solénoïde

Le solénoïde est un dispositif électromagnétique constitué d'une bobine cylindrique enroulée autour d'un noyau, généralement en fer. Lorsqu'un courant circule dans la bobine, il génère un champ magnétique. Si le noyau est fixe, le solénoïde agit comme un inducteur; si le noyau est mobile, il peut devenir un actionneur linéaire qui déplace le noyau et convertit l’énergie électrique en mouvement mécanique, par exemple pour ouvrir ou fermer une vanne.

Structure et principe. La bobine est composée de fils conducteurs isolés enroulés autour d’un noyau. Le noyau améliore la concentration du flux magnétique et peut être ferromagnétique ou non. Le champ magnétique à l’intérieur d’un solénoïde long et idéal est axial. Sans noyau, B ≈ μ0 n I; avec noyau ferromagnétique, B ≈ μr μ0 n I. L’inductance est L = μ N^2 A / l, où N est le nombre de tours, A la section et l (ou long de la bobine). L’énergie magnétique est E = 1/2 L I^2.

Applications et types. Les solénoïdes sont utilisés comme inducteurs dans les circuits électriques, mais aussi comme actionneurs et vannes électromagnétiques. Un solénoïde d’actionnement contient un plongeur qui se déplace sous l’effet du champ pour ouvrir/fermer une vanne, activer un mécanisme de verrouillage ou déplacer une pièce mécanique. Les relais et les systèmes de contrôle industriels reposent fréquemment sur des solénoïdes.

Avantages et limitations. Avantages: simplicité, fiabilité et réponse rapide. Limites: pertes électriques, échauffement, saturation du noyau et consommation continue d’énergie lorsque le champ est nécessaire.