¿Qué es un solenoide eléctrico?

Un solenoide eléctrico es un tipo de interruptor que se utiliza para controlar una amplia variedad de procesos mecánicos. Es similar en construcción a un motor eléctrico con la excepción de que el eje central metálico del solenoide se mueve dentro y fuera de su caja mediante la aplicación de un campo magnético que se crea cuando se aplica energía eléctrica a un devanado de cobre que rodea el eje. Los tipos de solenoides se utilizan en automóviles para diversos fines, como embragues mecánicos para acoplar un conjunto de motor de arranque que engrana con un volante, como controles para sistemas de válvulas de aire y vacío, y en inyectores de combustible.

Las versiones en miniatura de los solenoides están integradas en los timbres para activar una pequeña armadura que hace sonar una campana cuando se presiona el botón del timbre, y en miles de otros sistemas de microcontrol. Otras aplicaciones precisas incluyen los controles de voltereta de la máquina de pinball y las cerraduras y controles de las puertas para cerrar algunas puertas automáticamente. Los componentes pequeños de solenoide eléctrico tienen muy poca fuerza que pueden aplicar, por lo que generalmente actúan como un actuador de solenoide eléctrico que activa sistemas mecánicos más fuertes para cerrar puertas o mover objetos pesados.

El propósito de un solenoide eléctrico se centra en cualquier necesidad de control mecánico rápido de un sistema mediante la aplicación de energía eléctrica. Esto le da una diversidad de usos tanto en maquinaria pesada como en circuitos electromecánicos finos. Las partes de un solenoide son esencialmente partes de electroimán simples que consisten en un devanado de bobina de cobre que produce un campo magnético cuando se le aplica energía eléctrica, y un eje móvil central, generalmente hecho de un metal magnético como el acero o el hierro. A través del principio de inducción descubierto por Michael Faraday en 1831, el devanado de la bobina produce un campo magnético que tira o empuja el eje. El eje generalmente está cargado por resorte para mantenerlo en una posición sin contacto hasta que se aplica energía al solenoide eléctrico y, una vez que ha hecho su trabajo como actuador, se corta la energía y se retira a una posición neutral en el conjunto mecánico.

Dado que el uso de un solenoide eléctrico depende completamente de la aplicación, varían mucho en tamaño y necesidades de energía. Los solenoides se pueden alimentar con corriente alterna (CA) o con corriente continua (CC), ya que ambos producirán inducción en un devanado de cable. Los componentes mecánicos que operan el eje generalmente se conocen como el conjunto de armadura y forman las partes móviles en el solenoide eléctrico. La carrera axial es la cantidad de distancia que el eje se moverá cuando se active y, por lo general, varía entre 0.022 y 0.1 pulgadas (0.559 a 2.54 milímetros). Los resortes de retorno actúan como un medio mecánico para restablecer el solenoide a una posición neutra, y el devanado de la bobina que rodea el conjunto de inducido se conoce como conjunto de estator.