Che cos'è un solenoide CA?
Un solenoide CA è un dispositivo di commutazione o attuazione elettromagnetico progettato specificamente per funzionare con un alimentatore a corrente alternata (CA). Questi solenoidi sono, nella maggior parte dei casi, fisicamente simili alle loro controparti in corrente continua (CC), ad eccezione dei valori nominali di corrente della bobina principale più elevati e dell'inclusione di una bobina di schermatura. I valori nominali di corrente più elevati delle bobine del solenoide CA sono necessari in quanto, per qualsiasi tensione, i solenoidi CA tendono a funzionare a correnti più elevate. La bobina di schermatura serve a prevenire le "vibrazioni" causate dal punto di incrocio della tensione zero nel ciclo CA.
I solenoidi sono semplici dispositivi elettromagnetici utilizzati per fornire il movimento di commutazione o attuazione a distanza per meccanismi secondari e sono costituiti da una bobina di filo avvolto attorno a un nucleo cavo isolato. Uno stantuffo caricato a molla è posizionato con un'estremità vicino all'apertura del nucleo e collegato al meccanismo secondario tramite un collegamento sull'altra estremità. Quando la bobina viene eccitata con una corrente elettrica adeguata, un forte campo magnetico viene generato attorno ad essa. Questa forza magnetica attira lo stantuffo, facendolo muovere abilmente nel nucleo contro la tensione della molla, azionando il meccanismo secondario nel processo. Quando la corrente viene interrotta sulla bobina, la molla riporta lo stantuffo in posizione neutra e ripristina il solenoide.
Il campo magnetico che fornisce la forza richiesta per fornire il movimento di attuazione è in fase con la corrente applicata alla bobina. Ciò significa che esiste in relazione diretta con quella corrente e, se la corrente si riduce, anche la forza del campo e di conseguenza la potenza dell'uscita del solenoide. Nel caso di un solenoide DC, questo fenomeno non pone problemi in quanto la corrente fornita alla bobina è di intensità costante. Lo stesso non si può dire del solenoide CA, tuttavia, poiché la corrente scorre costantemente tra una tensione di picco positiva, attraverso una tensione zero e una tensione di picco negativa. Questo ciclo si verifica tra 50 e 60 volte al secondo nell'alimentazione CA media.
Quando la tensione si avvicina al suo punto zero, la forza magnetica diventa così debole che la molla dello stantuffo la estrae momentaneamente dal nucleo fino a quando la tensione sale di nuovo oltre il punto zero verso il valore di picco opposto. Questo fa sì che lo stantuffo rimbalzi o "chiacchieri" costantemente in quanto viene rilasciato e reimpegnato in alternativa. Ciò può causare un'eccessiva usura e il surriscaldamento del solenoide e, se lasciato continuare, causare l'eventuale distruzione del solenoide. Per evitare questo rumore, un solenoide CA impiega una bobina aggiuntiva nota come bobina di schermatura.
Questa bobina crea un campo magnetico che è sfasato di 90 gradi e leggermente più debole di quello della bobina principale. Questo campo è abbastanza forte da mantenere lo stantuffo in posizione mentre il campo principale si indebolisce vicino al punto zero volt, impedendo così le vibrazioni. Ciò significa che è possibile utilizzare un solenoide CA con una potenza nominale adeguata su un'alimentazione CC, ma non viceversa. Bisogna fare attenzione, tuttavia, quando si sostituiscono i solenoidi CA e CC, poiché la bobina su un solenoide CA è generalmente classificata a una corrente superiore rispetto a una bobina CC di tensione simile per gestire le correnti CA normalmente più elevate.