¿Qué es la fuerza de solenoide?

El término «fuerza del solenoide» se refiere a la carga que un solenoide puede empujar, tirar o sostener cuando está energizado. La mayoría de los solenoides son lineales, en cuyo caso la fuerza del solenoide se aplica en un movimiento lineal. En el caso de los solenoides giratorios, se utiliza un mecanismo de trinquete giratorio en lugar de una armadura lineal. Muchos factores diferentes pueden afectar la fuerza del solenoide, incluido el diseño de la bobina, el nivel de corriente eléctrica y qué tan lejos debe moverse el inducido cada vez que se energiza. Las temperaturas elevadas normalmente dan como resultado fuerzas de solenoide reducidas, al igual que mayores longitudes de carrera.

Los solenoides son transductores electromecánicos capaces de convertir energía eléctrica en movimiento lineal o rotatorio. Por lo general, consisten en una bobina electromagnética estacionaria y una barra de metal móvil, que se conoce como armadura. Cuando se energiza la bobina electromagnética, genera un campo magnético que hace que la armadura se mueva. El movimiento de la armadura da como resultado la fuerza que permite que un solenoide active un relé electrónico, abra una válvula mecánica o realice otro trabajo similar. Los solenoides se encuentran en todo, desde inyectores de combustible hasta máquinas de pinball.

Hay tres tipos principales de fuerza que puede producir un solenoide cuando está energizado, aunque algunos solenoides realizan más de una función. La fuerza de empuje se logra cuando un inducido obliga a una varilla de empuje a extenderse y alejar una carga del solenoide. Lo opuesto a eso es la fuerza de tracción, que se logra cuando una armadura se retrae y empuja una carga hacia adentro. La fuerza de retención es el tercer tipo y permite que un solenoide resista cualquier movimiento cuando una carga externa tira o empuja.

Varios factores diferentes pueden contribuir al nivel de fuerza que puede producir un solenoide. El diseño de la bobina electromagnética es un factor principal, ya que dicta el tamaño del campo electromagnético. En esa misma línea, el tamaño de la armadura y la cantidad de electricidad utilizada para energizar la bobina también pueden tener un efecto. Otro factor importante inherente al diseño del solenoide es la longitud de la carrera, o qué tan lejos debe moverse el inducido. Para lograr la mayor fuerza de solenoide posible, los solenoides a menudo se diseñan con la longitud de carrera más corta viable.

También es posible que factores externos, como la temperatura, afecten la fuerza del solenoide. Las temperaturas más altas se asocian típicamente con una reducción en la fuerza del solenoide. Dado que las bobinas de solenoide también se calientan cuando se energizan, la mayoría de las unidades tienen una temperatura máxima estable a la que están clasificadas. Esa temperatura generalmente influye tanto en la temperatura ambiente como en el aumento asociado con una bobina energizada. Después de que se excede esa temperatura estable, la fuerza del solenoide puede disminuir hasta en un 65%.