Area apa yang harus saya gunakan saat menghitung tegangan induksi?

Saya mencoba membangun generator output daya rendah dengan 12 pasang tiang dan 9 gulungan stator. Desainnya akan mirip dengan yang dijelaskan dalam tautan ini. Prinsip Dasar Of The Homebrew Axial Flux Alternator , tetapi pada skala / ukuran yang berbeda. Saya mencoba menemukan beberapa cara memperkirakan jumlah putaran yang saya perlukan dalam gulungan untuk menghasilkan tegangan output 6.5V. Generator harus menghasilkan tegangan ini pada 100rpm. Saya menjadi sangat bingung tentang bagaimana menggunakan hukum Faraday untuk melakukan perhitungan saya.

$\varepsilon = N\frac{d(BA)}{dt}$

Hukum Faraday seperti yang dijelaskan dalam contoh ini di mana area yang digunakan adalah magnet, sedangkan Hukum Faraday tentang Induksi Elektromagnetik menyatakan di bagian bawah bahwa A adalah area kumparan. Apakah perbedaan ini berkaitan dengan ketika medan magnet stasioner sementara koil bergerak versus ketika medan magnet bergerak relatif terhadap koil stasioner? Juga, haruskah saya menggunakan sebagai gantinya? Terima kasih banyak sebelumnya, dan minta maaf jika saya kehilangan sesuatu yang sangat jelas di sini.

ε = N \frac{d (B A c o s (θ))}{d t}

$\varepsilon = N\frac{d(BAcos(\theta))}{dt}$

generator

— masiewpao
sumber

Tidak ahli, tetapi masalahnya menarik.

Asumsi:

Hasilkan pada 100 rpm dengan 9 kumparan stator.
- $V_{MAX} = 9.2V$
- 100rpm = 1.67rps
- jika jari-jari ke pusat magnet / gulungan = 0,1 m
- $C = 2 \pi r = 2 \pi \times 0.1m = 0.628m$
- pada 1,67 rps, v = 1,05m / s
N48 Neodymium Bar Magnet 1 in x 1/2 in x 1/4 in
- L = 0,0254m, W = 0,0127m, D = 0,00635m.
Pemisahan z = 0,00635m.
- Masalah terbesar adalah pemisahan antara magnet dan belitan. Semakin dekat mereka semakin baik.

Dari: Bagaimana Anda menghitung kerapatan fluks magnetik?

Dari: Properti Magnetik Magnet NdFeB Sintered

N48 memiliki bidang = 1.48T, yang memberikan kerapatan fluks B = 0.164T, ketika Anda memproses persamaan di atas. $B_r$

V_{I n d} = N B l v

$V_{Ind} = N B l v$

N = \frac{V_{I n d}}{B l v} = \frac{9.2 V}{0.164 T \times 0.0254 m \times 1.05 m / s} = 2108 t u r n s

$N = \frac {V_{Ind}} {B l v} = \frac {9.2V} {0.164T \times 0.0254m \times 1.05m/s} = 2108 turns$

Jadi anggap Anda memiliki satu koil. Bagilah dengan 3 (secara seri) menghasilkan 703 putaran / koil (yang banyak). Koil ini harus berada dalam jarak magnet 0,0254 m. Seluruh area kumparan harus sesuai dengan bidang magnet untuk efek terbesar.

Matematika sedikit terdistorsi, tetapi seharusnya memberi Anda rata-rata untuk melakukan perhitungan awal. Saya kira, dengan prototipe kedua atau ketiga, Anda akan memiliki apa yang Anda inginkan. Tidak semua kumparan dalam seri akan menghasilkan tegangan maksimum pada saat yang sama, sehingga beberapa eksperimen harus ikut bermain (yaitu lebih banyak putaran).

Sadarilah bahwa koil tidak akan mengalami medan magnet konstan. Lilitan lebih jauh berasal dari magnet, semakin sedikit tegangan yang diinduksi. Seperti yang telah dinyatakan, masalah terbesar adalah celah udara antara belitan dan magnet. Udara adalah konduktor fluks yang buruk. Saya akan menggunakan pelat baja untuk memasang magnet Anda.

— Baja Tahan Karat
sumber

Hai terima kasih atas jawabannya! Saya berpikir tentang mengambil pendekatan ini, kecuali saya akan menganggap bidang B adalah konstan, dan kemudian menghitung dA / dt seperti yang Anda miliki. Tapi pendapat saya adalah vl memberi Anda area yang disapu oleh magnet. Tapi bukankah itu tingkat perubahan fluks melalui area COIL? Saat ini saya menggunakan panjang kumparan stator persegi panjang sebagai area, dikalikan dengan kecepatan tangensial. Apakah ini masuk akal? Saya merasa ini tergantung pada apakah magnet atau gulungannya lebih panjang, tapi saya tidak terlalu yakin.

— masiewpao

Selama perubahan medan magnet, tegangan akan diinduksi. Ini memberi Anda tegangan maksimum yang diinduksi, yang mendefinisikan gelombang sinus. Idealnya, panjang kumparan penuh cocok dengan panjang magnet karena itulah yang menghasilkan tegangan.

— StainlessSteelRat