Migliore risposta
Un solenoide è essenzialmente un design speciale o tipo di elettromagnete. Un solenoide, per la maggior parte, è costituito da una bobina di filo e un nucleo di ferro mobile chiamato armatura .
Funzionalmente: quando corrente viene applicato al filo, si verifica un campo magnetico, la legge della forza di Lorentz:
image LEY DE FARADAY Y LEY DE LENZ
(Junaid Ali Quora “Come è determinata una forza di Lorentz?” ha fatto un ottimo lavoro su questo argomento. Dovresti dargliela una lettura)
Se facciamo una bobina di molti giri di filo, questo campo magnetico diventa molte volte più forte, scorrendo intorno alla bobina e attraverso il suo centro a forma di ciambella.
image Solenoide
Quando la bobina del solenoide è ricevendo corrente, il nucleo si satura e si muove allinterno del collegamento del flusso, chiudendo il traferro tra i nuclei. Nella maggior parte delle unità, il nucleo mobile è solitamente caricato a molla per consentire al nucleo di ritirarsi quando viene interrotta la corrente.
La forza generata è approssimativamente proporzionale al quadrato della corrente e inversamente proporzionale al quadrato della lunghezza del traferro. ( Solenoide )
Questi tipi esistono da sempre e sono poco costosi. Vengono utilizzati principalmente nelle operazioni binarie (applicazioni on-off) come latch, lock e triggering. Sono frequentemente utilizzati in applicazioni quali: elettrodomestici (es. Valvole per lavatrici), apparecchiature per ufficio (es. Fotocopiatrici), automobili (es. Serrature porte e solenoide di avviamento) e automazione industriale.
PS – Dai unocchiata, anche più interessante di un solenoide.
Lanello (nella foto) subisce la forza di Lorentz?
Risposta
Confesso di no precedentemente sentito parlare di motori a solenoide, anche se si può indovinare cosa potrebbe essere una cosa del genere. Ho trovato una clip su You Tube che mostrava il motore a solenoide V12 di qualcuno, il che ha confermato i miei sospetti. Quindi, non intralciato da qualsiasi altra conoscenza dellargomento, sono comunque imperterrito dal dirti quali sono le mie impressioni dellidea:
I motori a pistoni sono generalmente motori termici, che utilizzano sia la combustione interna, come una benzina o Motore diesel, o combustione esterna, come un motore a vapore in cui la combustione avviene allesterno del motore per riscaldare lacqua e generare vapore in una caldaia. In entrambi i casi i pistoni (uno o più) sono collegati ad un albero motore, che trasforma il moto alternativo dei pistoni in rotazione, che può poi essere utilizzato per girare un albero.
I motori termici sono molto versatili ma hanno lo svantaggio che la loro efficienza è limitata dalle leggi della termodinamica secondo i principi elaborati da Sadi Carnot circa 200 anni fa. Si può, in linea di principio, sostituire un solenoide per ogni gruppo cilindro-pistone, energizzando ciascun solenoide con un impulso di energia elettrica nel punto appropriato di rotazione dellalbero motore. Dovrebbe essere relativamente semplice calcolare la tempistica in modo che i solenoidi siano eccitati al momento giusto. In un motore termico, in cui il cilindro si espande e la biella spinge, il tempo normale per la pressione massima è un numero relativamente piccolo di gradi dopo il punto morto superiore, forse 17 o 20. Fasatura del motore, che determina quando il carica nel cilindro è innescata, deve tener conto della velocità di combustione nel cilindro, se si tratta di un motore a combustione interna.
Per un piccolo motore a combustione interna, come potrebbe essere trovato in unautomobile o piccolo aereo, il consumo specifico di carburante non è generalmente molto migliore di 0,5 libbre per ora di potenza. I motori diesel turbo a due tempi delle dimensioni di una casa utilizzati nelle grandi navi possono raddoppiare questa cifra. Ciò equivale, per i motori di grandi dimensioni, a unefficienza complessiva prossima al 50\%, e per i motori più piccoli, a unefficienza nellordine del 20-25\%. Questi limiti sono per lo più fissati dalla termodinamica dei motori termici, ma in aggiunta, i motori a pistoni hanno molte parti e molto attrito interno.
Il motore a solenoide, non essendo un motore termico, non è limitato da termodinamica, ma deve ancora far fronte allattrito associato allalbero motore e alle varie altre parti meccaniche del motore, come lattrito allinterno del solenoide stesso. Ha anche alcuni degli stessi altri problemi intrinseci di un motore a pistoni in quanto lenergia viene erogata come una serie di impulsi piuttosto che come un movimento regolare e continuo. Robert Heinlein una volta si riferì al funzionamento del motore a combustione interna come “buffonata meccanica”.
Penso che sarebbe divertente costruire un motore del genere, ma da un punto di vista pratico, non vedo il punto .Un motore elettrico ha unefficienza dellordine del 95\% o superiore e ti dà il tipo di movimento allalbero che desideri. Non vedo un motore a solenoide come concorrente. Suppongo che ci sia sempre qualche applicazione speciale in cui una cosa del genere potrebbe essere utile e sono disposto a essere istruito se qualcun altro desidera spiegare cosa potrebbe essere.