Zusammenfassung

Folgend der guten alten Tradition, etwas zwischen den Jahren zu bauen, beschloss ich, ein kleines Test-Setup zu erstellen, um die permanente Magnet-Spulen-Interaktion zu erforschen.
Das erste Bild zeigt das Setup.
Das 3D-gedruckte Gerät besteht aus einem Hebel, der auf einer Seite des Drehpunkts einen oder mehrere gestapelte starke Permanentmagnete enthält, die mit einer Spule interagieren, sowie einem Behälter für Prüfgewichte. Auf der anderen Seite befindet sich ein Gegengewicht, so dass der Hebel horizontal ausbalanciert ist. Wenn dann ein Strom an die Spule angelegt wird, werden die Magnete von der Spule angezogen, und Gewicht kann zum Behälter
Da der Abstand zwischen dem Drehpunkt und dem Prüfgewicht doppelt so groß ist wie der Abstand zwischen dem Drehpunkt und dem Magneten, muss das Prüfgewicht verdoppelt werden, um die tatsächliche Haltekraft zu erhalten.

Zwei Spulen wurden hergestellt. Eine ist in ein Material mit einer Permeabilität von mu_r = 1 eingebettet, die andere in ein Material, das etwa 25% Eisenpulver nach Volumen enthält. Die Magnete haben einen Durchmesser von 18 mm und eine Höhe von 3 mm.
Was denkst du, wie die Menge der Haltekraft im Verhältnis zum angewandten Strom für beide Spulen aussieht? Denkst du, dass es genug ist, um einen Schokoriegel zu halten, was 1N entspricht (wo ich lebe)?

Das zweite Bild liefert die empirischen Daten.
Für die zweite Spule gibt es eine ziemlich signifikante Ruckschwingungskraft, die aus den gemessenen Daten reduziert wurde, um einen besseren Vergleich zwischen den Kurven zu ermöglichen. Ich hatte irgendwie erwartet, dass die Kurven für beide Spulen ungefähr gleich sein würden, aus dem gleichen Grund, dass eisengefülltes Filament als magnetisches Kernmaterial nicht viel verbessert. Auf der anderen Seite hatte ich nicht erwartet, dass die Höhe des Mag
Ich denke, es gibt keine analytische Formel zur Näherung der Kraft (korrigiert mich, wenn ich falsch liege), also bin ich rausgegangen und habe versucht, das Problem zu simulieren. Es ist ein intrinsisches dreidimensionales Problem, aber um es einfach zu halten, habe ich eine zweidimensionale Vereinfachung vorgenommen. Wenn man das Problem von der Seite betrachtet, scheint es möglich zu sein, ein ungefähres Ergebnis mit einer plan
Leider sind die Simulationsergebnisse immer um einen Faktor von 2 zu hoch. Ich hatte erwartet, dass sie eher niedriger als die realen Werte sein würden, da die vorderen und hinteren Teile der Spule bei dieser Vereinfachung fehlen.