Seuraa 
Viestejä2517
Liittynyt13.3.2008

Alkuperäinen pienen alkukirjaimen (!) vuoksi lukittu ketju täällä:

tekniikka-ja-energia-f1/voimakkaan-kestomagneetin-valmistus-kotioloissa-t59545.html

Naputtelen aiemman vastaukseni muistista uudelleen.

Minä näkisin magneetin valmistuksessa ongelmaksi pari asiaa:

1) Metallurgia. Ei ole helppoa sulattaa, jauhaa ja sintrata kotioloissa koostumukseltaan ja kiderakenteeltaan oikeanlaista metalliseosta. Homma vaatii isoja koneita, tuhansien asteiden lämpötiloja metalleita sulatettaessa ja tuottaa melua, metallihuuruja ja saasteita. Jos harrastuneisuutta löytyy niin siitä vaan, netistä löytyy mm. viikinkimiekkojen ja radioputkien tee-se-itse - valmistusta kuvaavia videoita. Tässä radioputki: http://www.youtube.com/watch?v=gl-QMuUQhVM

2) Magnetointi. Tämä onnistuu helpommin. Tee-se-itse henkilöt ovat rakennelleet magneettivuon tiheyden nopeaan muuttamiseen perustuvia metallitölkin murskaimia ja kolikon kutistimia. Näissä puretaan kondensaattoripakka paksujohtimisen käämin lävitse ja käämin tuottama kenttä aiheuttaa runtattavaan kohteeseen pyörrevirtoja. Hakusanaksi vaikkapa electromagnetic can crusher

http://www.powerlabs.org/pssecc.htm

http://205.243.100.155/frames/shrinkergallery.html

Magnetoinnissa periaate on sama eli aineeseen kohdistetaan hetkellinen voimakas magneettikenttä. Hommaa tekee vaikeammaksi se, että pyörrevirrat aiheuttavat paitsi mekaanisia voimia niin myös lämpenemistä, mikä ei neodyymimagneettien kohdalla olisi kovin hyvä asia. Niillä kun magnettisuus häviää jo varsin matalissa lämpötiloissa. Pitäisi siis saada aikaan voimakas sähkömagneetti (useita tesloja), jonka virransyöttö jaksaa antaa tehoa magnetisointiin tarvittavan ajan verran.

Kaupallisia laitteita toki löytyy, energiavaraston tehot luokkaa 100 kJ. Tässä esimerkki:
http://www.metis.be/en/products/magnetizers.php

Jos käytettävissä on voimakas DC - magneettikenttä niin sillä voi heikompia magneetteja uudelleenmagnetisoida. Näissä tehot eivät riitä neodyymimagneettien magnetisoimiseen eli neodyymimagneeteilla ei voi uudelleenmagnetisoida neodyymimagneetteja täyteen voimakkuuteen.

https://www.google.fi/search?q=remagnetize+old+magnets

Physics Forumin puolella oli keskustelua neodyymimagneettien uudelleenmagnetoinnista:
http://www.physicsforums.com/showthread.php?t=385384

Kim Fallström kfa+news@iki.fi

Sivut

Kommentit (21)

/dev/null
Seuraa 
Viestejä82
Liittynyt30.7.2013
kfa

1) Metallurgia. Ei ole helppoa sulattaa, jauhaa ja sintrata kotioloissa koostumukseltaan ja kiderakenteeltaan oikeanlaista metalliseosta.

Varmasti totta. Ehkä tässä alkuun voisi lähteä liikkeelle käyttäen valmiita terässeoksia. Nikkelipäällysteiset ruuvimeisselit tuntuvat magnetoituvan hiukan jo 12 voltin ja 4 ampeerin virralla, kun niitä käyttää käämin sydämenä ja antaa samalla muutaman napakan iskun moskalla. Aivan riittämätön energia nyt tietysti siihen, että mitä tässä haetaan. Hyllyssä on myös muutama yli Curie-lämpötilan lämmitetty wanha hevosenkenkä-, jääkaappi- ja NdFeB-magneetti, joita voisi kokeilla yrittää latailla sopivan laitteiston valmistuessa uudestaan.

kfa

2) Magnetointi. Tämä onnistuu helpommin. Tee-se-itse henkilöt ovat rakennelleet magneettivuon tiheyden nopeaan muuttamiseen perustuvia metallitölkin murskaimia ja kolikon kutistimia.



Jep. Tätä puolta pitää alkaa vakavasti miettimään. Hurjat on kyllä virrat ja jännitteet näissä isoissa tehdastekoisissa laitteissa. Tiedä sitten, että millähän ihmeen n kappaleen Leydenin pullovirityksellä noihin lukemiin ikinä pääsisi. Tuossa puhutaan myös pulssituksesta "pulsed power", joka varmaankin tulee jaksottaisesta kondensaattorien purkamisesta kelaan vai onkohan peräti pulssien taajuudella tässä mitään merkitystä?
>Our experience with pulsed power installations in the megaJoule range, with peak currents exceeding 50 kA and maximum voltages exceeding 15 kV enables us to present a suitable solution for any industrial magnetizing problem.

kfa
Seuraa 
Viestejä2517
Liittynyt13.3.2008
/dev/null
kfa

2) Magnetointi. Tämä onnistuu helpommin. Tee-se-itse henkilöt ovat rakennelleet magneettivuon tiheyden nopeaan muuttamiseen perustuvia metallitölkin murskaimia ja kolikon kutistimia.



Jep. Tätä puolta pitää alkaa vakavasti miettimään. Hurjat on kyllä virrat ja jännitteet näissä isoissa tehdastekoisissa laitteissa. Tiedä sitten, että millähän ihmeen n kappaleen Leydenin pullovirityksellä noihin lukemiin ikinä pääsisi. Tuossa puhutaan myös pulssituksesta "pulsed power", joka varmaankin tulee jaksottaisesta kondensaattorien purkamisesta kelaan vai onkohan peräti pulssien taajuudella tässä mitään merkitystä?
>Our experience with pulsed power installations in the megaJoule range, with peak currents exceeding 50 kA and maximum voltages exceeding 15 kV enables us to present a suitable solution for any industrial magnetizing problem.



Yksi pulssi riittää, kun se on tarpeeksi iso. Itse tehdyissä laitteissa sähköturvallisuus on ongelma ja käyttötilanteessa pitää varautua mm. virtalähteen kotelon sisällä silpuksi räjähtäviin elektrolyytikondensaattoreihin ja satunnaisiin suuntiin lentelevään sulaan metalliin ynnä tehopuolijohdekomponenttien sirpaleisiin. ZÄPPPPPP!!!! - luokan harrastetta parhaimmillaan siis.

Jos lähdet harrastamaan tätä niin sähköturvallisuusasioihin ja silmien suojaamiseen kannattaa panostaa. Älä testaa laitetta sellaisessa huonetilassa, joka kärsii kipinöistä ja palaneen elektroniikan hajusta. Muiden jo tekemistä virheistä kannattaa oppia.

ps. Tässä aikanaan tehtiin coilgun - systeemiä, jossa siinäkin laukaistaan iso konkkapatteri pienen solenoidin läpi. Kannattaa katsoa millaisia ongelmia tuli jo kun pulssissa energiaa oli luokkaa alle 150 J. Magnetoinnissa käytettävät energiat ovat paljon suurempia.

tekniikka-ja-energia-f1/coilgunin-kaamin-optimointi-t39894-120.html

Kim Fallström kfa+news@iki.fi

/dev/null
Seuraa 
Viestejä82
Liittynyt30.7.2013
kfa

Yksi pulssi riittää, kun se on tarpeeksi iso. Itse tehdyissä laitteissa sähköturvallisuus on ongelma ja käyttötilanteessa pitää varautua mm. virtalähteen kotelon sisällä silpuksi räjähtäviin elektrolyytikondensaattoreihin ja satunnaisiin suuntiin lentelevään sulaan metalliin ynnä tehopuolijohdekomponenttien sirpaleisiin. ZÄPPPPPP!!!! - luokan harrastetta parhaimmillaan siis.



Arvostan kyllä sen verran paljon sydämen normaalia sinusrytmiä, että koeponnistus tapahtuu pitkän narun varassa jossain soramontulla ison kiven takana kaukana ihmisasutuksesta. Isojen poikien laite kuitenkin väistämättä tarvitsee kondensaattorilta potkua, ehkäpä luokkaa puretun mikroaaltouunin HV-konkka. No, tässä vierähtää hetki jos toinenkin perehtyä kunnolla aiheeseen. Energiat tosiaan ovat niin julmia, että lieneekö pulssin liipaisuun järkevässä hintahaarukassa oikein FET:tejäkään tarjolla. Melkein kallistuisin suoraan mekaaniseen kytkimeen. Vaan eipä tässä kiire. Pitää kasvattaa tietoutta ensin, että osaa mitoittaa laitteen oikein.

o_turunen

Kertooko tarina siitä, miksi tuo lukittiin? Ettei vaan tulisi bannia?



Ketjun lukituksen syytä ei kerrottu. Ehkä se oli sitten se otsikon pieni alkukirjain.. Ei kai nyt kestomagneetin valmistaminen mikään kielletty aihe voi olla? Onhan niiden valmistus laillista liiketoimintaakin. No, mutta pyrin tehostamaan sen suuren suuren alkukirjaimen käyttöä jatkossa. Vaikka tämä nyt ei kait mikään Kielikellon keskustelupalsta ole, niin helpottaahan se toki lukemista!

kfa
Seuraa 
Viestejä2517
Liittynyt13.3.2008
/dev/null
kfa

Yksi pulssi riittää, kun se on tarpeeksi iso. Itse tehdyissä laitteissa sähköturvallisuus on ongelma ja käyttötilanteessa pitää varautua mm. virtalähteen kotelon sisällä silpuksi räjähtäviin elektrolyytikondensaattoreihin ja satunnaisiin suuntiin lentelevään sulaan metalliin ynnä tehopuolijohdekomponenttien sirpaleisiin. ZÄPPPPPP!!!! - luokan harrastetta parhaimmillaan siis.



Arvostan kyllä sen verran paljon sydämen normaalia sinusrytmiä, että koeponnistus tapahtuu pitkän narun varassa jossain soramontulla ison kiven takana kaukana ihmisasutuksesta. Isojen poikien laite kuitenkin väistämättä tarvitsee kondensaattorilta potkua, ehkäpä luokkaa puretun mikroaaltouunin HV-konkka. No, tässä vierähtää hetki jos toinenkin perehtyä kunnolla aiheeseen. Energiat tosiaan ovat niin julmia, että lieneekö pulssin liipaisuun järkevässä hintahaarukassa oikein FET:tejäkään tarjolla. Melkein kallistuisin suoraan mekaaniseen kytkimeen. Vaan eipä tässä kiire. Pitää kasvattaa tietoutta ensin, että osaa mitoittaa laitteen oikein.



Perehtyminen on aina suositeltavaa. Siinä coilgun - keskustelussa oli hyviä esimerkkejä käytännön ongelmista, joihin törmää suuria virtoja puolijohteilla pulssittaessaan. Coilgun - ketjussa virrat jäivät alle 2000 A, tässä pitäisi neomagneettien kohdalla päästä 10000 A suuruusluokkaan. Vertailun vuoksi: Salamaniskussa virrat ovat juurikin 10000 A:sta ylöspäin. Kokeilukäytössä puolijohdekytkimen sijaan kannattaisi ehkä harkita mekaanista kytkintä.

Mikroaaltouunin kondensaattorista ei tässä ole iloa, liian pieni kapasitanssi. Konkkaan mahtuva energiamäärä on verrannollinen konkan fyysiseen kokoon ja nyt puhutaan vähintään kenkälaatikollisesta kapasitanssia. Kondensaattoriin varautunut energia on W=(1/2)*CU², missä C on kapasitanssi faradeina ja U jännite voltteina. Mikroaaltouunin konkan kapasitanssi on yleensä luokkaa alle mikrofaradin verran, joten edes 2 kV jännite ei tuota kuin pari joulea energiaa.

Kim Fallström kfa+news@iki.fi

subarctic
Seuraa 
Viestejä348
Liittynyt30.3.2013
kfa

Perehtyminen on aina suositeltavaa. Siinä coilgun - keskustelussa oli hyviä esimerkkejä käytännön ongelmista, joihin törmää suuria virtoja puolijohteilla pulssittaessaan. Coilgun - ketjussa virrat jäivät alle 2000 A, tässä pitäisi neomagneettien kohdalla päästä 10000 A suuruusluokkaan. Vertailun vuoksi: Salamaniskussa virrat ovat juurikin 10000 A:sta ylöspäin. Kokeilukäytössä puolijohdekytkimen sijaan kannattaisi ehkä harkita mekaanista kytkintä.

.




Mekaanisesta kytkimestä tulee "kohinaa" kytkettävään signaaliin.

Vaihtoehtona puolijohteelle on thyratron, joita saattaa saada tutkien ylijäämätarvikkeina netistä edullisestikin.

Haittapuolena on kyllä, että eri tietoliikenteen ammattiskannaajat voivat luulla, että rakennat ydinpommin laukaisulaitetta...

Suomi uudelleen itsenäiseksi: https://www.kansalaisaloite.fi/fi/aloite/11

Paul M
Seuraa 
Viestejä8640
Liittynyt16.3.2005
subarctic

Haittapuolena on kyllä, että eri tietoliikenteen ammattiskannaajat voivat luulla, että rakennat ydinpommin laukaisulaitetta...



Nykyään skannataan jopa MasterChef-tuotteet. Odotan sinitakkeja ovelle kun tein p i a n e k a t t i l a -haun (tahallinen kirjainjärjestysvirhe) nettikauppaan. Tuli mainostettua hirviporukassa yhdelle sen mainioita ominaisuuksia rustoisille lihanpaloille. Ja lupasin seurata markkinoita.

Hiirimeluexpertti. Majoneesitehtailija. Luonnontieteet: Maailman suurin uskonto. Avatar on halkaistu tykin kuula

vihertaapero
Seuraa 
Viestejä6081
Liittynyt7.3.2006
/dev/null

o_turunen

Kertooko tarina siitä, miksi tuo lukittiin? Ettei vaan tulisi bannia?



Ketjun lukituksen syytä ei kerrottu. Ehkä se oli sitten se otsikon pieni alkukirjain



Toisaalta, missään ei myöskään kielletä tai ohjeisteta otsikoinnista joten siksi pitäisinkin nykyistä moderointilinjaa seuraavanlaisena:

Konsta: ...joten jäähdytysvesi on varmasti erittäin korkeaktiivista.
Brainwashed: En tosiaankaan pidä itseäni minään asiantuntijana...

Paul M
Seuraa 
Viestejä8640
Liittynyt16.3.2005

Mitä tapahtuu magneettisen materiaalin jäähtyessä sulasta tilasta voimakkaassa magneettikentässä? Asettuvatko dipolit hyvinkin?

Hiirimeluexpertti. Majoneesitehtailija. Luonnontieteet: Maailman suurin uskonto. Avatar on halkaistu tykin kuula

ROOSTER
Seuraa 
Viestejä5000
Liittynyt21.6.2009
Paul M
Mitä tapahtuu magneettisen materiaalin jäähtyessä sulasta tilasta voimakkaassa magneettikentässä? Asettuvatko dipolit hyvinkin?



Kyllä asettuvat. Tämän ilmiön perusteella voidaan määritellä maan magneettikentän muutoksia, ne näkyvät eri ikäisissä kivikerrostumissa erisuuntaisina magneettinapoina.

Yleinen mielipide on aina väärässä.

/dev/null
Seuraa 
Viestejä82
Liittynyt30.7.2013

Tätä lämpötilaa mietin myös. Mietin myös kappaleen jäähdytystä ennen magnetointia. Curie-lämpötilan ylitys luulisi vaikeuttavan asioita, kun lämpöliikkeen johdosta entropia lisääntyy. Videon esittämä magnetointi tapahtui huoneenlämmössä: http://www.youtube.com/watch?v=noGGcyPHtdI Paljaat nakit oli työntekijällä, ei hanskoja.

Miten magnetoinnin hyötysuhde määritellään? Jos haluan, että tietyn massainen rautanaula pysyy kestomagneetissa kiinni, niin paljonko energiaa tarvitaan? Kait magneettiin ladatun potentiaalienergiakuopan syvyyden sekä prosessin hukkaenergian + muut parametrit voi jotenkin arvioida? Joku hyötysuhde << 1 on määritettävissä.

Edit:
Olihan noissa Physics forumin linkeissäkin kaikkea. "The magnetic field needs to penetrate to the center of the neo magnet. The radial skin depth of the magnet is δ = [2/ωσμ0]1/2" Ja kaupalliset laitteet energialtaan 100 kJ, vaikka universumin lämmittämiseen tuosta tietysti valtaosa menee.

/dev/null
Seuraa 
Viestejä82
Liittynyt30.7.2013

No, niin. Koko aiheen avainsana lienee remanenssi, eli jäännösmagnetismi ja hystereesi. Tietoa kyllä on pilvin pimein, kunhan unohtaa täysin wikipedian kaltaisen humpan. Pitääpä alkaa nyt ihan tosissaan keräämään kapasitanssia.

Aiheesta kiinnostuneille:
http://users.jyu.fi/~pheikkin/fysa220/Chapter_5.pdf
sivulta 97 eteenpäin

Mielenkiintoista kuvausta neo-magneettien valmistuksesta ja voimasta.
http://www.aka.fi/fi/T/Kysytyt-kysymyks ... s-muuttuu/

"Neodyymimagneettien valmistuksessa raaka-aineet hajotetaan ensin 3-5 mikrometrin kokoisiksi kappaleiksi. Näin pienistä kappaleista muodostettavissa magneeteissa materiaalikiteet voivat lukkiutua rakenteeseen, jolloin kestomagnetismi on mahdollista. Magneetit puristetaan kokoon ja puristuksen aikana hiukkaset suunnataan ulkoisella magneettikentällä. Erilaisten käsittelyjen ja pinnoitusten jälkeen magneetit magnetoidaan. Magnetoinnissa kestomagneettiin tuodaan energiaa, joka varastoituu materiaalin magneettikenttään.

Tämän hetken parhaiden NdFeB-magneettien remanenssi (jäännösmagnetismi eli käytännössä magneetin voimakkuus) on noin 1.4 Teslaa. Tesla on mittayksikkö, joka mittaa magneetin vuontiheyttä (kohteesta tulevien vuoviivojen eli magnetismia kuvaavien virtausviivojen määrää pinta-alayksikköä kohti). Remanenssivuontiheys määrää pitkälti käytännössä magneetin voimakkuuden. Vuontiheydeltään 1.4 T magneetin tulee olla pinta-alaltaan noin 10 cm2 tuottaakseen niin suuren voiman (noin 780 N), että se pystyy kannattelemaan miehen painoista teräsmassaa."

/dev/null
Seuraa 
Viestejä82
Liittynyt30.7.2013

Projekti on ottanut ensimmäiset askeleensa! Kondensaattoripakan 5 x 3000 F 2,7v lataus onnistuu jo. Turvallisuussyistä latausvirta on rajoitettu viiteen ampeeriin, että mistään hätäisen miehen hommasta ei ole kyse. Joka tapauksessa energiaa olisi tarjolla ~55 kJ, kun pakka on täysi.

Kunnollisen magnetointikelan käämiminen on seuraava urakka. Olen jo aiemmissa magnetointikokeiluissa törmännyt vakaviin lämpöongelmiin, missä johdineristeet iloisesti savuavat kovilla virroilla.. Olen ratkaissut asiaa upottamalla käämit kokeilun ajaksi vesialtaaseen. Lämpöön kuitenkin hukkaantuu valtavasti energiaa, joten väkisinkin jäin miettimään, että onko solenoidikela sittenkään paras tapa tuottaa vahva magnettivuo? Lieneekö palstan asiantuntijoilla aiheeseen näkemystä? Eikö ferromagneettiset aineet käytännössä kaikki saturoidu 1.6 .. 2 Teslan paikkeilla?

No, näillä energioilla ei tietysti pääse (vielä) keulimaan, mutta kiinnostaisi kovasti esim. "resistive Bitter plates" -tekniikka, missä nipuun pyöreitä kuparilevyjä on porattu reikä keskelle ja ohuelti leikattu levyyn rako. Ilmeisesti nuo levyt on kasattu siten, että virta joutuu kiertämään spiraalinmuotoista rataa levypakan läpi tuottaen todella vahvan mageettikentän? Jotenkin aavistuksen hahmotan tämän, mutta en vielä täysin. Osaako joku selittää? Googlaamalla ei löydy mitään muuta kuin patenttihakemuksia ja jotain ihmeen levitoivia sammakoita magneettikentässä.. Tekniikka on kuitenkin jo 1930-luvulta, että missähän se Tieto aiheesta ja tarkat speksit moisen tornin rakentamiseen on?

Astronomy
Seuraa 
Viestejä3976
Liittynyt12.6.2007
/dev/null
Projekti on ottanut ensimmäiset askeleensa! Kondensaattoripakan 5 x 3000 F 2,7v lataus onnistuu jo. Turvallisuussyistä latausvirta on rajoitettu viiteen ampeeriin, että mistään hätäisen miehen hommasta ei ole kyse. Joka tapauksessa energiaa olisi tarjolla ~55 kJ, kun pakka on täysi........

Mielenkiinnosta kysyn että kun sinulla on nyt 15000 F:n kondensaattoripakka, olkoonkin että jännite on 2,7V, niin eikö tällanen paketti jossain vahinkotilanteessa aiheuta helvetillisen pommin? Meinaan jos täysi varaus jostain syystä purkautuu ilman että virtaa rajoittaa joku resistanssi? Muu kuin kondensaattoripakan sisäinen?

"The universe is a big place, perhaps the biggest".
"Those of you who believe in telekinetics, raise my hand".
Kurt Vonnegut
"Voihan fusk." Minä

Paul M
Seuraa 
Viestejä8640
Liittynyt16.3.2005

Kondensaattorin energiapaketti muuttuu vauriotilanteeksi lämmöksi valokaaren muodossa. Jos hajoaminen tapahtuu sekunnissa on energiaa vapauduttava 55 kW teholla. Teho on samaa luokkaa kuin auton moottorissa sekunnin ajan.

Kysymys kuuluu purkautuuko energia tosiaan noin pienellä jännitteellä sekunnissa kalvomössöstä. Vai lyhyemmässä ajassa. Millisekunnissa purkautuessaan teho olisi 55 MW. 10 % tavallisen ydinvoimayksikön tehosta.

Arvailla voi kaikenlaista asian tiimoilta. Lisää kehiin.

Hiirimeluexpertti. Majoneesitehtailija. Luonnontieteet: Maailman suurin uskonto. Avatar on halkaistu tykin kuula

Astronomy
Seuraa 
Viestejä3976
Liittynyt12.6.2007
Paul M
Kondensaattorin energiapaketti muuttuu vauriotilanteeksi lämmöksi valokaaren muodossa. Jos hajoaminen tapahtuu sekunnissa on energiaa vapauduttava 55 kW teholla. Teho on samaa luokkaa kuin auton moottorissa sekunnin ajan.

Kysymys kuuluu purkautuuko energia tosiaan noin pienellä jännitteellä sekunnissa kalvomössöstä. Vai lyhyemmässä ajassa. Millisekunnissa purkautuessaan teho olisi 55 MW. 10 % tavallisen ydinvoimayksikön tehosta.

Arvailla voi kaikenlaista asian tiimoilta. Lisää kehiin.


Luulen ettei kondensaattoripakan jännitteellä ole sinänsä merkitystä siihen, miten nopeasti moinen varauspommi pystyy otollisimmissa olosuhteissa purkautumaan, kokonaisenergiaan se tietenkin vaikuttaa. Tuo millisekuntiheitto voi olla ihan lähellä aitoa tilannetta, ja vaikka ajan kasvattaa 100ms:iin niin on siinäkin tekemistä ettei joudu kaapimaan itseään seiniltä.

"The universe is a big place, perhaps the biggest".
"Those of you who believe in telekinetics, raise my hand".
Kurt Vonnegut
"Voihan fusk." Minä

Sivut

Suosituimmat

Uusimmat

Uusimmat

Suosituimmat