Jag planerar att skapa en solenoid .. Vilken ska vara så kraftfull att lyfta upp cirka 600N kraft. Jag har tänkt på det och jag tvivlar. Hur kan jag få likström upp till 20-30 A med ett 9 V batteri? Vänligen föreslå ett sätt som jag kan ställa in dem på ett sätt som ger tillräckligt med ström.
En annan fråga, jag tänkte på att öka spänningen för en större ström. Skulle det fungera?
Kommentarer
- Ökning av spänningen minskar den tillgängliga strömmen.
- google.com/search?q=flash+circuit
- Enda sättet att få hög ström från 9 V-batterier är att ansluta ett stort antal av dem parallellt, men det skulle ha det ’ s egna ner-sidor. Verkligen är 9 V-batterier extremt dålig strömkälla. Om du behöver ström, få ett uppladdningsbart 12 V-batteri eller några litiumpolymerbatterier. De ’ kommer att vara mycket cheapr på lång sikt.
- Vad är likströmsmotståndet för din solenoid och vad är kapaciteten på ditt 9V batteri och typ.
- Du skulle behöva ett riktigt stort 9V batteri. Att öka spänningen gör problemet värre, inte bättre, om det ’ är den ström du handlar om.
Svar
Ett 9V-batteri har ungefär en lagrad energi på:
$$ \ kräver {avbryt} \ frac {560 \ avbryt {m} A \ avbryt {h} \ cdot 9V} {1} \ frac {3600s} {\ avbryt {h}} \ frac {1} {1000 \ avbryt {m}} \ ca 18144VA \ ca 18 kJ $$
En joule är en wattsekund eller en newtonmätare. Under de mest idealiska förhållandena, med perfekt effektiva maskiner överallt, finns det tillräckligt med lagrad energi i ett 9V batteri för att applicera din specificerade 600N kraft över ett avstånd av:
$$ \ frac {18 \ avbryt {k} \ avbryt {J}} {1} \ frac {\ avbryt {N} m} {\ avbryt {J}} \ frac {1} {600 \ avbryt {N}} \ frac {1000} {\ avbryt {k} } = 30m $$
Din föreslagna solenoid, som kanske kräver \ $ 25A \ $ vid \ $ 9V \ $, förbrukar elkraft med hastigheten:
$$ 25A \ cdot 9V = 225W $$
Tillämpa din angivna \ $ 600N \ $ kraft, och med tanke på den effekten kan vi lösa den hastighet som din solenoid, om den var 100% effektiv, skulle kunna ge:
$$ \ frac {225 \ avbryt {W}} {1} \ frac {\ avbryt {J}} {\ avbryt {W} s} \ frac {\ avbryt {N} m} {\ avbryt {J} } \ frac {1} {600 \ cancel {N}} = 0,375m / s $$
Så du förstår, även om vi kan extrahera all lagrad energi i 9V-batteriet med 100% effektivitet, det finns inte en hel del av det. Att veta att din ideala solenoid rör sig till $ 0,375m / s \ $ och att batteriet har tillräckligt med energi för att det ska kunna röra sig $ 30m \ $, körtid är:
$$ \ frac {30 \ avbryt {m}} {1} \ frac {s} {0.375 \ avbryt {m}} = 80-talet $$
Eller vi kunde beräkna det utifrån batterinergi och solenoideffekt:
$$ \ frac {18000 \ avbryta {W} s} {1} \ frac {1} {225 \ avbryta {W}} = 80-tal $$
Men det räcker kanske. Frågan är hur man gör det effektivt. Elektrisk effekt i ett motstånd ges av:
$$ P = I ^ 2 R $$
Det interna motståndet för ett 9V-batteri är kanske \ $ 1,5 \ Omega \ $, när färsk. Det går upp när batteriet tappar. Din solenoid är förmodligen åtminstone ytterligare \ $ 1 \ Omega \ $. Så vid \ $ 25A \ $ skulle dina resistiva förluster ensam vara:
$$ (25A) ^ 2 (1.5 \ Omega + 1 \ Omega) = 1562.5W $$
Jämför detta med kraften som används av den ideala solenoiden som övervägs ovan (\ $ 225W \ $) och du kan se att detta är ett absurt ineffektivt system. Att bara hantera värmen från dessa förluster blir en utmaning. Naturligtvis kan du inte få ut det här från ett 9V-batteri, eftersom spänningen förlorad över dess interna motstånd vid \ $ 25A \ $ är:
$$ 25A \ cdot 1.5 \ Omega = 37.5V $$
… vilket är mer än 9V som levereras av batteriet.
Förutom batteriet eller solenoiden är det ett problem att överföra \ $ 225W \ $ elkraft. Eftersom ström är produkten av spänning och ström (\ $ P = IE \ $), för att flytta mycket kraft kan du ha hög ström eller hög spänning. Men även ledningar har motstånd, och eftersom ström förlorad för detta motstånd är proportionellt mot strömens kvadrat , är det mer praktiskt att flytta stora mängder elektrisk kraft vid hög spänning än vid hög ström. Det är därför elverktyget överför kraft över långa sträckor med mycket hög spänning.
Så om du vill flytta \ $ 225W \ $ vid \ $ 9V \ $ måste du hålla motståndet mycket lågt, för att undvika att resistiva förluster är mycket höga. Det betyder fettledning (inklusive ledningen i din magnetventil, som står för det mesta av ledningen i kretsen) och batterier med lågt internt motstånd. Du kan också byta ström för spänning eller spänning för ström i designen av din solenoid, som superkattens svar beskriver.
Kommentarer
- Tack för att du svarar på detta ur ESR-synvinkel.För många ser på batterier som idealiska spänningskällor och saknar viktiga effekter av faktiska batterier, särskilt mycket komprometterade typer som vanliga 9V och myntceller.
Svar
Eftersom du inte har angett något, antar jag att du menar ett 9V-batteri i hushållet. Ett standard 9V-batteri har cirka 400-600 mAh kapacitet. I de mest grundläggande termerna kan dessa batterier leverera cirka 500 milliampere under en timme innan de är ”döda”. Du kunde , teoretiskt, dra den ström du letar efter, men även för flera 9V-batterier parallellt (summerar kapaciteten ) skulle du få cirka 1-2 minuter från varje uppsättning batterier. Med vanliga konsumentbatterier är det ganska orealistiskt och ganska ineffektivt. Jag kan föreställa mig att du förmodligen inte vill byta batterier varje minut .
Om storlek och vikt inte är stora faktorer, skulle jag titta på stor, hög kapacitet , snabburladdade blybatterier. De finns i 12V, vilket är nära det du letar efter, och kan leverera hundratals strömförstärkare under olika tid (beroende på hur mycket du spendera / vilket batteri du får).
Kommentarer
- OP har inte ’ t sagt (ännu ) vad batteriet är och därför antar ditt svar att det är en ” standard ” -typ. Du kan ha rätt i ditt antagande men du kanske inte.
- Utmärkt poäng. Redigerade mitt svar lite.
Svar
Designen på en solenoid är en avvägning mellan att använda mer vänder mot att använda mer ström. Jag tvivlar verkligen på att någon liten magnet som är tillräckligt liten för att man realistiskt skulle kunna använda den från ett 9-volts batteri skulle uppnå optimalt beteende med en så hög ström som du föreslår. Effektivitet skulle sannolikt vara bättre med fler varv.
Med detta sagt skulle den maximala solenoidströmmen som kan fås från ett 9-voltsbatteri erhållas genom att ansluta en kondensator parallellt med batteriet, och använd sedan ett par effektiva omkopplare för att växelvis ansluta solenoiden till batteriet och kortsluta den (man måste undvika att stänga av båda omkopplarna, och bör minimera den tid som båda är öppna; använd en flyback-diod för att på ett säkert sätt sprida energi under ”båda öppna” tid). För att maximera solenoidströmmen helt utan hänsyn till batteriets livslängd, ställ in förhållandet mellan batteritid och ”kortslutningstid” så att batteriet dras ner till cirka 4,5 volt. Det kommer att dra ut maximal effekt ur batteriet, även om det kommer att få batteriet att slösa bort ungefär hälften av sitt energiuppvärmning själv. Om du ställer in förhållandet lite lägre, så att det bara drar batteriet ner till 6 volt, minskar batteriströmmen något (med cirka 12%) men förbättrar batteriets livslängd med 50%, eftersom endast en tredjedel av batteriets energi kommer att vara slösas bort i självuppvärmning.
Svar
Använda ett 9V-batteri med hjälp av ett, ett 9V-batteri.
Om det inte är en verklig begränsning som du arbetar under, rekommenderar jag att du kopplar flera i serie för att uppnå en högre spänning. Om du bara kan använda ett enda 9V-batteri rekommenderar jag att du skaffar en kondensator med hög kapacitet och laddar den genom en ström -begränsande krets, sedan byta den för att driva din solenoid. Detta kommer inte att ge en uthållig uteffekt, men beroende på krets och solenoid, bör det ge dig 600 N
Svar
Använd två IMR-litiumbatterier med hög avlopp i serie. Storlekarna 18650 till 26650 eller mer kan leverera strömmar upp till 60 ampere. Om spänningen är för låg (8.4) kan du använda LiFePo-batterier f eller 9,6 volt, (3 gånger 3,2 volt).