Che cos'è la forza del solenoide?

Il termine "forza del solenoide" si riferisce al carico che un solenoide è in grado di spingere, tirare o trattenere quando è eccitato. La maggior parte dei solenoidi sono lineari, nel qual caso la forza del solenoide viene applicata in un movimento lineare. Nel caso dei solenoidi rotanti, viene utilizzato un meccanismo a cricchetto rotante anziché un'armatura lineare. Molti fattori diversi possono influenzare la forza del solenoide, incluso il design della bobina, il livello di corrente elettrica e la distanza di spostamento dell'armatura ogni volta che viene eccitata. L'aumento delle temperature provoca tipicamente una riduzione delle forze del solenoide, così come un aumento della lunghezza della corsa.

I solenoidi sono trasduttori elettromeccanici in grado di convertire l'energia elettrica in movimento lineare o rotativo. Generalmente sono costituiti da una bobina elettromagnetica stazionaria e da una lumaca di metallo mobile, che viene definita armatura. Quando la bobina elettromagnetica viene eccitata, genera un campo magnetico che provoca il movimento dell'armatura. Il movimento dell'armatura provoca la forza che consente a un solenoide di attivare un relè elettronico, aprire una valvola meccanica o svolgere altri lavori simili. I solenoidi si trovano in tutto, dagli iniettori di carburante ai flipper.

Esistono tre tipi principali di forza che un solenoide può produrre quando è eccitato, sebbene alcuni solenoidi svolgano più di una funzione. La forza di spinta si ottiene quando un'armatura forza un'asta di spinta ad estendersi e spostare un carico lontano dal solenoide. L'opposto è la forza di trazione, che si ottiene quando un'armatura si ritrae e tira un carico verso l'interno. La forza di ritenuta è il terzo tipo e consente a un solenoide di resistere a qualsiasi movimento quando un carico esterno tira o spinge.

Numerosi fattori diversi possono contribuire al livello di forza che un solenoide è in grado di produrre. Il design della bobina elettromagnetica è un fattore primario, poiché determina la dimensione del campo elettromagnetico. Allo stesso modo, anche la dimensione dell'armatura e la quantità di elettricità utilizzata per eccitare la bobina possono avere un effetto. Un altro fattore importante insito nella progettazione del solenoide è la lunghezza della corsa o la distanza di spostamento dell'armatura. Al fine di ottenere la massima forza del solenoide, i solenoidi sono spesso progettati con la corsa più breve possibile.

È anche possibile che fattori esterni, come la temperatura, influenzino la forza del solenoide. Temperature più elevate sono in genere associate a una riduzione della forza del solenoide. Poiché le bobine del solenoide si riscaldano anche quando sono sotto tensione, la maggior parte delle unità ha una temperatura massima stabile a cui sono classificate. Tale temperatura in genere tiene conto sia della temperatura ambiente, sia dell'aumento associato a una bobina eccitata. Dopo aver superato quella temperatura stabile, la forza del solenoide può diminuire fino al 65%.