Un solenoide CA è un dispositivo di commutazione o attuazione elettromagnetico progettato specificamente per funzionare con un’alimentazione a corrente alternata (CA). Questi solenoidi sono, per molti aspetti, fisicamente simili alle loro controparti in corrente continua (DC) tranne per i valori nominali di corrente della bobina principale più elevati e l’inclusione di una bobina di ombreggiatura. Le correnti nominali più elevate delle bobine del solenoide CA sono necessarie a causa del fatto che, per qualsiasi tensione, i solenoidi CA tendono a funzionare a correnti più elevate. La bobina di ombreggiatura serve a prevenire le “vibrazioni” causate dal punto di incrocio della tensione zero nel ciclo CA.
I solenoidi sono semplici dispositivi elettromagnetici utilizzati per fornire la commutazione remota o il movimento di attuazione per i meccanismi secondari e sono costituiti da una bobina di filo avvolta attorno a un nucleo cavo isolato. Uno stantuffo caricato a molla è posizionato con la sua estremità vicino all’apertura del nucleo e collegato al meccanismo secondario tramite un collegamento sull’altra estremità. Quando la bobina viene energizzata con una corrente elettrica adeguata, attorno ad essa si genera un forte campo magnetico. Questa forza magnetica attrae lo stantuffo, facendolo muovere elegantemente nel nucleo contro la tensione della molla, attivando il meccanismo secondario nel processo. Quando la corrente viene interrotta alla bobina, la molla riporta lo stantuffo nella sua posizione neutra e ripristina il solenoide.
Il campo magnetico che fornisce la forza necessaria per fornire il movimento di attuazione è in fase con la corrente applicata alla bobina. Ciò significa che esiste in relazione diretta a quella corrente e, se la corrente si riduce, anche l’intensità del campo e di conseguenza l’intensità dell’uscita del solenoide. Nel caso di un solenoide in corrente continua, questo fenomeno non pone problemi in quanto la corrente fornita alla bobina è di ampiezza costante. Lo stesso non si può dire del solenoide CA, tuttavia, poiché la corrente passa costantemente da una tensione positiva di picco, attraverso una tensione zero fino a una tensione negativa di picco. Questo ciclo si verifica tra le 50 e le 60 volte al secondo nell’alimentazione CA media.
Quando la tensione si avvicina al suo punto zero, la forza magnetica diventa così debole che la molla dello stantuffo lo estrae momentaneamente dal nucleo finché la tensione non supera nuovamente il punto zero verso il valore di picco opposto. Ciò fa sì che lo stantuffo rimbalzi costantemente o “chiacchieri” mentre viene alternativamente rilasciato e riattivato. Ciò può causare un’eccessiva usura e surriscaldamento del solenoide e, se lasciato continuare, causare l’eventuale distruzione del solenoide. Per evitare queste vibrazioni, un solenoide CA utilizza una bobina aggiuntiva nota come bobina di ombreggiatura.
Questa bobina crea un campo magnetico sfasato di 90 gradi e leggermente più debole di quello della bobina principale. Questo campo è abbastanza forte da mantenere lo stantuffo in posizione mentre il campo principale si indebolisce vicino al punto di zero volt, prevenendo così le vibrazioni. Ciò significa che un solenoide CA adeguatamente valutato può essere utilizzato su un’alimentazione CC, ma non viceversa. Tuttavia, è necessario prestare attenzione quando si sostituiscono i solenoidi CA e CC, poiché la bobina su un solenoide CA è generalmente classificata a una corrente più elevata rispetto a una bobina CC di tensione simile per gestire le correnti CA tipicamente più elevate.