I solenoidi sono componenti semplici che possono essere utilizzati per varie applicazioni. Il nome solenoide deriva dalla parola greca "Solen" che significa canale o tubo. I solenoidi sono utilizzati sia in apparecchiature domestiche che industriali, sono disponibili in vari modelli, ognuno dei quali ha le proprie applicazioni specifiche. Sebbene l'applicazione cambi, il loro principio di funzionamento rimane sempre lo stesso. Qui discuteremo del funzionamento del solenoide e dei diversi tipi di solenoide.
Cos'è un solenoide?
Un solenoide è un lungo pezzo di filo avvolto a forma di bobina. Quando la corrente elettrica passa attraverso la bobina, crea un campo magnetico relativamente uniforme all'interno della bobina.
Il solenoide può creare un campo magnetico dalla corrente elettrica e questo campo magnetico può essere utilizzato per generare un movimento lineare con l'aiuto di un nucleo metallico. Questo semplice dispositivo può essere utilizzato come elettromagnete, come induttore o come antenna ricevente wireless in miniatura in un circuito.
Principio di funzionamento del solenoide
Il solenoide funziona semplicemente secondo il principio dell '"elettromagnetismo". Quando il flusso di corrente attraverso il campo magnetico della bobina viene generato in esso, se si posiziona un nucleo metallico all'interno della bobina, le linee magnetiche di flusso si concentrano sul nucleo che aumenta l'induzione della bobina rispetto al nucleo dell'aria. Questo concetto di induzione elettromagnetica è stato più elaborato nel nostro precedente progetto di bobina di Tesla.
La maggior parte del flusso è concentrata solo sul nucleo, mentre una parte del flusso appare alle estremità della bobina e una piccola quantità di flusso appare all'esterno della bobina.
La forza magnetica del solenoide può essere aumentata aumentando la densità delle spire o aumentando il flusso di corrente nella bobina.
Come tutti gli altri magneti, il solenoide attivato ha poli positivo e negativo, attraverso i quali un oggetto può essere attratto o respinto.
Tipi di solenoidi
Esistono diversi tipi di solenoidi disponibili sul mercato, la classificazione è basata su materiale, design e funzione.
- AC- Solenoide laminato
- Solenoide telaio CC-C
- Solenoide telaio DC- D
- Solenoide lineare
- Solenoide rotante
Solenoide laminato CA.
Il solenoide laminato CA è costituito da un nucleo di metallo e una bobina di filo. Il nucleo è costruito con un metallo laminato per ridurre la corrente vagante, questo aiuta a migliorare le prestazioni del solenoide.
Un solenoide CA ha un vantaggio speciale perché può erogare una grande quantità di forza nella prima corsa. Questo perché hanno una corrente di spunto (una corrente di ingresso elevata istantanea assorbita da un alimentatore o da un'apparecchiatura elettrica all'accensione). Sono in grado di utilizzare più corse rispetto a un solenoide laminato CC.
Sono disponibili in diverse configurazioni e gamme e producono un ronzio pulito quando sono in funzione.
Un solenoide laminato CA può essere utilizzato in una varietà di apparecchiature che richiedono un'azione immediata, come apparecchiature mediche, serrature, veicoli, apparecchiature industriali, stampanti e in alcuni elettrodomestici.
Solenoide CC telaio a C.
Il telaio a C si riferisce al design del solenoide. Il solenoide DC C-Frame ha solo un telaio a forma di lettera C che è coperto attorno alla bobina.
Il solenoide DC C-Frame viene utilizzato in più applicazioni quotidiane grazie al suo funzionamento a corsa più controllato. Anche se si dice che sia una configurazione CC, possono essere utilizzati anche in apparecchiature progettate per alimentazione CA.
Fonte immagine:
Questo tipo di solenoide viene utilizzato principalmente in macchine da gioco, otturatori fotografici, scanner, interruttori automatici, contatori di monete e cambia banconote.
Solenoide DC D-Frame
Questo tipo di solenoide ha un telaio in due pezzi che copre le bobine. Hanno una funzione simile a un solenoide con telaio a C, quindi il telaio a D può essere utilizzato anche con alimentazione CA e ha un funzionamento a corsa controllata.
Il solenoide DC D-frame viene utilizzato sia per applicazioni convenzionali che mediche come macchine da gioco, macchine ATM e analizzatore di sangue e gas.
Solenoide lineare
I solenoidi lineari sono più familiari tra le persone. Consiste in una bobina di filo avvolta attorno a un'anima metallica mobile che ci aiuta ad applicare una forza di trazione o spinta a un dispositivo meccanico.
Questo tipo di solenoidi viene utilizzato principalmente sui dispositivi di avviamento. Questo meccanismo di commutazione aiuta a completare un circuito e consente alla corrente di fluire attraverso un meccanismo.
I solenoidi lineari sono particolarmente utilizzati nell'automazione e nei meccanismi delle porte altamente protetti e nei motorini di avviamento di auto e moto.
Solenoide rotante
Un solenoide rotante è un tipo unico di solenoide utilizzato per varie applicazioni in cui è necessario un facile processo di controllo automatico. Funziona secondo lo stesso principio degli altri solenoidi e ha gli stessi elementi, una bobina e un nucleo, ma hanno un funzionamento diverso.
L'anima in metallo è montata su un disco e presenta piccole scanalature sotto di essa. La dimensione delle scanalature corrisponde esattamente alle scanalature nel corpo del solenoide. Ha anche cuscinetti a sfera per facilitare il movimento.
Quando il solenoide viene attivato, il nucleo viene attirato nel corpo del solenoide e il nucleo del disco inizia a ruotare. Questa configurazione avrà un posto a molla tra il nucleo e il corpo del solenoide. Una volta scollegato l'alimentatore, la molla spinge il nucleo del disco nella posizione originale.
Il solenoide rotante è più robusto rispetto a tutti gli altri tipi di solenoidi. Originariamente erano progettati solo per i meccanismi di difesa, ma al giorno d'oggi li potrai trovare in molti meccanismi industriali automatizzati come laser e otturatore.
Conclusione
Ora conosci i solenoidi, il principio di funzionamento e i diversi tipi di solenoidi disponibili sul mercato. I solenoidi sono la soluzione semplice ed efficace per il controllo delle valvole e degli interruttori elettromagnetici o degli interblocchi meccanici.
Il loro principio di funzionamento e la risposta istantanea li hanno resi una soluzione migliore per le applicazioni che richiedono una grande quantità di potenza in uno spazio ridotto e dove è necessario un funzionamento rapido, coerente e robusto.
Ecco alcune applicazioni che utilizzano il solenoide insieme al suo circuito di pilotaggio:
- Circuito del driver del solenoide
- Come controllare un'elettrovalvola con Arduino
- Distributore automatico di acqua utilizzando Arduino
Ora sai tutto sul solenoide, quindi puoi iniziare a implementare la conoscenza con la tua creatività per sfruttare le proprietà del solenoide per creare la tua prossima invenzione.