Hallo allerseits,
mich bewegt eine ganz praxisbezogene Frage: Denkt Ihr, es wäre möglich, elektrostatische Kräfte für einen Antrieb zu nutzen?
Ich stelle mir das für einen zylinderförmigen Linearantrieb so vor, dass am Ende des Kolbens eine bis an die Zylinderwand reichende Platte montiert ist, die an Masse liegt. An der Zylinderinnenseite befinden sich Ringe (Abstand zur Kolbenplatte bzw. Isolierschichtdicke wohl Richtung 1/100 mm), die man gegen Plus oder Masse legen kann. Dann könnte man also den Plus-Pol elektronisch gesteuert wandern lassen.
Ist das realistisch? Wie könnte man die mögliche Kraft berechnen, bzw. wie viele Ladungsträger wie stark in den Elektroden wirken? - Ist ja im Prinzip ein Kondensator mit besonderen Eigenschaften.
Gruss
positronium
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elektrische Kraft für Antrieb
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positronium
- Ehrenmitglied
- Beiträge: 2832
- Registriert: 2. Feb 2011, 20:13
Re: elektrische Kraft für Antrieb
Die wichtigste Grösse eines Antriebs ist für viele Anwendungen seine Leistung.
Bei einem elektrostatischen Antrieb ist die Leistung das Produkt von
- fixer Spannung mal "delta-Ladung pro Zeit"
- oder fixe Ladung mal "Spannungsaenderung pro Zeit"
wobei die Ladung in in der Anordnung gespeichert werden muss.
Das Speichern der Ladung geschieht in Kondensatoren. Und genau hier ist das Problem:
Die heute herstellbaren Kondensatoren für einen Antrieb sind stark limitiert:
- maximal speicherbare Ladung ist sehr klein
- maximal anlegbare Spannung ist stark limitiert (weil es sonst zu einem Ueberschlag kommt).
Für Nano-Motoren ist ein solcher Antrieb aber sicher brauchbar.
Bei einem elektrostatischen Antrieb ist die Leistung das Produkt von
- fixer Spannung mal "delta-Ladung pro Zeit"
- oder fixe Ladung mal "Spannungsaenderung pro Zeit"
wobei die Ladung in in der Anordnung gespeichert werden muss.
Das Speichern der Ladung geschieht in Kondensatoren. Und genau hier ist das Problem:
Die heute herstellbaren Kondensatoren für einen Antrieb sind stark limitiert:
- maximal speicherbare Ladung ist sehr klein
- maximal anlegbare Spannung ist stark limitiert (weil es sonst zu einem Ueberschlag kommt).
Für Nano-Motoren ist ein solcher Antrieb aber sicher brauchbar.
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positronium
- Ehrenmitglied
- Beiträge: 2832
- Registriert: 2. Feb 2011, 20:13
Re: elektrische Kraft für Antrieb
Vielen Dank für Deine Antwort, Gepakulix!
Es wären also neue Materialien nötig, die man sehr stark aufladen kann, und welche die sehr gut isolieren.
Dann war meine Idee zu idealisiert...
Es wären also neue Materialien nötig, die man sehr stark aufladen kann, und welche die sehr gut isolieren.
Dann war meine Idee zu idealisiert...
Re: elektrische Kraft für Antrieb
Bei jedem Antrieb muss die Impulserhaltung gelten, d.h. die Beschleunigung des Raumschiffs in eine Richtung muss durch eine entsprechend bewegte Masse in die andere Richtugn kompensiert werden; ohne diesen Massenausstoß geht es nicht (mal abgesehen von Warp-Antrieben ;-). An was hast du da gedacht? Ionen-Antrieb o.ä.?
Gruß
Tom
Der Wert eines Dialogs hängt vor allem von der Vielfalt der konkurrierenden Meinungen ab.
Sir Karl R. Popper
Tom
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Sir Karl R. Popper
Re: elektrische Kraft für Antrieb
Denkst du an so etwas:
http://www.welt.de/wissenschaft/article ... hosse.html
http://de.wikipedia.org/wiki/Gau%C3%9Fgewehr
http://de.wikipedia.org/wiki/Railgun
Als Startrampe sind solche Systeme im Prinzip auch für unbemannte Raumschiffe brauchbar.
Für den Antrieb im All gibt es das Ionentriebwerk.
http://de.wikipedia.org/wiki/Ionenantrieb
http://www.gym-vaterstetten.de/faecher/ ... ebwerk.htm
Grüße
seeker
http://www.welt.de/wissenschaft/article ... hosse.html
http://de.wikipedia.org/wiki/Gau%C3%9Fgewehr
http://de.wikipedia.org/wiki/Railgun
Als Startrampe sind solche Systeme im Prinzip auch für unbemannte Raumschiffe brauchbar.
Für den Antrieb im All gibt es das Ionentriebwerk.
http://de.wikipedia.org/wiki/Ionenantrieb
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Grüße
seeker
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seeker
Wissenschaft ... ist die Methode, kühne Hypothesen aufstellen und sie der schärfsten Kritik auszusetzen, um herauszufinden, wo wir uns geirrt haben.
Karl Popper
seeker
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positronium
- Ehrenmitglied
- Beiträge: 2832
- Registriert: 2. Feb 2011, 20:13
Re: elektrische Kraft für Antrieb
Nein, nein, nichts zukunfts- oder hightechmässiges. Ich meine eine Alternative für Hydraulik- und Pneumatikzylinder oder durch herkömmliche Elektromotoren angetriebene Gewinde. Also nur eine lineare Kraft, mit einem Verfahrweg von maximal 20cm und eine Kraft von maximal 1000N.tomS hat geschrieben:An was hast du da gedacht? Ionen-Antrieb o.ä.?
-
positronium
- Ehrenmitglied
- Beiträge: 2832
- Registriert: 2. Feb 2011, 20:13
Re: elektrische Kraft für Antrieb
Danke für die Links. Das geht zwar in die Richtung, triffts aber doch nicht. Ich denke, so etwas ist nur schwer zu kontroliieren, und vermutlich recht schwer zu konstruieren; ausserdem wegen der Spulen vom Gewicht her schwer und träge - die hohen nötigen Ströme werden ja in den Artikeln schon angesprochen. Deshalb dachte ich an elektrostatische Kräfte - ähnlich einem Kondensator, bei dem es auf der einen Seite mehrere nebeneinander liegende Platten gibt, von denen man die jenige an Plus legt, gegenüber der sich die negativ geladene befinden soll. Das wäre ja von der Konstruktion recht einfach.seeker hat geschrieben:Denkst du an so etwas:
http://www.welt.de/wissenschaft/article ... hosse.html
http://de.wikipedia.org/wiki/Gau%C3%9Fgewehr
http://de.wikipedia.org/wiki/Railgun
Re: elektrische Kraft für Antrieb
und welche Masse beschleunigst du?
Gruß
Tom
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Sir Karl R. Popper
Tom
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positronium
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- Registriert: 2. Feb 2011, 20:13
Re: elektrische Kraft für Antrieb
Wie meinst Du das? - Die Masse wären ja die 1000N. Also max. bis zu 1000N und maximal 2 Zyklen pro Sekunde. Das wären dann bei den 20cm 0,8m/s bzw. 800Nm/s - alles nur sehr grob geschätzt.tomS hat geschrieben:und welche Masse beschleunigst du?
Re: elektrische Kraft für Antrieb
Elektrostatisch ist es schwierig, weil man bei den benötigten hohen Spannungen irgendwann Überschläge bekommt - zumindest bei der Richtung, die du andenkst.
Im Allgemeinen ist der Weg über Magnetfelder daher einfacher.
Grüße
seeker
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Wissenschaft ... ist die Methode, kühne Hypothesen aufstellen und sie der schärfsten Kritik auszusetzen, um herauszufinden, wo wir uns geirrt haben.
Karl Popper
seeker
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Re: elektrische Kraft für Antrieb
Oder denkst du an künstliche Muskeln?
So etwas?
http://www.spektrum.de/alias/wiederentd ... mi/1023518
http://www.youtube.com/watch?v=wXS7AxEAEcQ
Grüße
seeker
So etwas?
http://www.spektrum.de/alias/wiederentd ... mi/1023518
http://www.youtube.com/watch?v=wXS7AxEAEcQ
Grüße
seeker
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Wissenschaft ... ist die Methode, kühne Hypothesen aufstellen und sie der schärfsten Kritik auszusetzen, um herauszufinden, wo wir uns geirrt haben.
Karl Popper
seeker
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positronium
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- Registriert: 2. Feb 2011, 20:13
Re: elektrische Kraft für Antrieb
OK. Danke!seeker hat geschrieben:Elektrostatisch ist es schwierig, weil man bei den benötigten hohen Spannungen irgendwann Überschläge bekommt - zumindest bei der Richtung, die du andenkst.
Im Allgemeinen ist der Weg über Magnetfelder daher einfacher.
Das wäre natürlich auch interessant, aber soweit ich weiss, sind diese zu fast noch nichts zu gebrauchen. So etwas gibt es ja auch als Draht, der sich je nach angelegter Spannung in der Länge verändert, aber auch das ist wohl eher noch Spielzeug.seeker hat geschrieben:Oder denkst du an künstliche Muskeln?