Me gustaría activar un solenoide de enganche a través del siguiente circuito:
Un condensador se carga sobre una resistencia. Cuando se completa esta operación, el interruptor cambia de posición y el condensador se descarga en el solenoide.
¿Cómo calculo los tamaños del condensador y la resistencia?
Para este tipo de cosas, personalmente me gusta simular los circuitos. Esto no solo le da los valores, sino que también hace posible jugar con el circuito para aprender más sobre cómo se comporta. Y un inductor y un condensador en un circuito siempre huelen a oscilación, por lo que los cálculos no siempre resultan tan simples como se podría pensar. Además, la forma real del pulso actual a través del solenoide será interesante para estimar cómo se comportaría físicamente (no sabemos nada sobre lo que se le adjunta).
Mi simulador de elección es principalmente LTspice IV, ya que es gratuito para uso personal. Comencemos con una versión ligeramente modificada de su circuito:
SW1ySW2soninterruptorescontroladosporvoltajequeestáncontroladosporlafuenteV2yB1,mientrasqueV2esunpulso(de0Va10V200ms,400msdeciclo,1nsdesubida/caída).B1esloopuestoaél,porloqueSW1ySW2siempreestánabiertoscuandoelotroestácerrado.
Pongamoslaprimeraconcentraciónenelpulso,paraesoestablecimosR1enunvalorrazonablementebajo(10Ohmenestecaso)yledamosaC1elvalorespecial{C1}.Paraserunpocomásrealista,generalmenteledoyalgodevalor(porejemplo,4k7u)yluegoseleccionouncondensadordelalistaquecoincidaaproximadamenteconelqueusaríaparaobtenerunESRútil.Tambiénpuedesingresarsolounocomo60mOhm.LuegoagregamoslaDirectivaSPICE(botóndelabarradeherramientas.op).stepparamC1100u10000u100uycomenzamoslasimulación(simulandounsegundoaquí).Lacorrienteresultanteatravésdelsolenoide(90mH,6Ohm)es:
Hagaclicconelbotónderechoenelgráfico,seleccione"Seleccionar pasos" para ver qué curva se ajusta a qué valor del condensador.
Usted ve que la corriente no es, por supuesto, una onda cuadrada, por lo que, asumiendo arbitrariamente que todo por encima de los 800 mA se considera parte del pulso deseado, al mirar el azul es de aproximadamente 20 ms, por lo que un valor útil sería 7100uF. Pero dependiendo de lo que deba hacer el solenoide, este puede o no ser el pulso que está buscando.
Ahora tenemos un valor con el que jugar, así que podemos reemplazar el {C1} por ese valor, o si queremos volver a jugar con él nuevamente, podemos comentar la directiva .step prefijándola con un ; y luego permite agregar la línea .param C1 7100u a la misma directiva (clic derecho para editar).
Ahora agreguemos otra directiva .step param R1 1 10 1 al circuito y cambiemos el valor de R1 a {R1} . Luego ejecute la simulación de nuevo y mire la corriente a través de R1 ahora:
Debidoalaformaenqueconfiguramoslasimulación(esdecir,tenemosuntiempodecargadelímitefijoantesdecambiar),puedeverqueenelpuntoenelquehacemoselcambio,paracadavalorderesistenciahayunacorrientediferentequefluye.,queesequivalenteaunacargadiferentedelcondensador,quesepuedeverinfluyeenelpulsoenelsolenoide.PuedecambiarelpulsoenV2a,porejemplo.PULSE(010100ms1ns1ns400ms600ms)parasimularuntiempodecargamáslargo,queentoncescasinotendráinfluenciaenelpulsodelsolenoide.Parasatisfacersurequisitode"a lo sumo un par de segundos", los 10 Ohmios cargarán suficientemente el condensador deseado en medio segundo a una corriente máxima de ~ 810 mA, por lo que probablemente pueda subir un poco más. Por supuesto, esto cambia cuando eliges un límite diferente.
Tenga en cuenta que puede tener como máximo tres directivas .step activas a la vez, lo que le brinda la posibilidad de jugar con una gran cantidad de combinaciones de valores, al costo de una ventana de gráficos abarrotada de manera casi imposible. A veces, usar .step param list ayudará a elegir mejores valores.
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