Welke spoelen (geometrie, aantal windingen, plat/langwerpig,...) gebruik je best voor draadloze vermogenoverdracht op een afstand van een paar decimeter?

Nick, 19 jaar
3 december 2008

Ik vroeg me af hoe ik de spoelen van 2 elektrische circuits, (één stroom-gevoed, de andere niet) best kan maken voor een zo goed mogelijke vermogenoverdracht. Ik werk dus met inductieve koppeling. Ik heb al meerdere soorten spoelen uitgeprobeerd (lang, plat, veel en weinig aantal windingen, dikke en dunne draad, enz.) maar kom nog steeds aan een zeer ontgoochelend resultaat. Ik heb geen professioneel apparatuur (ik werk thuis)en kan maar zo'n 50V door de eerste spoel doorsturen. Het idee is dus om de 2 circuits zo ver mogelijk uit mekaar te krijgen (om bvb een lampje te doen branden op afstand).

Antwoord


Je wenst dus vermogenoverdracht te doen met een magnetische koppeling. Zoals je misschien al weet gaat dit het best als er een goede magnetische koppeling is tussen de twee spoelen die je gebruikt. Zo'n goede magnetische koppeling heb je bijvoorbeeld bij een transformator : daar staan beide spoelen op eenzelfde ijzeren juk, en in beide spoelen stroomt praktisch dezelfde flux (= goede koppeling). Als je geen ijzeren juk gebruikt, maar een magnetische koppeling door de lucht, dan zal het resultaat heel wat minder goed uitvallen. Elektrische tandenborstels maken bvb gebruik van een koppeling door de lucht. Als je de afstand tussen de spoelen echter groot gaat maken, ga je zonder twijfel niet veel vermogen overdragen. Het tweede spoel ziet gewoon te weinig flux van het eerste spoel. Voor een eventuele geometrie-optimalisatie lijkt het mij het makkelijkst dat je software gebruikt. Ik kan je het volgende gratis programma aanraden : Finite Element Method Magnetics, te vinden op
http://femm.foster-miller.net/wiki/HomePage
Hiermee kan je de magnetische velden berekenen, de mutuele inductantie, de ge-induceerde spanning in het tweede spoel, en nog veel meer, en dit voor eender welke geometrie.

Ik dien op te merken dat je in het bijgevoegde prentje, in de kring aan de rechterkant, een LC schakeling hebt staan. Dit is een typische schakeling om een radiosignaal te filteren met een resonantiekring. Mogelijk is dit waar je naartoe wil. In dit geval ga je eerder 'informatie' dan 'vermogen' overbrengen. De informatie zit natuurlijk wel vervat in een zekere hoeveelheid vermogen, maar die hoeveelheid wordt al snel erg klein als de afstand groter wordt! Bij het oppikken het signaal zal je het altijd nog moeten versterken. Dit kan je doen met een eenvoudige transistorschakeling. Merk wel op dat het vermogen dan van je versterkingsschakeling komt, en niet van je eerste 'zendspoel'. Je zou je informatie ook nog moeten encoderen bij het eerste spoel, want een gewone sinus (vanwege de wisselspanning) overbrengen is ook niet zo spannend. Hiervoor heb je een draaggolf nodig waarbij de amplitude gemoduleerd worden met het over te brengen signaal (=AM radio).

Reacties op dit antwoord

Er zijn nog geen reacties op deze vraag.

Enkel de vraagsteller en de wetenschapper kunnen reageren op een antwoord.

Zoek andere vragen

© 2008-2020
Ik heb een vraag wordt gecoördineerd door het
Koninklijk Belgisch Instituut voor Natuurwetenschappen