Hoe werkt een solenoïde?

Solenoïde is de algemene term voor een draadspoel die als elektromagneet wordt gebruikt. Het verwijst ook naar elk apparaat dat elektrische energie omzet in mechanische energie met behulp van een solenoïde. Het apparaat creëert een magnetisch veld van elektrische stroom en gebruikt het magnetische veld om lineaire beweging te creëren. Veelvoorkomende toepassingen van solenoïdes zijn het aandrijven van een schakelaar, zoals de starter in een auto, of een klep, zoals in een sprinklersysteem.

Een solenoïde is een draadspoel in de vorm van een kurkentrekker die om een ​​zuiger is gewikkeld, vaak gemaakt van ijzer. Zoals bij alle elektromagneten ontstaat er een magnetisch veld wanneer er een elektrische stroom door de draad gaat. Elektromagneten hebben een voordeel ten opzichte van permanente magneten omdat ze door de toepassing kunnen worden in- en uitgeschakeld verwijdering van de elektrische stroom, waardoor ze bruikbaar zijn als schakelaars en kleppen en ze volledig kunnen worden geautomatiseerd.

Zoals alle magneten heeft het magnetische veld van een geactiveerde solenoïde positieve en negatieve polen die voor magneten gevoelig materiaal zullen aantrekken of afstoten. In een solenoïde zorgt het elektromagnetische veld ervoor dat de zuiger naar achteren of naar voren beweegt, en dat is hoe beweging wordt gecreëerd door een solenoïdespoel.

In een direct werkende klep activeert elektrische stroom de solenoïde, die op zijn beurt een zuiger of plunjer trekt die anders de lucht of vloeistof zou blokkeren. In sommige magneetventielen werkt het elektromagnetische veld niet rechtstreeks om de leiding te openen. In voorgestuurde kleppen beweegt een solenoïde de plunjer, waardoor een kleine opening ontstaat, en druk door de opening is wat de klepafdichting bedient. In beide typen hebben magneetventielen een constante stroom elektrische stroom nodig om open te blijven, omdat zodra de stroom wordt gestopt, het elektromagnetische veld verspreidt zich en de klep keert terug naar zijn oorspronkelijke gesloten positie.

In een auto-ontstekingssysteem werkt de startersolenoïde als een relais, dat metalen contacten op hun plaats brengt om een ​​circuit te sluiten. De startersolenoïde ontvangt een kleine elektrische stroom wanneer het contact van de auto wordt geactiveerd, meestal door de sleutel om te draaien. Het magnetische veld van de solenoïde trekt dan aan de contacten en sluit het circuit tussen de accu van de auto en de startmotor. De startersolenoïde heeft een constante stroom van elektriciteit nodig om het circuit te onderhouden, maar omdat de motor eenmaal is gestart, is hij zelfvoorzienend en is het grootste deel van de tijd inactief.

Solenoïden zijn ongelooflijk veelzijdig en uiterst nuttig. Ze zijn overal te vinden, van geautomatiseerde fabrieksapparatuur tot paintballgeweren en zelfs deurbellen. In een deurbel met een gong wordt de hoorbare gong geproduceerd wanneer een metalen zuiger een toonbalk raakt. De kracht die de zuiger beweegt, is het magnetische veld van een solenoïde die elektrische stroom ontvangt wanneer de deurbel wordt ingedrukt.