Door Joseph Nicholson, bijgewerkt op 24 maart 2022

(afbeelding tegoed:freeman98589/iStock/GettyImages)

Wat is een solenoïde?

Een solenoïde is een opgerolde draad die als elektromagneet fungeert. Wanneer elektrische stroom door de spoel gaat, ontstaat er een magnetisch veld dat een lineaire kracht op een ferromagnetische kern kan uitoefenen. Dit eenvoudige principe zet elektrische energie om in mechanische beweging en vormt de basis van talloze apparaten, van startmotoren voor auto's tot industriële kleppen.

Hoe het magnetische veld beweging aandrijft

Bij een typische solenoïde wordt de draad in een spiraal rond een cilindrische ijzeren kern of zuiger gewikkeld. Het geproduceerde magnetische veld heeft noord- en zuidpolen. Wanneer de spoel wordt bekrachtigd, trekt het veld de kern naar het midden van de spoel, waardoor een zuiger of plunjer naar voren wordt geduwd of teruggetrokken. Als de spoel wordt uitgeschakeld, stort het veld in en keert de kern terug naar zijn rustpositie, vaak geholpen door een veer.

Magneetventielen:direct werkend vs. pilootgestuurd

Magneetkleppen regelen de vloeistof- of gasstroom. Bij een direct werkende klep trekt de bekrachtigde spoel aan een plunjer die de klepzitting opent, waardoor stroming mogelijk is. Wanneer de stroom wordt uitgeschakeld, wordt de plunjer vrijgegeven en sluit de klep. Voorgestuurde kleppen gebruiken de solenoïde om een ​​kleine opening te creëren; de druk van het systeem dwingt vervolgens de hoofdklep open. In beide gevallen is continu vermogen nodig om de klep open te houden.

Elektrische elektromagneten in autosystemen

De startrelais in een auto is een goed voorbeeld. Wanneer de contactsleutel wordt omgedraaid, wordt de solenoïde door een kleine stroom bekrachtigd, waardoor een hoogstroomcircuit tussen de accu en de startmotor wordt gesloten. Zodra de motor draait, is de solenoïde tot de volgende start niet meer nodig. Dankzij deze relaisfunctie kan een compact apparaat de hoge stroom verwerken die nodig is om de motor aan te zwengelen.

Alledaagse toepassingen van elektromagneten

Naast gebruik in de automobiel- en industriële sector komen elektromagneten ook voor in consumentenproducten:deurbelgeluiden, verkoopautomaten, bloeddrukmanchetten en zelfs paintballgeweren. Bij een beldeurbel beweegt de magnetische aantrekkingskracht van de solenoïde een metalen slagpin die een stemvork raakt, waardoor het bekende ‘ding-dong’ ontstaat. Bij verkoopautomaten ontgrendelt de solenoïde het uitgiftemechanisme.

Omdat elektromagneten nauwkeurig aangestuurd kunnen worden, betrouwbaar zijn en relatief goedkoop zijn, blijven ze essentiële componenten in moderne automatiserings- en besturingssystemen.