Граждане!
Ещё раз напоминаю, как в первом приближении расчитывается электромагнит.
Это просто.
Есть якорь, который должен сместиться на некоторое расстояние (толщина зазора).
Есть площадь этого якоря (площадь зазора).
Перемножаем их и получаем объём магнитного поля.
Есть энергия, которую закачивают в магнит, чтоб он сработал.
Если энергия берётся из конденсатора, то тут может быть всё просто — энергия поля = энергии конденсатора.
Ну, учитывая потери, энергия поля, конечно, меньше. На сколько — надо смотреть в каждом конкретном случае. Если катушка с кондюром резонируют, то близко к 1:1.
Берём энергию поля и делим на объём зазора. Получаем давление поля. Оно отрицательное, кстати, потому что притягивает.
Умножив давление на площадь зазора, получаем силу.
Вот и всё!
Ща, пример.
220 микрофарад, 300 вольт — это будет 9.9 джоуля.
2 миллиметра зазор площадью 1 см2. Это 2*10
-7 м3. Всё надо в СИ считать.
давление получается = 9.9 / (2*10
-7) = 4.95*10
7
сила = S * P = 10
-4 * 4.95*10
7 = 4950 ньютон = 505 кГ
О как здорово!
Но в реальности этого не получится, потому что железо насыщается и поле не достигнет такой величины.
Учитывая свойства реального железа, можно получить плотность энергии максимум 400 кДж/м3. А это всего 4 атм.
То есть, в магните из примера (1 см2) можно получить силу максимум 4 кГ.
И энергия поля будет всего 0.08 джоуля, в 123 раза меньше, чем в примере.
Соответственно, и кондюр такой толстый не нужен, все равно почти вся энергия в потери уйдёт.
Можно считать силу притяжения (давление поля) и через ток. Точнее через ампер-витки на длину зазора (это величина как раз и есть напряжённость поля).
Опять же, учитывая насыщение железа не имеет смысла давать слишком большой ток, после 800 ампер-витков на миллиметр зазора поле практически не растёт — если увеличить ток в десять раз (до 8000), сила возрастёт всего раза в полтора.
При 800 ампер/мм давление поля будет 4 атм.
Ну, эта цифра может немного меняться в зависимости от типа железа, но немного.
Так что расчёт магнита можно начинать с того, что давление поля 4 атм.
Тогда площадь якоря расчитывается через необходимую силу:
S = F / P
S[см2] = F[кГ] / 4
Энергия просто через работу силы:
E = F * x
E(Дж) = F[H] * x[м]
Ток (ампер-витки):
i[А] = 800 * x[мм]
Как-то так!
Ну и при кондюрном питании магнита надо брать запас в несколько раз.