¿Cuánta fuerza tiene realmente un solenoide?

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Es de esperar que este tema no sea demasiado extraño para este foro, pero aquí va: después de muchos días de retoques, logré hacer funcionar un circuito que, al final, energiza un solenoide para tirar de una palanca. Lamentablemente, a pesar de que el solenoide se activó y apretó el émbolo, no tuvo la fuerza para tirar de la palanca. El solenoide que utilicé dice que está clasificado para tener una fuerza de mantenimiento de 1.1 libras y una tensión de funcionamiento de 12V.

Le di 12V, y el solenoide se activó y apretó su émbolo (es un tipo de solenoide de tracción). Pero cuando ató el émbolo a la palanca, pareció perder toda su fuerza, sin mover la palanca en absoluto ... ni siquiera un meneo. Lo mismo es cierto si resistí el movimiento del émbolo con mi mano, o simplemente lo sostuve suavemente en mi mano. Parecía carecer de fuerza de arrastre cuando había algo para tirar. Luego aumenté el voltaje apilando tres baterías de 9 voltios en serie, pensando que podrían darle más fuerza al solenoide, pero sin éxito.

¿Está esto relacionado con su fuerza de retención? ¿Debo comprar un solenoide diferente que pueda soportar más peso? ¿Han experimentado otros esto?

ACTUALIZAR

Medí el voltaje de las baterías que estaba usando para alimentar el solenoide. Estuvo muy interesante. En primer lugar, deben haberse agotado la energía del solenoide la última vez porque, aunque son relativamente nuevos, su voltaje desde el primer momento estaba leyendo aproximadamente 14V en lugar de los 18V que yo esperaría de poner dos 9V en serie. Los conecté al solenoide y observé cómo bajaba el voltaje a menos de 2V y continuaba disminuyendo. Así que parece que a la corriente que necesita el solenoide, las baterías no pueden mantener su voltaje. ¿Quizás un solenoide de 12 V no se pueda alimentar con baterías comunes? ¿O estoy pensando que todo esto está mal y debería esperar ver caer el voltaje de las baterías cuando están conectadas a algo que genera una corriente? Especialmente que mucho actual? ¿Es esa operación normal para una batería? ¿O tal vez necesito agregar una resistencia limitadora de corriente, mientras permito que pase suficiente corriente para alimentar el solenoide?

    
pregunta NickRamirez

2 respuestas

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Fuerza desde un solenoide = \ $ (N \ cdot I) ^ 2 \ dfrac {μ_0 \ cdot A} {(2 g ^ 2)} \ $

Donde:

  • μ0 = 4π × 10-7
  • F es la fuerza en Newtons
  • N es el número de vueltas de la bobina
  • I es la corriente en amperios en la bobina
  • A es el área en unidades de longitud al cuadrado (área de la sección transversal de la bobina)
  • g es la longitud de la brecha entre la bobina y el hierro.

Si desea verificar la fuerza de tracción de sus solenoides y conoce el número de vueltas y tiene una buena estimación del "espacio" y el área de sección transversal del devanado, utilice la fórmula.

Sin embargo, es notable que la fuerza sea proporcional a la corriente al cuadrado y si los 12 V que usó cayeron a (digamos) 6 V bajo la carga del solenoide, la fuerza de tracción se reduciría a un cuarto porque la corriente se habría reducido a la mitad. También vale la pena señalar que la fuerza es inversamente proporcional a la brecha cuadrada, el doble de la brecha y los trimestres de fuerza.

    
respondido por el Andy aka
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Como ha notado, las baterías de 9v que está utilizando se agotan sin carga (14v para 2 es igual a 7v para un solo 9v, que es ~ 1.15v para cada una de las celdas alcalinas dentro de una batería de 9v). En la carga, cae significativamente. Esto se debe a dos razones. Uno, su solenoide tiene una gran corriente de arranque y corriente de mantenimiento. Al 150% del voltaje típico de 12v, también hay un tirón de corriente más grande.

Pero dos baterías de 9v NO están diseñadas para grandes tomas de corriente. Están diseñados para una larga vida a pequeñas corrientes (como detectores de humo). Las baterías de 9 voltios suelen ser de 6 paquetes pequeños de celdas alcalinas en serie. La capacidad típica de un 9v es ~ 200 maH (Esto podría estar mal, lo corregiré más adelante). A medida que se drena cada celda (simultáneamente), la resistencia interna aumenta, la tensión disminuye y la corriente que puede generar también lo hace. Un solenoide común agotará una batería de 9 voltios rápidamente. Otras baterías comunes para el consumidor tienen una capacidad mucho mayor y pueden soportar grandes drenajes de corriente durante más tiempo sin una caída excesiva de voltaje. Las baterías AA tienen una capacidad de corriente de 2000maH o 2 AH. C y D aún más. Baterías de 6v Lantern también. Luego están las baterías recargables como 12v SLAs o LiPos, todo lo que regularmente alimenta los motores de alto drenaje durante horas.

Piénsalo así. Todos los radios portátiles utilizan múltiples baterías D en serie. La única vez que ve un 9v en una radio es como una batería de respaldo de memoria. Deshágase de las baterías 9v , no son útiles para probar motores o solenoides más allá de simplemente ver si están funcionando.

    
respondido por el Passerby

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