Como funcionam os solenóides

Jan 14 2021
Você usa solenóides todos os dias sem nunca saber disso. Então, o que exatamente são e como funcionam?
O cara que entrega pizza em sua casa ativa um solenóide toda vez que toca a campainha. Pekic / Getty Images

"Ding-dong!" Parece que a pizza está aqui. O entregador está na sua varanda e acabou de tocar a campainha . Ao fazer isso, ele ativou um dos dispositivos mais úteis em nosso mundo movido a eletrônicos: um solenóide.

A vida seria muito mais difícil sem essas coisas. Os carros modernos dependem de solenóides ; eles são uma parte essencial de certas fechaduras ; e ei, você sabia que tem solenóides na sua máquina de lavar ?

O que é um solenóide?

Definitivamente, cada solenóide inclui um pedaço enrolado de fio de metal. É assim que eles capitalizam o eletromagnetismo , uma das forças fundamentais do universo.

"Os opostos se atraem" pode ser um conselho duvidoso sobre namoro , mas é uma regra constante no magnetismo. Todos os ímãs incluem pólos norte e sul. Eles também têm um campo magnético que flui do primeiro para o último.

Dois pólos norte se repelirão naturalmente. Idem para dois pólos sul. Mas se você pegar um par de ímãs e colocá-los juntos, o pólo norte do primeiro ímã será atraído pelo pólo sul do segundo ímã. É física, baby.

Os solenóides são úteis porque fornecem aos mecânicos e engenheiros algum controle sobre esse processo. Quando uma corrente elétrica flui por um fio de metal, ela produz um campo magnético. As partículas carregadas dentro desse campo se movem em círculos ao redor do lado externo do referido fio.

Enrolar o fio torna seu campo magnético mais forte . Com cada nova bobina adicionada, o campo fica mais poderoso. E aqui está outra coisa para lembrar: o campo magnético ficará mais concentrado no espaço dentro dessas bobinas - e menos na área ao redor do fio.

Um solenóide é uma bobina cilíndrica de fio que atua como um ímã quando carrega corrente elétrica.

Slides elétricos

Agora é aqui que fica interessante. Na maior parte, os fios do solenóide vêm enrolados em uma haste de metal. (A palavra "solenóide" é um derivado da palavra grega sōlēnoeidēs, que significa "em forma de tubo".)

Quando o fio recebe uma corrente elétrica, esse pedaço de metal será atraído - e puxado em direção a - uma das extremidades do solenóide. Mas o efeito é temporário. Corte a corrente elétrica e você mata o campo magnético. Então, graças ao carregamento por mola , sua unidade deve voltar à sua posição original.

Basicamente, podemos ter nosso bolo e comê-lo. Os solenóides nos permitem magnetizar os fios e depois desmagnetizá-los sempre que quisermos (praticamente). Tudo com o apertar de um botão. Ou a torção de uma chave.

Como dissemos antes, os carros usam solenóides. Girar a chave de ignição retransmite a eletricidade da bateria em um solenóide de partida . Depois de ativado, várias coisas acontecem. A corrente elétrica no fio do solenóide atrai uma barra de ferro móvel . O circuito entre o motor de arranque e a bateria do carro está concluído. E uma roda dentada de "pinhão" engata em um disco chamado "volante".

Em alguns segundos, o motor do seu carro antes adormecido ganha vida. Pelo menos é assim que deveria funcionar.

Isso já aconteceu com você? Você está sentado no carro e acabou de girar a chave da ignição, mas o motor não liga. Em vez disso, você ouve um clique desagradável . O culpado pode ser uma bateria descarregada ou um alternador comprometido. Ou talvez o seu solenóide de partida seja o verdadeiro culpado aqui.

Qualquer mecânico deve ser capaz de testar seu solenóide se ele tiver um testador de circuito ou multímetro à mão. Às vezes, essas peças podem ser corrigidas. Às vezes, eles não são - e precisam ser substituídos. Assim vai a vida de um dono de carro.

Girar a chave de ignição em seu carro retransmite a eletricidade de sua bateria em um solenóide de partida.

Carros e eletrodomésticos usam solenóides

A propósito, muitos carros também usam solenóides nas fechaduras elétricas . Solenóides separados são acionados para travar ou destravar as maçanetas, usando os mesmos princípios que já discutimos.

Isso não quer dizer que todos os solenóides são criados iguais. Existem muitas variações, cada uma com seus próprios pontos fortes.

As estações de manufatura e tratamento de água fazem bom uso de solenóides hidráulicos . Como o nome indica, eles regulam o fluxo de água e outros líquidos. Além disso, não podemos esquecer os solenóides pneumáticos que afetam os gases contidos da mesma maneira.

Fechando o círculo, voltamos agora para o cara da pizza em seu degrau da frente. Nem todas as campainhas usam solenóides; designs mais recentes tendem a deixá-los totalmente de fora. Mas mesmo na era de ouro dos dispositivos "inteligentes", muitas campainhas ainda incorporam os aparelhos eletromagnéticos.

Vamos supor que o seu seja um deles . Quando nosso pizzaiolo apertou o botão, ele enviou eletricidade fluindo por um solenóide embutido. O campo magnético produzido por essa ação simples arrastou um núcleo de ferro para o fio enrolado. Em seguida, o metal bateu em um minúsculo carrilhão, liberando um "Ding!" barulho.

Obviamente, o entregador não conseguia manter o dedo no botão para sempre. Bem quando ele o soltou, o campo magnético desapareceu e uma mola disparou aquele núcleo de ferro na direção oposta. Então o metal tocou um segundo sino que foi "Dong!"

Deve dar a você algo em que pensar enquanto saboreia os baguetes de cortesia.

AGORA ISSO É INTERESSANTE

Magneto não é um vilão clássico de "X-Men". É também o nome de um dispositivo elétrico gerador de energia encontrado em aviões e motosserras .