MECCANICA e DINTORNI

per lelef
le correnti parassite si formano anche nell'acciaio, ferro alluminio ecc ecc (o no?)
ho visto freni magnetici con volani in acciaio e funzionavano..

lelef stavo proprio affrontanto la questione: vedo che la maggior parte delle bike con freno magnetico hanno un volano speciale, alcune con fianchi riportati come questa in esame, altre con il disco che si assottiglia verso la parte esterna. Secondo la teoria i materiali più adatti devono avere elevata conducibilità ed essere non magnetici, quindi ottimi sia il rame che l'alluminio (do per scontato che qui si tratti di alluminio).
Ora il mio volano è di inox (e suppongo non magnetico, ma devo verificare) quindi un materiale teoricamente adatto anche se un po' penalizzato in termini di conducibilità. Andando a guardare la teoria del funzionamento di un freno magnetico risulterebbe che, mentre con Cu e Al si ha una coppia frenante che aumenta con la velocità fino ad un determinato livello massimo per poi ricominciare a scendere, con l'inox si raggiungerebbe più o meno la medesima coppia massima ma ad una velocità molto superiore.... Devo approfondire....

Mi risulta che i materiali amagnetici sono immuni da correnti parassite che si sviluppano all'interno della massa metallica in presenza di un campo magnetico variabile : mi risulta strano che ci siano volani che pur avendo il freno magnetico siano fatti di materiale amagnetico, potrebbero avere solo una striscia di materiale magnetico per limitare l'effetto frenante. Bisognerebbe verificare se quelli che hanno una striscia di rame sulla periferia la abbiano proprio di rame e non di acciaio ramato per protezione e per far scena. Se così non fosse i rotori dei motori asincroni che hanno la gabbia di scoiattolo annegata nell'alluminio non potrebbero girare o si riscalderebbero in modo anomalo come accadrebbe al nucleo dei trasformatori se non fosse formato da lamelle isolate elettricamente.Ancora una osservazione: un volano deve servire a conservare l'energia , nel caso delle spin bike serve a simulare la massa del ciclista in movimento e ricrea artificialmente lo sforzo che si ha nella partenza e nell'accelerazione , farlo di alluminio significa usare un materiale più costoso e prevedere un diametro più grande per ottenere lo stesso effetto dell'acciaio.

Può essere che io sbagli..
Per me tutti i metalli (conduttori) sviluppano correnti parassite. Per limitarle (quando ciò sia necessario) si usano p.es lamierini isolati (tipici i trasformatori ove le correnti parassite ridurrebbero l'efficienza e farebbero scaldare ...) . Quasi di sicuro i migliori conduttori sviluppano più elevate correnti. Se avvicini un magnete al pacco di un vecchio trasformatore questo viene attratto (materiale quindi ferromagnetico).
Certamente un volano di rame è più efficiente, ma costa un botto.. Meglio quindi farlo in acciaio.. In alluminio, al contrario, ci vorrebbe una massa ben maggiore per ottenere lo stesso effetto volano.
In ogni caso provare il tutto ti costa poco, in legno o in teflon (come giustamente suggerito da Carlo (mi pare).
Se non funziona ti sei sbattuto solo per qualche ora e hai gettato una diecina di euro...

facevo banchi prova motori e i correnti parassite li ho sempra fatti e visti con dischi in rame ,anche i rallentatori da camion o per i treni son fatti cosi' ,ovvio in grande e con elettromagneti .
Poi che possa funzionare anche col ferraccio non dubito ma ,primo problema potrebbe magnetizzarsi, secondo non disperde bene il calore, pur che sia un freno senza contatto tutta l'energia e' trasformata in calore ..molto molto calore e il ferro non dissipa bene.
ok che un essere umano non e' un diesel da 1000hp ma sebbene in scala ridotta le problematiche son le stesse

scusa lelef ma non anche un freno fatto con un pattino a scorrimento (feltro, cuoio, ferodo o quello che vuoi tu) produce calore..
Anzi, il calore è "proporzionale" alla azione frenante..
Non credo proprio che il calore prodotto da un volano in una spin-bike sia un problema.
Comunque tutto questo è solo per imparare (anche x me...), assolutamente non per polemica!


(aggiungerei che se si magnetizza frenerà di più, altrimenti abbiamo inventato il moto perpetuo..)

Confermo che i materiali migliori per sfruttare il fenomeno delle eddy currents sono rame e alluminio (mi occupo di elettromagnetismo nel mio lavoro). Un materiale ferrotmagnetico non avrebbe alcun vantaggio, ma ben due svantaggi: i problemi dovuti alle forze di attrazione che agiscono sul volano e una resistenza superiore che si oppone al passaggio delle correnti, con conseguente minor effetto frenante (diverso sarebbe il caso in cui volessi sfruttare l'induzione magnetica allo scopo di riscaldare il volano, allora in quel caso l'isteresi magnetica di un materiale ferromagnetico incrementerebbe notevolmente il riscaldamento superando il contributo dovuto all'effetto joule provocato dalle eddy currents).
Nella fattispecie vedo che per il volano delle spin bike di solito si usa un sottile disco di alluminio: come già visto nel modello Sunny SF-B1805 sono due dischi sottili applicati sull'esterno del volano, mentre in modelli come Sunny Asuna 5100 oppure JK577 è un singolo disco sottile più esterno rispetto al volano e centrato assialmente rispetto ad esso. Fa invece storia a se il modello Sunny SF-B1986 con un freno diverso che agisce esternamente sul volano in direzione radiale: ecco in questo caso non ho capito come sia fatto il volano (posso supporre che l'alluminio sia sulla parte esterna della circonferenza, ma magari invece c'è solo acciaio paramagnetico...).
Allego gli esplosi di tutti i sopra citati modelli

....il volano è..... decisamente ferromagnetico....

IO ci monterei un bel freno a disco idraulico da downhill ... se salti giu dal cavalletto in piena accelerazione ti vernici contro l'armadio di fronte a te

....Confermo che i materiali migliori per sfruttare il fenomeno delle eddy currents sono rame e alluminio.....

Affermazione ampiamente condivisibile ......

Se qualcuno ha dubbi , basta che faccia cadere un qualsiasi magnete dentro ad un tubo di rame.......

Perchè allora si usa l'alluminio come riempitivo della gabbia di scoiattolo ?

Non è uno riempitivo, sono proprio le barre della gabbia ad essere fatte di alluminio, per la medesima ragione per cui dovrebbe essere di alluminio un disco da frenare: è il metallo più idoneo (con il rame) a subire l'induzione delle currenti di focault (o eddy currents) per via della sua bassa resistività e dell'assenza di proprietà magnetiche.
Il motore a induzione altro non è che l'equivalente di un freno magnetico il quale, anziché stare fisso, viene posto in rotazione (campo magnetico rotante determinato dalla terna trifase): fintanto che ruota più velocemente della gabbia se la trascina dietro con una coppia che è funzione della differenza di velocità tra i due (il famoso slittamento): maggiore è lo slittamento maggiore sarà la coppia.
Questa cosa comporta un effetto interessante sul freno magnetico di una bike: a volano fermo (o a velocità molto basse) non essendoci scorrimento tra volano e il campo magnetico, anche la coppia frenante risulterà nulla. Mentre salendo di velocità la coppia frenante aumenterà con la velocità. Al contrario nel freno a tampone si ha una coppia più elevata da fermi (dato che l'attrito statico si somma a quello dinamico) ma una volta messo in movimento il volano la coppia frenante dovrebbe stabilizzarsi ad un livello costante e indipendente dalla velocità.

@dado73(scusate il fuori topic) visto che hai sta ciclett volevo chiedere a chi la usa informazioni,a natale a mio nipote volevo regaòare questa https://www.glamsport.it/rulli-bici/rul ... novo-force cosi si mette la sua montanbike e si sfoga,il mio dubbio era ma ci vuole il perno passante oppure si fissa senza perno,cioe' si mettono i due dadi delle ruote nei due alloggiamenti e si blocca la bici?

per b.valk3
Quei "rulli" si usano senza toccare la bici. Non serve un perno passante.

In linea di massima non sono attrezzi amati da chi possiede una bicicletta bella e costosa perchè (tendenzialmente) la possono rovinare: quando pedali liberamente in strada il telaio è sollecitato in modo completamente diverso da quando lo stesso (telaio) sia bloccato al perno della ruota posteriore e sia questo blocco che tiene fermo ed immobile il tutto.
Ci sono altre mille considerazioni che si possono fare...
Ad esempio: in strada il tuo sedere appoggia sempre sulla sella, ma le sollecitazioni variano (perchè cambi traiettoria, perchè freni, per le asperità del terreno ecc ecc); su rulli (o su una spin bike o su una cyclette) questo non avviene. Così un ciclista "normale" riesce a stare sulla sella varie ore senza problemi quando è in strada, ma resiste meno sulla cyclette o su rulli.
Poi c' è il sudore: in strada il vento ti asciuga dal sudore, in casa no (puoi mettere un ventilatore).
Poi c'è la noia: in strada il paesaggio è vario, in casa no (puoi guardare un programma televisivo)
In passato avevo una spin bike e molte volte ho fatto (con fatica) un'ora di pedalata.... una palla!

k renato,sei stato esaustivo,quando arriva il natale.....cominciano i problemi dei regali....l'anno scorso la moglie ...gli regala una ghitarra.....non ti dico le bestemmie mi ha fatto scoppiare la testa....quest'anno decido io,i rulli e se ne va in cantina a pedalare