también lo hace la impedancia de la bobina y la potencia total disminuye. En las frecuencias bajas, esto no se aplica mucho, y es por eso que te estás calentando.

Aumentar el tamaño del cable no va a ayudar. Lo que necesitas hacer es algo como esto. Enrolle su bobina en un trozo de tubo de cobre de 4 "de diámetro y suelde la tubería de cobre alrededor de ambos extremos de la forma de la bobina, tan cerca como pueda de los arrollamientos. Luego, haga correr agua a través de la tubería para eliminar el calor.

Recuerde, si su amplificador está gastando 1 kilovatio de potencia, debe deshacerse de esa potencia. Si no calienta algo como enfriar agua o aire, todo se introduce en el cable. Solo piensa en lo caliente que se calentaría una bombilla de 1 kilovatio.

    
respondido por el WhatRoughBeast
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Todo este es el comportamiento esperado, porque la bobina tiene tanto inductancia como resistencia.

En DC, mides 8 ohmios. Pero en AC, la inductancia se suma a esto. Tienes un circuito de serie RL:

\ $ Z_c = R + j \ omega L \ $

Supongo que con la bobina que usted describe, la reactancia inductiva probablemente domina de 10 Hz o menos. Después de eso, cada duplicación de la frecuencia duplicará la impedancia de la bobina, y la corriente también se reducirá dos veces.

Prueba un experimento con tu multímetro. Primero, baje el nivel de audio, ese amplificador suena aterrador. Conecte el medidor en series con la bobina y muévalo a 20 Hz, luego aumente la frecuencia a 30, 50, 70, 100, 150 Hz y observe la disminución de la corriente. Este es el efecto de la inductancia que aumenta la impedancia de la bobina a medida que aumenta la frecuencia.

Si es importante tener la misma corriente en la bobina en diferentes frecuencias, deberá aplicar una corrección a la señal de entrada para compensar el efecto de filtro de la inductancia de la bobina.

Si está descubriendo que el amplificador no puede producir suficiente voltaje para conducir suficiente corriente que necesita a través de la bobina, podría considerar algunas cosas. Un transformador trabajaría para elevar el voltaje, o dicho de otra manera, transformaría la impedancia de bobina alta hecha a algo más adecuado para su amplificador. Un transformador de red normal podría funcionar, estás en aproximadamente el rango de frecuencia correcto.
Use un condensador en serie para compensar parte de la inductancia. Esto hará que el circuito sea mucho más estrecho, por lo que solo funcionará a una frecuencia, pero podría eliminar completamente el efecto de la inductancia en esa frecuencia.
Todo esto suponiendo que pueda resolver el problema de sobrecalentamiento, enfriando o manteniendo los pulsos cortos.

Una última cosa a tener en cuenta: el circuito no ve ondas cuadradas, solo ve ondas sinusoidales. Cuando aplicas una onda cuadrada de 50 Hz, realmente estás aplicando una serie de ondas sinusoidales a 50, 150, 250, 350 ... Hz. El circuito responde de manera diferente a cada uno de ellos, filtra los más altos. Así que la corriente en la bobina será una onda cuadrada muy redondeada.

    
respondido por el tomnexus
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OP claramente lo está devolviendo a 1990, donde puedes entrar a cualquier radioshack y recoger un "supercoil" por 10.00 cada uno. Si la memoria me sirve correctamente, esas cosas siempre se quemaron cuando usted consumió más de 500 vatios. Dicho esto, ¿cuánto poder estás ejecutando a través de él? También siento su dolor, debido al hecho de que pasé una cantidad de tiempo decente en el sitio de radioshacks en busca de uno y, si realiza una búsqueda de uno, el 99% de las devoluciones corresponden a bobinas de encendido. jajaja Tho, siento que esto podría ayudarte. enlace

Ya que estamos en la configuración de la vieja escuela, tal vez quiera considerar hacer un soporte que permita separar un ventilador del MDF, alrededor de media pulgada de espacio y luego la bobina del inductor sobre el ventilador, esto ayudará a mantenerlos baja la temperatura ...

De cualquier manera, buena suerte ...

    
respondido por el Sko77B

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