Was ist Magnetkraft?
Der Begriff "Solenoidkraft" bezieht sich auf die Last, die ein Solenoid drücken, ziehen oder halten kann, wenn es erregt wird. Die meisten Magnete sind linear. In diesem Fall wird die Magnetkraft in einer linearen Bewegung aufgebracht. Bei Drehmagneten wird anstelle eines Linearankers ein Drehratschenmechanismus eingesetzt. Viele verschiedene Faktoren können die Magnetkraft beeinflussen, einschließlich des Spulendesigns, der Höhe des elektrischen Stroms und wie weit sich der Anker bei jeder Erregung bewegen muss. Erhöhte Temperaturen führen typischerweise zu verringerten Magnetkräften, ebenso wie erhöhte Hublängen.
Solenoide sind elektromechanische Wandler, die elektrische Energie in lineare oder Drehbewegungen umwandeln können. Sie bestehen typischerweise aus einer stationären elektromagnetischen Spule und einem beweglichen Metallbutzen, der als Anker bezeichnet wird. Wenn die elektromagnetische Spule erregt wird, erzeugt sie ein Magnetfeld, das bewirkt, dass sich der Anker bewegt. Die Bewegung des Ankers führt zu der Kraft, die es einem Elektromagneten ermöglicht, ein elektronisches Relais zu aktivieren, ein mechanisches Ventil zu öffnen oder andere ähnliche Arbeiten auszuführen. Solenoide finden sich in allen Bereichen, von Einspritzdüsen bis zu Flipperautomaten.
Es gibt drei Hauptarten von Kraft, die ein Elektromagnet erzeugen kann, wenn er erregt wird, obwohl einige Elektromagnete mehr als eine Funktion ausführen. Eine Druckkraft wird erreicht, wenn ein Anker eine Druckstange zwingt, sich zu erstrecken und eine Last von dem Solenoid wegzubewegen. Das Gegenteil davon ist die Zugkraft, die erreicht wird, wenn ein Anker einfährt und eine Last nach innen zieht. Die Haltekraft ist der dritte Typ und ermöglicht es einem Elektromagneten, jeder Bewegung zu widerstehen, wenn eine externe Last zieht oder drückt.
Eine Reihe verschiedener Faktoren kann zur Kraft beitragen, die ein Elektromagnet erzeugen kann. Das Design der elektromagnetischen Spule ist ein Hauptfaktor, da dies die Größe des elektromagnetischen Feldes bestimmt. In diesem Sinne können sich auch die Größe des Ankers und die zum Erregen der Spule verwendete Elektrizitätsmenge auswirken. Ein weiterer wichtiger Faktor bei der Ausführung von Magnetventilen ist die Hublänge oder wie weit sich der Anker bewegen muss. Um eine möglichst hohe Magnetkraft zu erreichen, werden Magnete häufig mit der kürzesten realisierbaren Hublänge ausgelegt.
Es ist auch möglich, dass externe Faktoren, wie z. B. die Temperatur, die Magnetkraft beeinflussen. Höhere Temperaturen sind typischerweise mit einer Verringerung der Magnetkraft verbunden. Da sich Magnetspulen auch unter Spannung erwärmen, haben die meisten Geräte eine maximale stabile Temperatur, bei der sie ausgelegt sind. Diese Temperatur berücksichtigt typischerweise sowohl die Umgebungstemperatur als auch den Anstieg, der mit einer erregten Spule verbunden ist. Nach dem Überschreiten dieser stabilen Temperatur kann die Magnetkraft um bis zu 65% abnehmen.