Die Elektromagnete. <Grundlagen für die Berechnung des magnetischen Feldes und der darin wirksamen Kräfte ins besondere an Eisenkörpern.

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Hannelore Kneller
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1 Die Elektromagnete <Grundlagen für die Berechnung des magnetischen Feldes und der darin wirksamen Kräfte ins besondere an Eisenkörpern von Erich Jasse Mit 117 Abbildungen im Text Berlin Verlag von Julius Springer 1930

2 ISBN ISBN l395-4 (ebook) DOI 1O.1007/ l395-4 Alle Rechte, insbesondere das der Übersetzung in fremde Sprachen, vorbehalten. Copyright 1930 by Julius Springer in Berlin. Softcover reprint ofthe hardcover 1st edition 1930

3 Vorwort. Das Gebiet der Elektromagnete ist derart umfangreich, daß an eine vollständige Bearbeitung der gesamten Anwendungen nicht gedacht werden konnte, da sonst der Umfang des Buches außerordentlich vergrößert worden wäre. So mußten leider die vielfachen Sonderausführungen fortbleiben, die in der Telephonie, der Telegraphie und der Instrumententechnik ausgebildet worden sind,. zumal es hier auch an den entsprechenden Versuchsunterlagen mangelte. Es wurde daher vor allem darauf Wert gelegt, daß die Grundgesetze, die zur Berechnung der Magnete und der in ihnen auftretenden Kräfte dienen, möglichst klar gegeben wurden. An Hand einiger Beispiele, für welche ganz besonders sorgfältige Versuche vorlagen, wurde dann die Berechnungsmethode zahlenmäßig durchgeführt. Dabei habe ich es als leitenden Gedanken angesehen, bei Messungen das Verhalten des Magneten zu erklären, soweit es nach unserer bisherigen Kenntnis möglich ist, und wenn irgend möglich die Voraus berechnung mit der Messung verglichen. Wenn dies nicht überall in dem wünschenswerten Maße geschehen ist, so hat das darin seinen Grund, daß bei der meist schwer erfaßbaren Feldverteilullg recht umfangreiche Rechnungen nötig gewesen wären. Diese erfordern einen recht erheblichen Raum und wirken auf den Leser leicht ermüdend, vor allem wenn die besonders unterfluchtc Magnetform nicht gerade zu den von ihm bevorzugten gehört. Ich habe es vermieden, an allen Stellen gebrauchsfertige Formeln zu geben. Die Magnete treten in außerordentlich viel Formen auf, so daß dem Konstrukteur immer die Möglichkeit bleiben muß, die gegebenen Formeln wieder auf neue Ausführungen anwenden zu können. Auch soll der Ingenieur sich daran gewöhnen, eine Formel nicht als etwas Unumstößliches anzusehen, wie es bisher leider mit der bekannten "Maxwellsehen Formel" geschehen ist und wohl auch noch geschieht. Sonst läuft er zu leicht Gefahr, die Formel auf Fälle anzuwenden, für die sie nicht gilt und nicht gelten kann, da die Voraussetzungen fehlen. Der Ingenieur soll die.formel verstehen lernen und stets wachsam bleiben. damit er die Anwendungsgrenzen im Auge behält. Meist bin ich sofort auf das praktische Maßsystem übergegangen, also Watt, Sekunden, Kilogramm und die damit zusammenhängenden Größen. Dabei habe ich die Zahlenkonstanten für die Umrechnung in ihrer ursprünglichen Form stehengelassen, um die Herkunft anzudeuten.

4 IV Vorwort. Im Quellenverzeichnis sind möglichst alle Schriften angeführt, soweit sie sich nach meiner Kenntnis mit Elektromagneten oder mit den vorn elektromagnetischen Feld erzeugten Kräften befassen. Einen Teil der Schriften habe ich nicht selbst einsehen können, da sie mir nicht zugänglich waren, sondern sie nur auf Grund von kurzen Berichten in deutschen Zeitschriften aufgeführt. Soweit es im Text angebracht erschien, habe ich an den betreffenden Stellen auf das Quellenverzeichnis durch Beifügung eines Q. und der laufenden Nummer hingewiesen. In beträchtlichem Maße hat mich Herr Professor S8r.~0ng. Fri tz Emde unterstützt, als er auf meine Anregung hin sich sofort bereit erklärte, einige Elektromagnete von Diplom-Kandidaten durchprüfen zu lassen. Die betreffenden Herren haben diese Aufgabe nach einigen Richtlinien von mir mit großer Sorgfalt durchgeführt. Ferner hat Herr Emd e eine schon vorliegende Diplomarbeit mir bereitwilligst zur Verfügung gestellt. Ich spreche daher vor allem Herrn Professor Emd e, sowie den Herren Diplom-Ingenieuren Rosen berg, H u tt, Melchinger und Fecker meinen besten Dank für die Unterstützung aus. Großen Dank schulde ich auch den beiden Firmen F. Klöckner, Köln-BayenthaI, und Emag, Elektrizitäts-Aktien-Gesellschaft, Frankfurt am Main, dafür, daß sie diese vier Magnete für die Untersuchung zur Verfügung gestellt haben. Schließlich danke ich auch der Verlagsbuchhandlung für das große Entgegenkommen, das sie jederzeit gezeigt hat. Mülheim-Ruhr, im März 19:30. E. Jasse.

5 Inhaltsverzeichnis. J. Das elektromagnetische :Feld 1. Die Erzeugung des Feldes.. 2. Das Induktionsgesetz Das magnetische Brechungsgesetz 4. Die magnetische Energie Die Energieumformullg bei Anderung der Kennlinie 6. Beschränkung auf den Luftspalt II. Die Kräfte im magnetischen Feld 1. Ableitung aus den Energiebeziehungen 2. Andere Darstellung der Kraft 3. Die Faradayschen Spannungen Diskussion der Formel für die Kraft 5. Die Bewegungsgleichung der Gleichstrommagneten Seite I II III. Die Schubmagnete Allgemeine Anwendung Ableitung der Zugkraft aus den Faradayschen Spannungen Besondere Fälle 'Winke für die Anwendung der.formeln Gewickelte Anker Zahlen beispiel.. 53 a) Gleichstrom 53 b) Wechselstrom 56 c) Kontrolle der Rechnung. 59 d) Der Bcwegungsvorgang Vergleich zwischen Versuch und Rechnung 64 a) )Iagnet mit grader Bewegung b) Drehmagnet mit archimedischer Spirale. 65 c) Drehmagnet mit abgesetztem Anker 72 IV. Die Zugmagnete Allgemeines Der Zylindermagnet Berechnung eines Zylindcrmagneten Der Zylindermagnet an konstanter vvechselspannung Messung bei konstantpf \Vechselspannung Der Zylinderrnagnet mit konischem Luftraum 93 a) Zugmagnet mit 1io Kegelwinkel 95 b) Zugmagnet mit 14 0 Kegelwinkel 98 c) Zugmagnet mit 22 Kegelwinkel 107 d) Zugmagnet mit 50' Kegelwinkel 116 e) Zugmagnet mit 60 Kegelwinkel Der flachc' Mantelma,md 118

6 VI Inhaltsverzeichnis. 8. Zugmagnete ohne Eisenschluß. a) Messung von Kalisch. b) Messung von Steil c) Messung von Underhill V. Der Drehstrommagnet 1. Allgemeine Überlegungen. 2. Analytische Ableitung.. 3. Komplexe Rechnung Berechnung der Energie und der Zugkraft. 5. Spannungs- und Feldmessungen Zugkraft-Messungen VI. Weitere Berechnungen für Elektromagnete. 1. Die Spulen berechnung. a) Die Wicklung b) Die Gleichstromspule c) Die Wechselstromspule 2. Günstige Abmessungen. a) Der Kernquerschnitt b) Der Zylindermagnet. c) Die Spule mit Vorwiderstand 3. Kurzschlußwindungen bei Wechselstrom 4. Feldstärke, Induktivität, Streuung VII. Der Se halt vorgang beim Elektromagneten 1. Die magnetische Energie 2. Der Parallelwiderstand. 3. Der Parallelkondensator 4. Die Dämpferwicklung. VIII. Die Erwärmungsberechnung 1. Die Erzeugung der Wärme.. 2. Die 2\ilessung der Erwärmung. 3. Die Fortleitung und Abgabe der Wärme 4. Die zeitliche Änderung der Erwärmung 5. Die aussetzende Erwärmung Quellen yerzeichnis. Seite

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