Els solenoides són components simples que es poden utilitzar per a diverses aplicacions. El nom de solenoide deriva de la paraula grega "Solen" que significa un canal o una canonada. Els solenoides s’utilitzen tant en equips domèstics com industrials, estan disponibles en diversos dissenys, cadascun d’ells té les seves pròpies aplicacions específiques. Tot i que l’aplicació canvia, el seu principi de funcionament sempre és el mateix. Aquí parlarem sobre el funcionament del solenoide i els diferents tipus de solenoide.
Què és un solenoide?
Un solenoide és un llarg tros de fil que s’enrotlla en forma de bobina. Quan el corrent elèctric passa per la bobina crea un camp magnètic relativament uniforme a l'interior de la bobina.
El solenoide pot crear un camp magnètic a partir del corrent elèctric i aquest camp magnètic es pot utilitzar per generar un moviment lineal amb l’ajut d’un nucli metàl·lic. Aquest senzill dispositiu es pot utilitzar com a electroimant, com a inductor o com a antena de recepció sense fils en miniatura en un circuit.
Principi de funcionament del solenoide
El solenoide simplement funciona sobre el principi de l '"electromagnetisme". Quan es genera el flux de corrent a través de la bobina, si col·loqueu un nucli metàl·lic dins de la bobina, les línies magnètiques de flux es concentren al nucli, cosa que augmenta la inducció de la bobina en comparació amb el nucli d’aire. Aquest concepte d’ inducció electromagnètica ha estat més elaborat en el nostre anterior projecte de bobina Tesla.
La major part del flux es concentra només al nucli, mentre que part del flux apareix als extrems de la bobina i apareix una petita quantitat de flux fora de la bobina.
La força magnètica del solenoide es pot augmentar augmentant la densitat dels girs o augmentant el flux de corrent a la bobina.
Com tots els altres imants, el solenoide activat té pols positiu i negatiu, a través dels quals un objecte pot ser atret o repel·lit.
Tipus de solenoides
Hi ha diferents tipus de solenoides disponibles al mercat, la classificació es fa en funció del material, el disseny i la funció.
- AC- Solenoide laminat
- Solenoide de marc DC- C
- Solenoide de marc DC- D
- Solenoide lineal
- Solenoide rotatiu
Solenoide laminat de CA.
El solenoide laminat de CA consisteix en un nucli metàl·lic i una bobina de filferro. El nucli està construït amb un metall laminat per tal de reduir el corrent perdut, cosa que contribueix a millorar el rendiment del solenoide.
Un solenoide de corrent altern té un avantatge especial perquè pot produir una gran quantitat de força en el primer cop. Això es deu al fet que tenen un corrent d'entrada (un corrent d'entrada instantani elevat generat per una font d'alimentació o un equip elèctric quan s'encén). Són capaços d’utilitzar més cops que un solenoide laminat de CC.
Estan disponibles en diferents configuracions i rangs i produeixen un so net mentre que estan en funcionament.
Un solenoide laminat de CA es pot utilitzar en diversos equips que requereixen una acció immediata, com ara equips mèdics, panys, vehicles, equips industrials, impressores i en alguns electrodomèstics.
Solenoide de marc C en CC
El marc C es refereix al disseny del solenoide. El solenoide DC C-Frame només té un marc en forma de lletra C que es cobreix al voltant de la bobina.
El solenoide DC C-Frame s’utilitza en múltiples aplicacions del dia a dia a causa del seu funcionament de carrera més controlat. Tot i que es diu que és de configuració de CC, però també es poden utilitzar en equips dissenyats per a l'alimentació de corrent altern.
Font de la imatge:
Aquest tipus de solenoide s’utilitza principalment en màquines de jocs, persianes fotogràfiques, escàners, interruptors automàtics, comptadors de monedes i canviadors de factures.
Solenoide DC-Frame
Aquest tipus de solenoide té un marc de dues peces que cobreix les bobines. Tenen una funció similar a la d’un solenoide de marc C, per tant, el marc D també es pot utilitzar amb alimentació de corrent altern i té una operació de carrera controlada.
El solenoide de marc D de CC s’utilitza tant per a aplicacions convencionals com mèdiques, com ara màquines de jocs, caixers automàtics i analitzadors de sang i gas.
Solenoide lineal
Els solenoides lineals són més familiars entre la gent. Consisteix en una bobina de filferro que s’enrotlla al voltant d’un nucli de metall mòbil que ens ajuda a aplicar força de tracció o empenta a un dispositiu mecànic.
Aquest tipus de solenoides s’utilitzen principalment en dispositius d’arrencada. Aquest mecanisme de commutació ajuda a completar un circuit i permet que el corrent flueixi a través d’un mecanisme.
Els solenoides lineals s’utilitzen especialment en l’automatització i mecanismes de portes i motors d’arrencada molt segurs de cotxes i bicicletes.
Solenoide rotatiu
Un solenoide rotatiu és un tipus únic de solenoide que s’utilitza per a diverses aplicacions on es necessita un procés de control automàtic fàcil. Funciona sobre el mateix principi que els altres solenoides i té els mateixos elements, una bobina i un nucli, però tenen un funcionament diferent.
El nucli metàl·lic està muntat en un disc i té petites ranures a sota. La mida de les ranures coincideix exactament amb les ranures del cos del solenoide. També té rodaments de boles per facilitar el moviment.
Quan s'activa el solenoide, el nucli s'atrau al cos del solenoide i el nucli del disc comença a girar. Aquesta configuració tindrà un lloc de molla entre el nucli i el cos del solenoide. Un cop desconnectada la font d'alimentació, la molla empeny el nucli del disc a la seva posició original.
El solenoide rotatiu és més robust en comparació amb la resta de tipus de solenoides. Originalment es van dissenyar només per als mecanismes de defensa, però actualment els podreu trobar en molts mecanismes industrials automatitzats com el làser i l'obturador.
Conclusió
Ara ja coneixeu els solenoides, els principis de funcionament i els diferents tipus de solenoides disponibles al mercat. Els solenoides són la solució senzilla i eficaç per controlar les vàlvules i els interruptors electromagnètics o els enclavaments mecànics.
El seu principi de funcionament i la resposta instantània els van convertir en una millor solució per a aplicacions que necessiten una gran quantitat d'energia en un espai reduït i on es necessita un funcionament ràpid, consistent i robust.
Aquí hi ha algunes aplicacions que utilitzen el solenoide juntament amb el circuit del controlador:
- Circuit de control de solenoide
- Com controlar una electrovàlvula amb Arduino
- Dispensador automàtic d’aigua amb Arduino
Ara ja ho sabeu tot sobre el solenoide, per tant, podeu començar a implementar els coneixements amb la vostra creativitat per aprofitar les propietats del solenoide per crear el vostre proper invent.