Solución:
Fuerza de un solenoide = $ (N cdot I) ^ 2 dfrac {μ_0 cdot A} {(2 g ^ 2)} $
Dónde:
- μ0 = 4π × 10-7
- F es la fuerza en Newtons
- N es el número de vueltas de la bobina
- Yo es la corriente en amperios en la bobina
- A es el área en unidades de longitud al cuadrado (área de sección transversal de la bobina)
- g es la longitud del espacio entre la bobina y el hierro.
Si desea verificar la fuerza de tracción de los solenoides y conoce el número de vueltas y tiene una buena estimación del “espacio” y el área de la sección transversal del devanado, utilice la fórmula.
Sin embargo, es notable que la fuerza es proporcional a la corriente al cuadrado y si los 12 V que usó cayeron a (digamos) 6 V bajo la carga del solenoide, la fuerza de tracción se reduciría a un cuarto porque la corriente se habría reducido a la mitad. También vale la pena señalar que la fuerza es inversamente proporcional al espacio al cuadrado: el doble del espacio y los cuartos de fuerza.
Como ha notado, las baterías de 9v que está utilizando se agotan sin carga (14v para 2 es igual a 7v para un solo 9v, que es ~ 1.15v para cada una de las celdas alcalinas dentro de una batería de 9v). En carga, cae significativamente. Esto se debe a dos razones. Uno, su solenoide tiene una gran irrupción y corriente de retención. Al 150% del voltaje típico de 12 V, también hay un tirón de corriente mayor.
Pero dos baterías de 9v NO están diseñadas para grandes consumos de corriente. Están diseñados para una vida útil prolongada con corrientes pequeñas (como detectores de humo). Las baterías de 9v se componen típicamente de 6 paquetes pequeños de pilas alcalinas en serie. La capacidad típica de un 9v es ~ 200 maH (esto podría estar mal, lo corregiré más adelante). A medida que se drena cada celda (simultáneamente), la resistencia interna aumenta, el voltaje disminuye y la corriente que puede generar también lo hace. Un solenoide común agotará rápidamente una batería de 9 voltios. Otras baterías de consumo comunes tienen una capacidad mucho mayor y pueden soportar grandes consumos de corriente durante más tiempo sin demasiada caída de voltaje. Las baterías AA tienen una capacidad de corriente de 2000 maH o 2 AH. C y D aún más. También baterías de linterna de 6 voltios. Luego están las baterías recargables como 12v SLA o LiPos, todas que regularmente alimentan motores de alto consumo durante horas.
Piensa en esto, de esta manera. Todas las radios portátiles utilizan varias baterías D en serie. La única vez que ve un 9v en una radio es como una batería de respaldo de memoria. Deshazte de las baterías de 9v, no son útiles para probar motores o solenoides más allá de simplemente ver si están funcionando.