Inductances et aimant - aucune vibration

J'essayais de fabriquer un appareil qui peut vibrer - j'ai donc pris une inductance, quelque ~~220uH~~ 22uH, mis du courant pulsé 12V à travers (~ 10Hz), et mis un aimant au néodyme - je m'attendais à ressentir la vibration de 10Hz d'un aimant dans mes mains quand en le tenant à 1 mm de l'inducteur - mais je n'ai rien senti.

J'ai essayé 2 aimants différents, le résultat est le même.

Qu'est-ce que j'ai fait de mal? Est-ce dû au fait que mon inducteur est «fourré»?

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electromagnetism

— BarsMonster
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Avez-vous tenu l'aimant sur le côté, où le noyau est ouvert et où le champ magnétique traverse l'air?

— starblue

@starblue - J'ai essayé tous les côtés de la bobine et tous les côtés des magnets (6 côtés du cube, 2 côtés pour le disque un)

— BarsMonster

@Bars, pouvez-vous nous montrer comment vous avez tenu cela. Notre inducteur saisira les choses même de côté, mais tout dépend du champ.

— Kortuk

Réponses:

L'inductance et la fréquence sont presque certainement totalement inadaptées au niveau d'entraînement fourni. À moins que vous ne fournissiez des milliers d'ampères d'entraînement (à quel stade vous auriez besoin de lunettes de soudage pour visualiser l'inductance), vous avez besoin d'un arrangement différent.

Le courant à travers une inductance idéale augmentera linéairement avec le temps lorsqu'une tension constante est appliquée.

I = V xt / L

Ici

L = 220 uH = 2,2E-4

t = 1/2 cycle de 10 Hz = 0,05 = 5E-2 secondes

V = 12 Volt

I = Vt / L = 12 x 5E-2 / 2,2E-4 = 2727 ampères

La plupart des alimentations disponibles ne sont pas capables de ce type de courant :-).

Pour un fonctionnement à environ 10 Hz, vous avez besoin d'une valeur d'inductance BEAUCOUP plus grande. L'inductance peut ne pas être beaucoup plus grande physiquement, mais elle aura un très grand nombre de tours comparativement. Pour un inducteur physiquement très petit, le fil deviendra très fin, la résistance sera élevée et la résistance commencera à jouer un rôle très important.

Pour utiliser l'inductance existante à des niveaux de puissance et de courant sensibles, vous devez augmenter considérablement la fréquence et les impulsions résultantes ne pourront pas être détectées comme des vibrations. Par exemple, pour réduire le courant de crête à ~ = 2,7 A, il faudrait un fonctionnement à 10 kHz.

Pour commencer à expérimenter dans ce domaine le plus simple est probablement de démonter un petit relais. Celui-ci aura généralement un noyau stratifié, le courant continu exploite des courants dans la plage de 10 mA à 100 s mA et produirait des forces de «traction» qui sont perceptibles.

Notez que vous pouvez utiliser une "pièce polaire" à ressort pour obtenir des vibrations mécaniques. Votre aimant fournira successivement attraction et répulsion sur les cycles suivants. Comme l'aimant sera également attiré par le matériau du noyau, vous devrez peut-être encore utiliser un ressort si vous voulez des forces d'attraction et de répulsion approximativement symétriques.

* COMMENTAIRES AJOUTÉS *

Il y a un certain nombre de commentaires sur d'autres réponses. Je pense que la forme de base du noyau est OK mais que le matériau et les amplis-tours sont incorrects. Donc -

Commencez par séparer presque tous les petits relais selon ma suggestion. Ils ont fait le travail d'optimiser le noyau et d'utiliser des fils TRÈS fins et de nombreux tours et ....

Une fois que vous en avez envie, essayez le vôtre. Le noyau que vous utilisez PEUT fonctionner avec de nombreux tours du fil le plus fin que vous puissiez trouver MAIS idéalement, vous voulez un noyau avec une "perméabilité" BEAUCOUP plus élevée. Cela augmentera considérablement votre inductance pour un produit ampère-tour donné. Un noyau de fils de fer doux fonctionnerait très bien. Poudre de métal (fer) également.

— Russell McMahon
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Je vois ... J'ai essayé 330mH et j'ai eu de fortes vibrations mais la bobine était très chaude (ce qui est prévisible pour une résistance série de 60 Ohm ...), puis 47mH et aussi de fortes vibrations. Ensuite, je viens de faire environ 200 tours de fil mince sur un crayon, ce qui m'a donné 0,2 mH et aussi de bonnes vibrations. Problème clos, j'utilisais juste le plus petit inducteur de tout ce que j'avais ... Je ne sais pas pourquoi je l'ai choisi :-D

— BarsMonster

Que voulez-vous faire vibrer, combien pèse- t- il ? Un moteur de vibration d'un ancien téléphone portable est-il une solution possible? Il peut faire vibrer un téléphone 100g tout en étant allongé sur une table.

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Si vous voulez le faire avec la bobine et l'aimant, l'énergie est bien trop faible (voir calcul ci-dessous). Le néodyme produit les aimants permanents à flux le plus élevé, et ce n'est peut-être pas le problème ici, ni le noyau de la bobine, mais pensez à un haut - parleur . Impulsion 12V dans un 8 $\Omega$ l'orateur peut être ressenti et entendu. Alors quelle est la différence? Pour commencer avec le nombre de tours . Vous avez besoin de plusieurs tours sur une bobine pour avoir une résistance de plusieurs ohms. Dans votre bobine, cela peut être limité (vous voulez une faible résistance dans une bobine!), Donc le champ sera moins fort. Mais plus important: couplage magnétique entre aimant et bobine. Dans un haut-parleur, c'est optimal: le noyau de la bobine = l'aimant. Vous ne pouvez pas avoir mieux que ça. Vous devrez peut-être placer votre bobine très près de l'aimant pour avoir des vibrations, mais cela limitera bien sûr l'amplitude des vibrations.

modifier (après la correction de votre valeur d'inductance)
Juste pour le plaisir, j'ai décidé de faire également quelques calculs. J'ai choisi un 22 $\mu$ Bobine H similaire à celle de votre question pour référence. À 10 Hz, l'inductance sera beaucoup plus faible que la résistance de la bobine, nous recherchons donc d'abord cette dernière. La fiche technique indique 0,13 $\Omega$ . Puis la réactance: $X_L = 2 \pi f L = 2 \pi \times 10 \times 22\times10^{-6} = 1.4m\Omega$ . Cela ne représente que 1% de la résistance, nous allons donc l'ignorer. $I = \frac{12V}{0.13 \Omega } = 92A$ . Beaucoup moins que la valeur de Russell, mais toujours trop pour votre alimentation (sauf si vous utilisez une soudeuse). En supposant que votre tension d'alimentation s'effondre, vous insérerez à peine de l'énergie dans la bobine.
note: ce calcul suppose un courant sinusoïdal. En réalité, ce sera plus une onde carrée, et puis la façon de calculer de Russell est meilleure. (Du moins en théorie. En pratique, Russell ignore un facteur qui est $10^2$ supérieur à sa valeur calculée, tandis que Steven ignore un facteur $10^2$ inférieure à sa valeur calculée.)

— Stevenvh
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Les moteurs vibrants seraient formidables, mais je suis préoccupé par la fiabilité, ils ne sont pas conçus pour un fonctionnement continu. Comment le noyau de ferrite affecte-t-il la force de vibration?

— BarsMonster

@BarsMonster - le noyau concentre le champ magnétique afin qu'il se couple mieux avec le champ de l'aimant.

— stevenvh

Les inducteurs peuvent être de 3 à 5 types.

Conçu pour être sans perte avec un chemin magnétique fermé
Espacé pour se dissiper, émettre un champ magnétique lorsqu'il est saturé
Noyau à air ouvert
Noyau d'air fermé
Conçu avec des pertes délibérées pour absorber l'énergie AC, avec un noyau de ferrite conducteur et de très faibles émissions

Votre inducteur est probablement le dernier type. Il n'y a donc pas beaucoup de champ autour de l'inducteur.

Edit: Après le débogage. La cause en est que l'inductance est trop faible sur l'inductance pour que l'expérience fournisse une force notable.

Numéro de pièce spécifique trouvé: RCH855NP-220K, la fiche technique dit `` construction non blindée magnétiquement, pour DCDC '' - ce qui devrait signifier que je suppose qu'il n'absorbe pas seulement le courant alternatif ... que ça? Cela signifie-t-il que je ferais mieux de fabriquer mon propre inducteur sans noyau, qui émettra un champ magnétique à n'importe quel courant?

— BarsMonster

Se mettre d'accord. Cela fait partie du 2e type. Pour un courant donné de 1A et une zone de dissection du flux magnétique, pour atteindre la force mécanique d'environ 1 gramme, vous avez besoin de cette inductance. mais la force mécanique sera appliquée à l'intérieur du noyau. L'aimant placé près de 0,001 m de la paroi centrale aura une décoloration mécanique avec un taux de cube de distance, pire si la perméabilité est meilleure que le vide. Vous avez donc besoin d'un courant beaucoup plus élevé pour obtenir 1 gramme. Peut-être des dizaines d'ampères.

Je vois, pas de chance avec cet inducteur. Mais sera-t-il meilleur avec un inducteur sans noyau? Par exemple, certains 50mA @ 12V font tourner le ventilateur habituel très rapidement, et c'est loin de la force de 1g ...

— BarsMonster

Oui. Les milliHenries sont tout simplement meilleurs que les microHenries. Le noyau d'air n'aidera pas. Le noyau ferromagnétique est nécessaire pour contenir et focaliser le champ dans un endroit prévisible, comme un espace. En fait, vous reproduisez le haut-parleur. Il y a toujours un écart.

Voir les commentaires ajoutés à la fin de ma réponse.

— Russell McMahon