Les solénoïdes sont des composants simples qui peuvent être utilisés pour diverses applications. Le nom solénoïde est dérivé du mot grec «Solen» qui signifie un canal ou un tuyau. Les solénoïdes sont utilisés dans les équipements domestiques et industriels, ils sont disponibles dans différentes conceptions, chacun d'eux a ses propres applications spécifiques. Bien que l'application change, leur principe de fonctionnement reste toujours le même. Ici, nous discuterons du fonctionnement du solénoïde et des différents types de solénoïde.
Qu'est-ce qu'un solénoïde?
Un solénoïde est un long morceau de fil enroulé sous la forme d'une bobine. Lorsque le courant électrique traverse la bobine, il crée un champ magnétique relativement uniforme à l'intérieur de la bobine.
Le solénoïde peut créer un champ magnétique à partir du courant électrique et ce champ magnétique peut être utilisé pour générer un mouvement linéaire à l'aide d'un noyau métallique. Ce dispositif simple peut être utilisé comme électroaimant, comme inducteur ou comme antenne réceptrice sans fil miniature dans un circuit.
Principe de fonctionnement du solénoïde
Le solénoïde fonctionne simplement sur le principe de «l'électromagnétisme». Lorsque le courant circulant à travers le champ magnétique de la bobine y est généré, si vous placez un noyau métallique à l'intérieur de la bobine, les lignes magnétiques de flux sont concentrées sur le noyau, ce qui augmente l'induction de la bobine par rapport au noyau d'air. Ce concept d' induction électomagnatique a été plus élaboré dans notre précédent projet de bobine Tesla.
La plupart du flux est concentré uniquement sur le noyau, tandis qu'une partie du flux apparaît aux extrémités de la bobine et une petite quantité de flux apparaît à l'extérieur de la bobine.
La force magnétique du solénoïde peut être augmentée en augmentant la densité des spires ou en augmentant le flux de courant dans la bobine.
Comme tous les autres aimants, le solénoïde activé a des pôles positifs et négatifs, à travers lesquels un objet peut être attiré ou repoussé.
Types de solénoïdes
Il existe différents types de solénoïdes disponibles sur le marché, la classification est basée sur le matériau, la conception et la fonction.
- AC - Solénoïde laminé
- Solénoïde de châssis DC-C
- Solénoïde de châssis DC-D
- Solénoïde linéaire
- Solénoïde rotatif
Solénoïde laminé AC
Le solénoïde laminé AC se compose d'un noyau métallique et d'une bobine de fil. Le noyau est construit avec un métal laminé afin de réduire le courant parasite, cela contribue à améliorer les performances du solénoïde.
Un solénoïde AC présente un avantage particulier car il peut fournir une grande quantité de force dans la première course. C'est parce qu'ils ont un courant d'appel (un courant d'entrée élevé instantané tiré par une alimentation ou un équipement électrique lors de la mise sous tension). Ils sont capables d'utiliser plus de courses qu'un solénoïde stratifié CC.
Ils sont disponibles dans différentes configurations et gammes et produisent un bourdonnement propre lorsqu'ils sont en fonctionnement.
Un solénoïde AC laminé peut être utilisé dans une variété d'équipements qui nécessitent une action immédiate, tels que les équipements médicaux, les serrures, les véhicules, les équipements industriels, les imprimantes et dans certains appareils ménagers.
Solénoïde DC C-Frame
Le cadre C fait référence à la conception du solénoïde. Le solénoïde DC C-Frame n'a qu'un cadre en forme de lettre C qui est recouvert autour de la bobine.
Le solénoïde DC C-Frame est utilisé dans plusieurs applications quotidiennes en raison de son fonctionnement de course plus contrôlé. Bien que l'on dit qu'il s'agit d'une configuration CC, ils peuvent également être utilisés dans des équipements conçus pour l'alimentation CA.
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Ce type de solénoïde est principalement utilisé dans les machines à sous, les volets photographiques, les scanners, les disjoncteurs, les compteurs de pièces et les changeurs de billets.
Solénoïde DC D-Frame
Ce type de solénoïde a un cadre en deux parties recouvrant les bobines. Ils ont une fonction similaire à celle d'un solénoïde à cadre en C, par conséquent, le cadre en D peut également être utilisé avec une alimentation CA et a un fonctionnement à course contrôlée.
Le solénoïde DC D-frame est utilisé pour les applications conventionnelles et médicales telles que les machines de jeu, les distributeurs automatiques de billets et l'analyseur de sang et de gaz.
Solénoïde linéaire
Les solénoïdes linéaires sont plus familiers parmi les gens. Il se compose d'une bobine de fil qui est enroulée autour d'un noyau métallique mobile qui nous aide à appliquer une force de traction ou de poussée à un dispositif mécanique.
Ce type de solénoïdes est principalement utilisé sur les dispositifs de démarrage. Ce mécanisme de commutation aide à compléter un circuit et permet au courant de circuler à travers un mécanisme.
Les solénoïdes linéaires sont particulièrement utilisés dans l'automatisation et les mécanismes de porte hautement sécurisés et les démarreurs de voitures et de vélos.
Solénoïde rotatif
Un solénoïde rotatif est un type unique de solénoïde qui est utilisé pour diverses applications où un processus de contrôle automatique facile est nécessaire. Il fonctionne sur le même principe que les autres solénoïdes et a les mêmes éléments, une bobine et un noyau, mais ils ont un fonctionnement différent.
Le noyau métallique est monté sur un disque et comporte de petites rainures en dessous, la taille des rainures correspond exactement aux fentes du corps du solénoïde. Il a également des roulements à billes pour faciliter le mouvement.
Lorsque le solénoïde est déclenché, le noyau est aspiré dans le corps du solénoïde et le noyau du disque commence à tourner. Cette configuration aura une place de ressort entre le noyau et le corps du solénoïde. Une fois l'alimentation détachée, le ressort pousse le noyau du disque dans sa position d'origine.
Le solénoïde rotatif est plus robuste que tous les autres types de solénoïdes. Ils ont été initialement conçus uniquement pour les mécanismes de défense, mais de nos jours, vous pourrez les trouver dans de nombreux mécanismes industriels automatisés tels que le laser et l'obturateur.
Conclusion
Vous connaissez maintenant les solénoïdes, le principe de fonctionnement et les différents types de solénoïdes disponibles sur le marché. Les solénoïdes sont la solution simple et efficace pour contrôler les vannes et interrupteurs électromagnétiques ou verrouillages mécaniques.
Leur principe de fonctionnement et leur réponse instantanée en ont fait une meilleure solution pour les applications qui nécessitent une grande quantité de puissance dans un petit espace et où il y a un besoin de fonctionnement rapide, cohérent et robuste.
Voici quelques applications qui utilisent un solénoïde avec son circuit pilote:
- Circuit de commande de solénoïde
- Comment contrôler une électrovanne avec Arduino
- Distributeur d'eau automatique utilisant Arduino
Maintenant que vous savez tout sur le solénoïde, vous pouvez commencer à mettre en œuvre les connaissances avec votre créativité pour tirer parti des propriétés du solénoïde pour créer votre prochaine invention.