Магнитный соленоид принцип действия и способы управления

Соленоид является разновидностью катушки индуктивности. Обычно под этим понятием понимают цилиндрическую обмотку из медного провода, причем длина такой обмотки многократно большее её диаметра. Если длина намотки соленоида существенно больше диаметр намотки, то в полости внутреннего устройства соленоида при подаче в него электрического тока возникает магнитное поле, очень близкое к однородному.


На практике соленоидами называют некоторые исполнительные механизмы, электромеханического принципа работы, например втягивающее реле стартера или соленоидный клапан автоматической коробки передач. В роли втягиваемой части устройства соленоида выступает ферромагнитный сердечник да и сама катушка имеет магнитопровод.


Магнитный соленоид принцип работы

Если поместить магнитный стержень внутрь этого поля, то его можно перемещаться внутри катушки вперед и назад. Сила соленоида характеризует силус которой устройство способна втягивать или выталкивать стержень. Величина этой силы прямо пропорциональна количеству обмоток катушки и приложенному к схеме управления току. Это говорит о том, что большее число витков катушки соленоида даст большую величину магнитного поля, а соответственно и большую силу. Небольшая конструктивная спецификация соленоидов состоит в том, что они должны быть длиннее, а не шире, обеспечивая магнитное поле через центр катушки и позволяя перемещать стержень.

Управлять соленоидом достаточно легко, особенно если подключить его к популярной сегодня плате Arduino.

Управление соленоидом с помощью Arduino

В данном примере для начинающих ардуинщиков мы будем включать и выключать небольшой 5-вольтовый соленоид с интервалом в одну секунду, так же как и в простейшем примере со светодиодом в статье Аrduino для начинающих. Схема подключения соленоида к микроконтроллеру представлена на условном рисунке ниже. Для управления соленоидом в схеме используется силовой транзистор. К его базе подсоединен резистор сопротивлением 220 Ом. Управляющим выводом в соответствии с кодом является номер 9, к которой и подсоединена база транзистора через сопротивление. Также в схеме управления используется защитный диод, чтобы исключить разрядку тока через контур, в тот момент времени, когда катушка соленоида будет разряжаться.

Код (скетч) для платы с микроконтроллером управляющим соленоидом, можно посмотреть по ссылке выше.