Un solénoïde est un dispositif simple constitué d'une longueur de fil conducteur enroulé serré autour de lui-même sous la forme d'une hélice cylindrique. Passer un courant électrique à travers le fil d'un électro-aimant produit un champ magnétique uniforme à l'intérieur du solénoïde. Cette propriété associée à leur facilité de construction rend solénoïdes idéal pour un grand nombre d'applications en physique expérimentale et de l'ingénierie électromécanique. Alors un solénoïde ne doit pas avoir quoi que ce soit à l'intérieur de la fonction, il est courant de construire un solénoïde autour, un cylindre non conducteur central, comme une longueur de tuyau en PVC pour être utilisé comme un point d'ancrage rigide.
Instructions
1 Décider de la tension de la batterie à utiliser. Cette décision détermine les paramètres de tous les autres composants de l'électro-aimant. Une source d'alimentation à tension plus élevée produira un champ magnétique plus puissant et un solénoïde de meilleures performances. Le coût total du projet mettra à l'échelle avec la tension de la batterie, cependant. En outre, une batterie de tension plus élevée, il faudra des mesures de sécurité supplémentaires afin d'éviter des chocs électriques douloureux.
2 Procure fil de cuivre souple de la longueur et de diamètre approprié. la performance de Solenoid augmentera par rapport à la longueur du fil utilisé, afin d'acheter autant que possible, les contraintes budgétaires fixées. La plupart des applications d'électrovannes, il faudra au moins 100 pieds de fil pour produire des effets appréciables. magasins de rénovation domiciliaire tels que Lowe et Home Depot ont des bobines d'une grande variété de styles de fil qu'ils vendent par le pied. Plus petit diamètre (calibre supérieur) fil est moins cher et peut être enroulé plus étroitement (performance solénoïde échelles proportionnellement avec la façon dont étroitement le fil est enroulé), tandis que plus grand diamètre (calibre inférieur) fil tend à être plus coûteux et lourd, mais peut accueillir plus courants. En général, vous voulez le fil de plus petit diamètre avec un courant nominal (tel que documenté dans la fiche d'accompagnement du fil) qui dépasse le courant vous prévoyez de dessin. Pour déterminer le courant, vous allez dessiner, utiliser la loi d'Ohm:
I = V / R
où I est le courant, V est la tension de la batterie, et R est la résistance totale du fil. La fiche du fil listera la résistance du fil en terme de ohms par pied. Pour calculer la résistance totale, il faut multiplier la résistance par pied par la longueur totale du fil que vous prévoyez d'utiliser. Ensuite, utilisez la résistance totale calculée et de la tension de votre batterie pour calculer le courant, vous allez dessiner et acheter en conséquence.
3 Procure une longueur de tuyau en PVC. Encore une fois, les magasins de rénovation domiciliaire tels que Lowe et Home Depot vendent tuyau en PVC dans une grande variété de tailles et de styles. Pour la plupart des applications, une plus grande longueur du tuyau de petit diamètre sera plus performant qu'une longueur plus courte de tuyaux de grand diamètre. Assurez - vous que le tuyau est au moins aussi longtemps que (L
d) / (6,28 r), où L est la longueur du fil, d est le diamètre du fil, et r est le rayon de la conduite.
4 Enroulez le fil de cuivre flexible autour du tuyau en PVC dans une configuration d'hélice ascendante aussi étroitement que possible sans avoir le fil de chevauchement lui-même. Laissez suffisamment de fil parasite aux deux extrémités pour atteindre les deux bornes de la batterie que vous allez utiliser.
5 Connecter les deux extrémités du fil de cuivre souple aux deux bornes de la batterie. Un champ magnétique constant sera maintenu dans le tuyau en PVC tant que cette connexion est maintenue.
Conseils et avertissements
- Si un contrôle supplémentaire sur le courant est souhaité, exécutez l'une des extrémités du fil à travers un commutateur électrique (disponible chez RadioShack et des magasins semblables) avant de le connecter à la borne de la batterie comme indiqué à l'étape 5. Un gradateur peut également être utilisé pour fournir évolutive courant (et donc un champ magnétique évolutif).
- Si une amplification du champ magnétique est souhaité, insérer une tige de fer à long à l'intérieur du tuyau en PVC.
- Ne jamais alimenter un solénoïde à partir d'une prise murale. La puissance 120VAC d'une prise murale est suffisante pour produire des chocs potentiellement mortels.
- Si vous utilisez une grande batterie (toute batterie supérieure à 9V), évitez de toucher directement le fil lors de la connexion à des bornes de la batterie. Cela pourrait produire un choc douloureux. Au lieu de cela, fixer les extrémités du fil à gator clips avec des poignées en caoutchouc et les utiliser pour connecter le fil aux bornes de la batterie.
- Si vous utilisez une grande batterie (toute batterie supérieure à 9V), utiliser la loi d'Ohm pour vous assurer que le courant étant tiré de la batterie est inférieure à la recommandation actuelle maximale trouvée dans la feuille batterie de fait. Le dépassement de cette recommandation a le potentiel d'explosion de court-circuit de la batterie.