Che cos'è un solenoide elettrico?

Un solenoide elettrico è un tipo di interruttore utilizzato per controllare un'ampia varietà di processi meccanici. È simile nella costruzione a un motore elettrico con l'eccezione che l'albero centrale metallico del solenoide viene spostato dentro e fuori il suo involucro dall'applicazione di un campo magnetico che viene creato quando l'energia elettrica viene applicata a un avvolgimento di rame che circonda il albero. I tipi di solenoidi sono utilizzati nelle automobili per vari scopi, come le frizioni meccaniche per impegnare un gruppo motore di avviamento che si ingrana con un volano, come controlli per i sistemi di valvole del vuoto e dell'aria e negli iniettori di carburante.

Le versioni in miniatura dei solenoidi sono integrate nei campanelli per innestare una piccola armatura che suona una campana quando viene premuto il pulsante del campanello e in migliaia di altri sistemi di microcontrollo. Altre applicazioni precise includono i controlli delle pinne del flipper e le serrature e i controlli delle porte per chiudere automaticamente alcune porte. I piccoli componenti elettrici del solenoide hanno pochissima forza che sono in grado di applicare, quindi di solito agiscono come un attuatore elettrico a solenoide che impegna sistemi meccanici più potenti per chiudere le porte o spostare oggetti pesanti.

Lo scopo di un solenoide elettrico si concentra su qualsiasi necessità di un rapido controllo meccanico di un sistema attraverso l'applicazione di energia elettrica. Ciò gli conferisce una varietà di usi sia in macchinari pesanti che in raffinati circuiti elettromeccanici. Le parti di un solenoide sono essenzialmente semplici parti elettromagnetiche costituite da un avvolgimento di una bobina di rame che produce un campo magnetico quando viene applicata energia elettrica su di esso e un albero mobile centrale, solitamente costituito da un metallo magnetico come acciaio o ferro. Attraverso il principio dell'induzione scoperto da Michael Faraday nel 1831, l'avvolgimento della bobina produce un campo magnetico che tira o spinge l'albero. L'albero viene solitamente caricato a molla per mantenerlo in una posizione senza contatto fino a quando non viene applicata energia al solenoide elettrico e, una volta fatto il suo lavoro come attuatore, viene interrotta l'alimentazione e si ritrae in una posizione neutra in il gruppo meccanico.

Poiché l'utilizzo di un solenoide elettrico dipende interamente dall'applicazione, variano notevolmente in termini di dimensioni e esigenze di potenza. I solenoidi possono essere alimentati mediante corrente alternata (CA) o corrente continua (CC), poiché entrambi producono induzione in un avvolgimento di filo. I componenti meccanici che azionano l'albero sono generalmente indicati come gruppo di armatura e costituiscono le parti mobili del solenoide elettrico. La corsa assiale è la quantità di distanza che l'albero si muoverà quando attivato, e di solito varia tra 0,022 e 0,1 pollici (da 0,559 a 2,54 millimetri). Le molle di ritorno fungono da mezzo meccanico per ripristinare il solenoide in una posizione neutra e l'avvolgimento della bobina che circonda il gruppo dell'indotto è noto come gruppo statore.