Av Lipi Gupta
Uppdaterad 24 mar 2022
En solenoid är en tätt lindad trådspole som genererar ett magnetfält när elektrisk ström flyter genom den. Genom att arrangera varven i en cylindrisk form, riktar sig fältlinjerna längs axeln, vilket förvandlar spolen till en kraftfull, kontrollerbar elektromagnet.
Börja med att välja en icke-ledande kärna – som en plastpinne eller en metallstav med gummibeläggning – för att hålla varven jämnt fördelade. Använd isolerad emaljerad koppartråd som matchar den avsedda strömbelastningen; tunnare mätare för kretsar med låg effekt, tjockare för högre strömmar. Linda tråden tätt och jämnt runt kärnan, lämna långa fria ändar för anslutningar. Målet är att skapa så många svängar som behövs med bibehållen konsekvent avstånd för att undvika kortslutning av intilliggande svängar.
Efter att ha uppnått önskat antal slingor, ta försiktigt bort kärnan. Klipp av den överflödiga kabeln och håll de två fria ändarna tillräckligt långa för att ansluta till en strömkälla eller en signalkälla som ett ljuduttag.
Att välja rätt mätare är avgörande:en tråd som är för tunn kan överhettas under hög ström, medan en tråd som är för tjock slösar bort material och gör det svårt att linda. Matcha trådens motstånd och värmetolerans till den avsedda applikationen.
I luft beskrivs magnetfältet inuti en solenoid med den enkla formeln:
B =μNI
där B är den magnetiska flödestätheten, μ är permeabiliteten för fritt utrymme, N är antalet varv per längdenhet och I är strömmen. Genom att öka antalet varv eller strömmen ökar fältstyrkan proportionellt.
Att lägga till en ferromagnetisk kärna - som en stålstav - kan förstärka fältet dramatiskt, eftersom kärnans permeabilitet vida överstiger luftens. Det är därför solenoider används i stor utsträckning i reläer, ventiler och magnetiska sensorer.
Högtalare förlitar sig på en solenoid (talspolen) och en permanent magnet för att omvandla elektriska ljudsignaler till mekaniska vibrationer. När ljudsignalen flödar genom spolen ändrar den föränderliga strömmen magnetfältet, som samverkar med magneten och tvingar ett membran att vibrera och producerar ljudvågor.
För att konstruera en grundläggande högtalare behöver du:
Fäst solenoiden vid basen av koppen, placera magneten inuti spolen och anslut spolens ändar till AUX-kabelns spets. När du spelar musik oscillerar spolens magnetfält, vilket får magneten – och eventuellt anslutet membran – att vibrera, vilket genererar hörbart ljud.
För ett kompakt projekt, använd 36-gauge emaljerad koppartråd och linda den runt en kärna med en diameter på 1 tum för att bilda ungefär 100–200 varv. Lämna långa svansar för att ansluta till AUX-kabeln; om tråden fortfarande är belagd, slipa försiktigt ändarna för att exponera ledaren.
Fäst minisolenoiden på botten av en plastmugg och placera en liten neodymmagnet i mitten. Bägarens insida fungerar som en naturlig resonator som förstärker vibrationerna. Med 1–3 skivmagneter blir högtalarens utsignal märkbart högre än med en enda magnet.
Anslut spoländarna till AUX-kabeln, anslut kabeln till en telefon eller dator och testa ljudet. Experimentera med fler varv eller starkare magneter för att utforska hur högtalarens prestanda förändras.
