¿Qué es la fuerza solenoide?
El término "fuerza de solenoide" se refiere a la carga que un solenoide puede empujar, tirar o retener cuando está energizado. La mayoría de los solenoides son lineales, en cuyo caso la fuerza del solenoide se aplica en un movimiento lineal. En el caso de los solenoides rotativos, se usa un mecanismo de trinquete rotativo en lugar de una armadura lineal. Muchos factores diferentes pueden afectar la fuerza del solenoide, incluido el diseño de la bobina, el nivel de corriente eléctrica y la distancia que necesita mover la armadura cada vez que recibe energía. El aumento de las temperaturas suele dar como resultado fuerzas reducidas del solenoide, al igual que el aumento de la longitud de la carrera.
Los solenoides son transductores electromecánicos que son capaces de convertir energía eléctrica en movimiento lineal o rotativo. Por lo general, consisten en una bobina electromagnética estacionaria y una bala de metal móvil, que se conoce como armadura. Cuando la bobina electromagnética se energiza, genera un campo magnético que hace que la armadura se mueva. El movimiento de la armadura da como resultado la fuerza que permite que un solenoide active un relé electrónico, abra una válvula mecánica o realice otro trabajo similar. Los solenoides se encuentran en todo, desde inyectores de combustible hasta máquinas de pinball.
Hay tres tipos principales de fuerza que puede producir un solenoide cuando se energiza, aunque algunos solenoides realizan más de una función. La fuerza de empuje se logra cuando una armadura obliga a una varilla de empuje a extenderse y alejar una carga del solenoide. Lo opuesto a eso es la fuerza de tracción, que se logra cuando una armadura se retrae y tira de una carga hacia adentro. La fuerza de retención es el tercer tipo, y permite que un solenoide resista cualquier movimiento cuando una carga externa tira o empuja.
Varios factores diferentes pueden contribuir al nivel de fuerza que un solenoide puede producir. El diseño de la bobina electromagnética es un factor primario, ya que dicta el tamaño del campo electromagnético. En esa misma línea, el tamaño de la armadura y la cantidad de electricidad utilizada para energizar la bobina también pueden tener un efecto. Otro factor importante inherente al diseño del solenoide es la longitud de la carrera, o qué tan lejos necesita moverse la armadura. Para lograr la fuerza de solenoide más alta posible, los solenoides a menudo se diseñan con la menor longitud de carrera viable.
También es posible que factores externos, como la temperatura, afecten la fuerza del solenoide. Las temperaturas más altas se asocian típicamente con una reducción en la fuerza del solenoide. Dado que las bobinas solenoides también se calientan cuando están energizadas, la mayoría de las unidades tienen una temperatura máxima estable a la que están clasificadas. Esa temperatura generalmente tiene en cuenta tanto la temperatura ambiente como el aumento asociado con una bobina energizada. Después de que se excede esa temperatura estable, la fuerza del solenoide puede disminuir hasta en un 65%.