Av Joseph Nicholson, uppdaterad 24 mars 2022
(bildkredit:freeman98589/iStock/GettyImages)
En solenoid är en lindad tråd som fungerar som en elektromagnet. När elektrisk ström passerar genom spolen skapar den ett magnetfält som kan utöva linjär kraft på en ferromagnetisk kärna. Denna enkla princip förvandlar elektrisk energi till mekanisk rörelse och utgör grunden för otaliga enheter – från startmotorer till industriventiler.
I en typisk solenoid är tråden lindad i en spiral runt en cylindrisk järnkärna eller kolv. Det magnetiska fältet som produceras har nord- och sydpoler. När spolen är aktiverad, drar fältet kärnan mot spolens centrum, trycker en kolv eller kolv framåt eller drar den bakåt. När spolen avaktiveras kollapsar fältet och kärnan återgår till sitt viloläge, ofta med hjälp av en fjäder.
Magnetventiler styr vätske- eller gasflödet. I en direktverkande ventil drar den aktiverade spolen en kolv som öppnar ventilsätet och tillåter flöde. När strömmen kopplas bort släpper kolven och ventilen stängs. Pilotstyrda ventiler använder solenoiden för att skapa en liten öppning; Systemets tryck tvingar sedan upp huvudventilen. I båda fallen krävs kontinuerlig kraft för att hålla ventilen öppen.
Startmagneten i en bil är ett utmärkt exempel. När tändningsnyckeln vrids, aktiverar en liten ström solenoiden, vilket stänger en högströmskrets mellan batteriet och startmotorn. När motorn går, behövs inte solenoiden längre förrän nästa start. Denna reläfunktion tillåter en kompakt enhet att hantera den höga ström som krävs för att dra igång motorn.
Utöver fordons- och industriell användning förekommer solenoider i konsumentprodukter:dörrklockor, varuautomater, blodtrycksmanschetter och till och med paintballpistoler. I en ringklocka flyttar solenoidens magnetiska drag en metallstämpel som träffar en stämgaffel och producerar den välbekanta "ding-dong". I varuautomater låser solenoiden upp dispenseringsmekanismen.
Eftersom solenoider kan styras exakt, är tillförlitliga och relativt billiga, förblir de väsentliga komponenter i moderna automations- och kontrollsystem.
