¿Cómo enrollar correctamente las bobinas de un solenoide?

Necesito enrollar un pequeño electroimán "solenoide". Alrededor de 3 cm de alto y 2 ~ 5 cm de ancho funcionando a 5 V/0,5 A. Este imán se colocará en una campana de escritorio para que jale el badajo hacia abajo y haga sonar la campana. He encontrado solenoides listos para usar que empujan pero no tiran.

Así que estoy tratando de hacer mi propio imán y he enrollado varios tipos diferentes de tornillos, clavos y pernos con diferentes tipos de alambre. Y ahora he notado un problema con la precisión :) Puedo enrollar una bobina enorme y funcionará, pero ¿cómo enrollo una bobina pequeña pero potente?

Realmente no puedo encontrar una explicación de los laicos sobre qué cable de núcleo de diámetro usar y cuántos devanados. En general, cuantos más devanados, más fuerte es el campo, lo cual es común en todos los artículos que leo.

Encontré un artículo en el que alguien dice que los devanados deben enrollarse en la misma dirección (capa en el sentido de las agujas del reloj, capa en el sentido de las agujas del reloj... etc.)

¿Puede alguien en general sugerir qué tipo de material de núcleo y diámetro serían los mejores y si enrollar las bobinas en la misma dirección realmente ayudaría? Además, ¿hay alguna diferencia en qué dirección apuntan los extremos o ambos lados emiten el mismo campo?

Por el momento tengo PCB con 3 tapas de 1000uf en paralelo a la bobina que es disparada por un transistor. Usaré un Tiny que activa el transistor tal vez 0.2 segundos y necesito una sacudida de poder magnético para tirar de la clapeta hacia abajo y soltarla instantáneamente.

esquemático

simular este circuito : esquema creado con CircuitLab

-EDITAR

Este es un proyecto en el que alguien trabajó usando alimentación USB y enrollando su propia bobina. ¿Usa un transistor Darlington? ¿Eso influye en la bobina de alguna manera? Solo tengo un transistor normal. El espacio tiene que ser de 1,5 a 2 cm para que el badajo pueda tocar la campana. Tengo la misma campana. Él cree que usó 2 m de cable para enrollar la bobina... Usé 3,5 metros y lo enrollé mucho más limpio que el suyo...

  • Transistor Darlington BDX53B
  • 1 x tapa 2200uf 10v

ingrese la descripción de la imagen aquí

Youtube

-EDITAR2

Terminé usando un solenoide de 5v. Se quitaron 2 capacitores y se usó el extremo de empuje del solenoide para sacar la clapeta. ¡Y DING! Funciona a las mil maravillas. ¡¿No tengo idea de cómo el tipo hizo que ese electroimán derribara el badajo?!

ingrese la descripción de la imagen aquí

¿Necesita un solenoide o un electroimán?
Un solenoide que empuja generalmente se puede convertir en un solenoide que tira invirtiendo la dirección de la corriente, generalmente conduciéndolo con un puente H.
De hecho, necesito un imán. Pero la mayoría de los artículos que leo hablan de él como un solenoide.
"imán" no calificado significa "imán permanente"; realmente deberías decir "electroimán".
youtube.com/watch?v=XJde2GzcAyo&feature=youtu.be Esa es mi solución. Me doy cuenta de que el límite de 1000 uf es un problema y debe cambiarse a 470 uf. Todavía funcionará bastante bien con el 5v. ¡Creo que el instructable es falso! ¡No hay forma de que esa bobina enrollada a mano pueda tirar de esa clapeta hacia abajo!

Respuestas (4)

Los devanados que están uno al lado del otro que transportan corriente en direcciones opuestas cancelan el campo magnético del otro: debe enrollar el electroimán para que la corriente viaje en la misma dirección en todas las vueltas de la bobina. No existe un argumento sensato para actuar de manera diferente.

La fuerza del campo magnético está relacionada con el número de vueltas y el flujo de amperios. Para el mismo número de vueltas enrolladas en un solenoide más largo, el campo se reduce con la longitud del solenoide.

¡Estas son sus únicas opciones además de usar superconductores! Menos giros pueden compensarse con una mayor corriente o una longitud de solenoide reducida (giros de apilamiento).

Aquí hay una calculadora que puede usar para estimar la fuerza del campo y usa un valor de campo llamado permeabilidad y esto significa que puede verificar varios materiales y elegir uno que proporcione la fuerza más alta PERO para bobinas domésticas, hacer una pieza de hierro está bien.

También puede introducir el diámetro de la bobina.

Como podría no haberme dado cuenta. ¿Lo que dices sobre los devanados es correcto para un imán? o se puede enrollar un imán de un lado a otro. Estaba confundido con la diferencia de un solenoide y una bobina magnética. Son dos tipos diferentes? y requieren un enfoque diferente o se aplica a ambas situaciones? +1
Además, si necesito enrollar varias capas de alambre enrollado en la misma dirección, ¿puedo usar alambre separado (como en paralelo, todos unidos en + y - pero enrollados uno encima del otro en la misma dirección)? ¿O es necesario que un trozo de alambre vuelva al principio y se enrolle alrededor de la capa anterior?
@ppumkin lo mismo para un electroimán que para un solenoide. Enrollaría todas las vueltas en serie, lo que significa un cable + y un cable -, pero no importa si está construido con bobinas paralelas separadas unidas en paralelo. Si la bobina fuera CA, entonces tendría problemas para enrollar bobinas paralelas, pero eso es un asunto diferente.
Siento cierta confusión aquí, así que simplifiquemos. Debe mantener el eje girando en la misma dirección cuando lo enrolle, pero está perfectamente bien enrollarlo de derecha a izquierda y viceversa muchas veces. Vea este video: youtube.com/watch?v=yfppXiNRnrc
En el argumento de más vueltas: el flujo de corriente disminuye con la resistividad de la bobina, y dado que la resistencia se escala linealmente con la longitud, y la fuerza magnética también se escala linealmente, una vez que llega a resistencias apreciables, no debería haber ningún beneficio real para agregar más vueltas .
@Mels Entonces, cuando estás girando el eje en la misma dirección, ¿estás hablando de la varilla? ¿Necesito girar la varilla/perno en la misma dirección constantemente mientras enrollo el cable hacia la izquierda/derecha/izquierda, etc.?
Rehice mi bobina anoche, muy prolijamente y juntas. unos 3 metros de alambre esmaltado. El electroimán es más fuerte (enrollé todas las bobinas en la misma dirección...) pero no tiene el poder de sacar la clapeta de un espacio mayor a 0,5 cm. Necesito al menos 2 cm de espacio. Me doy por vencido con esto :(
En cuanto a tu penúltimo comentario: sí, exactamente.
En cuanto a lograr un campo más fuerte para "tirar de un espacio más grande", puede lograrlo ejecutando más corriente o usando un cable más delgado y más devanados. También intente definitivamente con un núcleo de hierro débil en lugar de acero o hierro normal.
Además, ¿no puedes acercar un poco más el electroimán al pivote de la clapeta para que la distancia a recorrer sea menor?
@ppumkin 2 cm es una gran brecha, amigo: cualquier posibilidad de una pequeña imagen con dimensiones y número estimado de vueltas y corriente a través de la bobina.
Edité mi pregunta y agregué un proyecto que funciona. ¡¿Estoy tratando de seguir eso pero parece imposible?!
Terminé usando un solenoide de 5v prefabricado que empuja la clapeta. Quité todas las tapas y funciona muy bien. Lástima que no pude hacer funcionar el electroimán :(

Use un núcleo de hierro dulce en lugar de "tornillos, clavos y pernos" que probablemente sean de acero, la alta permeabilidad ayudará a concentrar el flujo magnético de su bobina. Lo mejor es enrollarlo con alambre esmaltado, este es un alambre desnudo pintado con una capa aislante.

alambre esmaltado

El alambre recubierto de plástico es demasiado grueso para hacer un buen electroimán, toda el área del aislador está diluyendo el efecto de su bobina. No use cable desnudo ya que la corriente fluirá a través de las bobinas (cortas) en lugar de en espiral. Enrolle la espiral lo más apretadamente posible y toda la bobina debe girar en la misma dirección (en el sentido de las agujas del reloj).

Su microprocesador 'aTiny' probablemente necesitará ayuda para manejar una bobina. ¿De dónde sacas '0.5A'? Busque cualquiera de los circuitos de controlador de motor en línea que pueda hundir esa carga. Los condensadores por sí solos no ayudarán. Asegúrese de tener un diodo flyback para proteger el controlador.

¿Cómo puedo encontrar este núcleo de hierro dulce? Estoy tratando de seguir los insaciables de un tipo que parece hacerlo bien sin ningún circuito de conducción de motores. Solo una cosa integrada alimentada por USB de 5v con una tapa de 2200uf. Sí, puse un diodo entre la potencia de las bobinas. Según el diagrama (pregunta actualizada)
El transistor Q1 es el circuito controlador en este caso. La corriente de entrada a través de C1/C2/C3 probablemente exceda los límites de conexión en caliente USB, por lo que lo ideal es usar un concentrador alimentado o un cargador USB en lugar de una computadora directamente.
¿Puedo poner un diodo en el suministro para evitar que vuelva la corriente al USB? Idealmente, quiero usar el USB de la computadora y eso es todo. Me gusta esta guía
D1 ya protege contra EMF posterior cuando el campo magnético colapsa. La corriente de irrupción en C1/C2/C3 es un problema aparte: debe limitarse a una irrupción de 100 mA, una cantidad de 10 uF para cumplir con las especificaciones. Estás a 3 mF, 300 veces más. Véase, por ejemplo , corriente de entrada de USB . ¡No lo conectaría a mi computadora portátil! Probablemente haya circuitos integrados que pueda comprar para cargar lentamente la capacitancia a granel con el tiempo si los necesita. ¡Lo más simple sería no usar USB para la alimentación!
Sí, ahora veo lo que quieres decir. Leí un poco y aparentemente hay un temporizador antes de que reinicie el puerto. Algunas personas informan que algunas computadoras lo hacen instantáneamente y otras se las arreglan con esta multa. Hasta los valores que tengo. Pero sí, es posible que al final se necesite un concentrador USB alimentado o que se use algún circuito RC de arranque suave. Ninguno de los cuales quiero hacer.
Terminé usando un solenoide de 5v prefabricado que empuja la clapeta. Quité todas las tapas y funciona muy bien. Lástima que no pude hacer funcionar el electroimán :(

Por supuesto, todas las vueltas de la bobina de un electroimán están en la misma dirección.

El "ida y vuelta" se refiere a la distribución de los devanados a lo largo de la bobina. Una bobina que da muchas vueltas de alambre se puede enrollar de manera muy ordenada y sistemática, o al azar, en términos del patrón de distribución de las vueltas.

Realmente no importa; las diferencias en el patrón de devanado se encuentran en el área de olfateo de corcho de audiófilos, con respecto a los inductores que transportan audio. Por ejemplo, algunos guitarristas eléctricos menosprecian las pastillas de bobinado mecánico e insisten en que pueden escuchar una respuesta diferente a las pastillas de bobinado manual (bobinado manual significa que se usa una máquina para hacer girar la bobina y contar el número de vueltas, pero una persona alimenta el alambre a mano, controlando el patrón de bobinado).

Incluso si fuera cierto que el patrón de bobinado importa en el audio, a los efectos de hacer un electroimán, todo lo que importa es el número de vueltas y su área de sección transversal, no el patrón de bobinado.

Gracias por eso. Parece que algo tan simple que aprendemos en la escuela resulta ser mega complicado cuando necesitas aplicarlo :) +1 Terminé usando un solenoide de 5v prefabricado que empuja la clapeta. Quité todas las mayúsculas y funciona muy bien. Lástima que no pude hacer funcionar el electroimán :(

Además de otras sugerencias antes mencionadas, para hacer un electroimán potente, ya sea sin núcleo o con núcleo, ¡debe seguir el camino de Tesla junto con el devanado del condensador!

Por el camino de Tesla, me refiero a Bifillar o Trifillar, Quadfillar o Hexfillar, ya sea en forma enrollada de lado a lado o en forma esférica de lado a lado.

Devanado bifilar significa usar 2 hilos de alambre de cobre revestido y conectar los extremos de uno de los dos en SERIE, no en paralelo. Entonces, si usa 4 hilos, conectará 3 hilos en serie, etc. El estilo de bobinado de condensador implica que coloque los hilos uno al lado del otro de la manera más perfecta posible y separe cada capa de bobinado con un aislante a juego como Mylar o cinta de plástico o incluso cinta de tela.

Cualquier solenoide o E.Magnet hecho de esta manera es siempre Enormemente Poderoso sin importar su tamaño porque usted ha acondicionado el Imán para poder recibir más Poder del Aire o Energía Radiante cuando lo enciende.

¿Serías capaz de mostrarnos esta energía?
¿En serio? ¿Energía radiante? ¿Más poder desde el aire?
Excelente uso de la tecnopalabrería y ni una fórmula a la vista. Una bobina bifilar es una bobina electromagnética que contiene dos devanados paralelos estrechamente espaciados.-1.
Absolutamente correcto con respecto a los devanados bifilares, y refrescantemente sin tecno-balbuceos. No he probado el método 'Tesla', aunque tendría el efecto de que la corriente se repite de adentro hacia afuera por la cantidad de devanados paralelos conectados en serie. Coincidentemente, comparto el mismo cumpleaños que Tesla (10 de julio), así que solo TIENE que intentarlo :)