Соленоиды. Виды и устройство. Работа и особенности
Цилиндрическая обмотка, которая имеет длину, значительно больше ее диаметра, называется соленоидом. В переводе с английского, это слово обозначает – подобный трубе, то есть, это катушка, похожая на трубу.
Виды соленоидовПо назначению соленоиды разделяют на два класса:
- Стационарные. То есть, для магнитных полей стационарного вида, которые долго держатся при некоторых значениях.
- Импульсные. Для создания импульсных магнитных полей. Они могут существовать только в краткий период времени, не больше 1 с.
Стационарные способны создать поля не более 2,5х105 Э. Соленоиды импульсного типа могут создать поля 5х106 Э. Если при создании поля соленоиды не подвергаются деформации и не слишком греются, то магнитное поле прямо зависит от проходящего тока: Н = k*I, где k – постоянная величина соленоида, поддающаяся расчету.
Стационарные делятся:
- Резистивные.
- Сверхпроводящие.
Резистивные соленоиды производят из материалов, обладающих электрическим сопротивлением. В связи с этим вся подходящая к ним энергия переходит в теплоту. Чтобы избежать теплового разрушения устройства, необходимо отвести лишнее тепло. Для этих целей применяют криогенное или водяное охлаждение. Для этого требуется вспомогательная энергия, сравнимая с требуемой энергией для питания соленоида.
Сверхпроводящие соленоиды производят из сплавов, обладающих свойствами сверхпроводимости. Их электрическое сопротивление равно нулю при различных температурах во время эксперимента. При функционировании сверхпроводящего соленоида теплота выделяется только в подходящих проводниках и источнике напряжения. Источник питания в этом случае можно исключить, так как соленоид функционирует в короткозамкнутом режиме. При этом поле может существовать без расхода энергии бесконечно долго при условии сохранения сверхпроводимости.
Устройства для создания мощных магнитных полей включают в себя три главные части:
- Соленоид.
- Источник тока.
- Система охлаждения.
При проектировании соленоида берут во внимание величины внутреннего канала и мощности источника питания.
Создание устройства с резистивным соленоидом для образования стационарных полей является глобальной научно-технической задачей. В мире, в том числе и в нашей стране, существует всего несколько лабораторий с подобными устройствами. Применяются соленоиды различных конструкций, эксплуатация которых осуществляется около тепловой границы.
Для обслуживания таких устройств необходим персонал, состоящий из работников высокой квалификации, работа которых дорого ценится. Большая часть финансов расходуется на оплату электрической энергии. Эксплуатация и обслуживание таких мощных соленоидов со временем окупается, так как ученые и исследователи различных областей науки, из разных стран могут получать важнейшие результаты для развития науки.
Наиболее сложные и важные задачи можно решить путем применения сверхпроводящих соленоидов. Этот способ более эффективный, экономичный и простой. Для примера можно назвать создание мощных стационарных полей сверхпроводящими соленоидами. Наиболее оригинальное свойство сверхпроводимости – это отсутствие электрического сопротивления у некоторых сплавов и металлов при температуре ниже критического значения.
Явление сверхпроводимости позволяет производить соленоид, не имеющий диссипации энергии при прохождении электрического тока. Однако, образованное поле имеет ограничение в том, что при достижении некоторого значения критического поля свойство сверхпроводимости разрушается, и электрическое сопротивление возобновляется.
Критическое поле повышается при снижении температуры от 0 до наибольшего значения. Еще в 50-х годах прошлого века открыты сплавы, у которых критическая температура находится в интервале от 10 до 20 К. При этом они имеют свойства очень мощных критических полей.
Технология создания таких сплавов и производство из них материалов для катушек соленоидов очень трудоемка и сложна. Поэтому такие устройства имеют высокую стоимость. Однако их эксплуатация недорогая и простая в обслуживании. Для этого необходим только источник питания низкого напряжения небольшой мощности и жидкий гелий. Мощность источника понадобится не выше 1 киловатта. Устройство таких соленоидов состоит из катушки, выполненной из меди и сверхпроводника многожильным проводом, лентой или шиной.
Существует возможность снижения энергетических затрат на создание еще более мощных полей. Эта возможность реализуется в нескольких ведущих странах, в том числе и в России. Такой способ основан на применении комбинации из водоохлаждаемого и сверхпроводящего соленоидов. Его еще называют гибридным соленоидом. В этом устройстве интегрируются наибольшие достижимые поля обоих типов соленоидов.
Водоохлаждаемый соленоид должен находиться внутри сверхпроводящего. Создание гибридного соленоида является объемной и сложной научно-технической проблемой. Для ее решения требуется работа нескольких коллективов научных учреждений. Подобное гибридное устройство эксплуатируется в нашей стране в Академии наук. Там соленоид со сверхпроводящими свойствами имеет массу 1,5 тонны. Обмотка выполнена из специальных сплавов ниобия с цинком и титаном. Обмотка водоохлаждаемого соленоида выполнена медной шиной.
Устройство и принцип действияСоленоидом также можно назвать катушку индуктивности, которая намотана проводом на каркас в виде цилиндра. Такие катушки могут быть намотаны как одним, так и несколькими слоями. Так как длина обмотки намного больше диаметра, то при подключении постоянного напряжения на эту обмотку, внутри катушки образуется магнитное поле.
Часто соленоидами называют электромеханические устройства, содержащие катушку, внутри которой имеется ферромагнитный сердечник. Такие устройства выполнены в виде втягивающих реле автомобильного стартера, различных электроклапанов.
Втягивающим элементом такого своеобразного электромагнита является сердечник из ферромагнитного материала.
Если в устройстве соленоида нет сердечника, то при подключении постоянного тока вдоль обмотки образуется магнитное поле. Индукция этого поля равна:
Где, N – количество витков в обмотке, l – длина катушки, I – ток, протекающий по соленоиду, μ0 — вакуумная магнитная проницаемость.
На концах соленоида величина магнитной индукции в два раза ниже, по сравнению с внутренней частью, так как две части соленоида совместно образуют двойное магнитное поле. Это применимо к длинному или бесконечному соленоиду, в сравнении с диаметром каркаса обмотки.
По краям соленоида магнитная индукция равна:
Так как соленоиды являются катушками индуктивности, следовательно, соленоид может запасать энергию в магнитном поле. Эта энергия равна работе, совершаемой источником, для образования тока в обмотке.
Этот ток образует в соленоиде магнитное поле:
Если ток в катушке изменяется, то возникает ЭДС самоиндукции. В этом случае напряжение на соленоиде определяется:
Индуктивность соленоида определяется:
Где, V – объем катушки соленоида, z – длина проводника катушки, n – количество витков, l – длина катушки, μ0 — вакуумная магнитная проницаемость.
При подключении к проводникам соленоида переменного напряжения, магнитное поле будет создаваться тоже переменным. Соленоид имеет сопротивление переменному току в виде комплекса двух составляющих: активной и реактивной. Они зависят от индуктивности и электрического сопротивления проводника катушки.
Похожие темы:
Соленоид — это… Что такое Соленоид?
Образование магнитного потока в соленоиде Схема полей в соленоиде при протекании по обмотке переменного токаСолено́ид — разновидность электромагнитов.
Соленоид — это односложная катушка цилиндрической формы, витки которой намотаны вплотную, а длина значительно больше диаметра. Характеризуется значительным соотношением длины намотки к диаметру оправки, что позволяет создать внутри катушки относительно равномерное магнитное поле.
Соленоид почти всегда снабжается внешним магнитопроводом. Внутренний магнитопровод может быть подвижным или отсутствовать вовсе.
Соленоид на постоянном токе
Если длина соленоида намного больше его диаметра и не используется магнитный материал, то при протекании тока по обмотке внутри катушки создаётся магнитное поле, направленное вдоль оси, которое однородно и для постоянного тока по величине равно
(СИ),
(СГС),
где — магнитная проницаемость вакуума, — число витков N на единицу длины l (линейная плотность витков), — ток в обмотке.
При протекании тока соленоид запасает энергию, равную работе, которую необходимо совершить для установления текущего тока . Величина этой энергии равна
При изменении тока в соленоиде возникает ЭДС самоиндукции, значение которой
Индуктивность соленоида
Индуктивность соленоида выражается следующим образом:
- (СИ),
- (СГС),
где — объём соленоида, — длина проводника, намотаннного на соленоид, — длина соленоида, — диаметр витка.
Без использования магнитного материала плотность магнитного потока в пределах катушки является фактически постоянной и равна
где − магнитная проницаемость вакуума, − число витков, — сила тока и — длина катушки. Пренебрегая краевыми эффектами на концах соленоида, получим, что потокосцепление через катушку равно плотности потока , умноженному на площадь поперечного сечения и число витков :
Отсюда следует формула для индуктивности соленоида
- эквивалентная предыдущим двум формулам.
Соленоид на переменном токе
При переменном токе соленоид создаёт переменное магнитное поле.
Если соленоид используется как электромагнит, то на переменном токе величина силы притяжения изменяется. В случае якоря из магнитомягкого материала направление силы притяжения не изменяется. В случае магнитного якоря направление силы меняется. На переменном токе соленоид имеет комплексное сопротивление, активная составляющая которого определяется активным сопротивлением обмотки, а реактивная составляющая определяется индуктивностью обмотки.
Применение
Соленоиды постоянного тока чаще всего применяются как поступательный силовой электропривод. В отличие от обычных электромагнитов обеспечивает большой ход. Силовая характеристика зависит от строения магнитной системы (сердечника и корпуса) и может быть близка к линейной.
Соленоиды приводят в движение ножницы для отрезания билетов и чеков в кассовых аппаратах, язычки замков, клапаны в двигателях, гидравлических системах и проч. Один из самых известных примеров — «тяговое реле» автомобильного стартёра.
Соленоиды на переменном токе применяются в качестве индуктора для индукционного нагрева в индукционных тигельных печах.
См. также
Соленоид — это… Что такое Соленоид?
Образование магнитного потока в соленоиде Схема полей в соленоиде при протекании по обмотке переменного токаСолено́ид — разновидность электромагнитов. Соленоид — это односложная катушка цилиндрической формы, витки которой намотаны вплотную, а длина значительно больше диаметра. Характеризуется значительным соотношением длины намотки к диаметру оправки, что позволяет создать внутри катушки относительно равномерное магнитное поле.
Соленоид почти всегда снабжается внешним магнитопроводом. Внутренний магнитопровод может быть подвижным или отсутствовать вовсе.
Соленоид на постоянном токе
Если длина соленоида намного больше его диаметра и не используется магнитный материал, то при протекании тока по обмотке внутри катушки создаётся магнитное поле, направленное вдоль оси, которое однородно и для постоянного тока по величине равно
(СИ),
(СГС),
где — магнитная проницаемость вакуума, — число витков N на единицу длины l (линейная плотность витков), — ток в обмотке.
При протекании тока соленоид запасает энергию, равную работе, которую необходимо совершить для установления текущего тока . Величина этой энергии равна
При изменении тока в соленоиде возникает ЭДС самоиндукции, значение которой
Индуктивность соленоида
Индуктивность соленоида выражается следующим образом:
- (СИ),
- (СГС),
где — объём соленоида, — длина проводника, намотаннного на соленоид, — длина соленоида, — диаметр витка.
Без использования магнитного материала плотность магнитного потока в пределах катушки является фактически постоянной и равна
где − магнитная проницаемость вакуума, − число витков, — сила тока и — длина катушки. Пренебрегая краевыми эффектами на концах соленоида, получим, что потокосцепление через катушку равно плотности потока , умноженному на площадь поперечного сечения и число витков :
Отсюда следует формула для индуктивности соленоида
- эквивалентная предыдущим двум формулам.
Соленоид на переменном токе
При переменном токе соленоид создаёт переменное магнитное поле. Если соленоид используется как электромагнит, то на переменном токе величина силы притяжения изменяется. В случае якоря из магнитомягкого материала направление силы притяжения не изменяется. В случае магнитного якоря направление силы меняется. На переменном токе соленоид имеет комплексное сопротивление, активная составляющая которого определяется активным сопротивлением обмотки, а реактивная составляющая определяется индуктивностью обмотки.
Применение
Соленоиды постоянного тока чаще всего применяются как поступательный силовой электропривод. В отличие от обычных электромагнитов обеспечивает большой ход. Силовая характеристика зависит от строения магнитной системы (сердечника и корпуса) и может быть близка к линейной.
Соленоиды приводят в движение ножницы для отрезания билетов и чеков в кассовых аппаратах, язычки замков, клапаны в двигателях, гидравлических системах и проч.
Один из самых известных примеров — «тяговое реле» автомобильного стартёра.
Соленоиды на переменном токе применяются в качестве индуктора для индукционного нагрева в индукционных тигельных печах.
См. также
Соленоид — это… Что такое Соленоид?
Образование магнитного потока в соленоиде Схема полей в соленоиде при протекании по обмотке переменного токаСоленоид почти всегда снабжается внешним магнитопроводом. Внутренний магнитопровод может быть подвижным или отсутствовать вовсе.
Соленоид на постоянном токе
Если длина соленоида намного больше его диаметра и не используется магнитный материал, то при протекании тока по обмотке внутри катушки создаётся магнитное поле, направленное вдоль оси, которое однородно и для постоянного тока по величине равно
(СИ),
(СГС),
где — магнитная проницаемость вакуума, — число витков N на единицу длины l (линейная плотность витков), — ток в обмотке.
При протекании тока соленоид запасает энергию, равную работе, которую необходимо совершить для установления текущего тока . Величина этой энергии равна
При изменении тока в соленоиде возникает ЭДС самоиндукции, значение которой
Индуктивность соленоида
Индуктивность соленоида выражается следующим образом:
- (СИ),
- (СГС),
где — объём соленоида, — длина проводника, намотаннного на соленоид, — длина соленоида, — диаметр витка.
Без использования магнитного материала плотность магнитного потока в пределах катушки является фактически постоянной и равна
где − магнитная проницаемость вакуума, − число витков, — сила тока и — длина катушки.
Пренебрегая краевыми эффектами на концах соленоида, получим, что потокосцепление через катушку равно плотности потока , умноженному на площадь поперечного сечения и число витков :
Отсюда следует формула для индуктивности соленоида
- эквивалентная предыдущим двум формулам.
Соленоид на переменном токе
При переменном токе соленоид создаёт переменное магнитное поле. Если соленоид используется как электромагнит, то на переменном токе величина силы притяжения изменяется. В случае якоря из магнитомягкого материала направление силы притяжения не изменяется. В случае магнитного якоря направление силы меняется. На переменном токе соленоид имеет комплексное сопротивление, активная составляющая которого определяется активным сопротивлением обмотки, а реактивная составляющая определяется индуктивностью обмотки.
Применение
Соленоиды постоянного тока чаще всего применяются как поступательный силовой электропривод. В отличие от обычных электромагнитов обеспечивает большой ход. Силовая характеристика зависит от строения магнитной системы (сердечника и корпуса) и может быть близка к линейной.
Соленоиды приводят в движение ножницы для отрезания билетов и чеков в кассовых аппаратах, язычки замков, клапаны в двигателях, гидравлических системах и проч. Один из самых известных примеров — «тяговое реле» автомобильного стартёра.
Соленоиды на переменном токе применяются в качестве индуктора для индукционного нагрева в индукционных тигельных печах.
См. также
СОЛЕНОИД — это… Что такое СОЛЕНОИД?
(от греч. solen — трубка и eidos — вид) — проволочнаяспираль с током, характеризуемая числом витков на единицу длины п, длиной l, диаметром d; толщина провода и шаг спирали (винтовой линии)малы по сравнению с d и l. Термин «С.» применяют и в болеешироком значении — так называют катушки с произвольным сечением (квадратныйС., прямоуг. С.), и не обязательно цилиндрические (тороидальный С.
). Различаютдлинный С. (ld
С. изобретён в 1820 А. Ампером (A. Ampere) для усиления открытого X.Эрстедом (Н. Oersted) магн. действия тока и был применён Д. Араго (D. Arago)в опытах по намагничиванию стальных стержней. Магн. свойства С. были экспериментальноизучены Ампером в 1822 (тогда же им был введён и термин «С.»), была установленаэквивалентность С. постоянным природным магнитам той же конфигурации, чтоявилось подтверждением электродинамич. теории Ампера, объяснявшей магнетизмвзаимодействием скрытых в телах кольцевых молекулярных токов.
Энергия магн. поля С. с точностью до величины порядка d/l сосредоточенавнутри С. Вдали от концов С. внутр. поле близко к однородному с напряжённостью Н= пI в СИ (в гауссовой системе единиц H = 4pnI/с).Внеш. поле С. близко к полю двух магн. зарядов ±qm, помещённыхна его концах [( — магн. постоянная)в СИ, вгауссовой системе единиц]. Силовые линии магн. поля С. приведены на рис.
С. используются в физике и технике для создания квазподнородных магн. Лит.: Калантаров П. Л., Цейтлин Л. А., Расчет индуктивностей,3 изд., Л., 1986; Фейнман Р., Лейтон Р., С э н д с М., Фейнмановские лекциипо физике, пер. с англ., [в.] 5, 2 изд., М., 1977. Г. В. Пермитин.
Физическая энциклопедия. В 5-ти томах. — М.: Советская энциклопедия. Главный редактор А. М. Прохоров. 1988.
Соленоид. Электромагниты. Все о магнитах :: Класс!ная физика
СОЛЕНОИД
ЭЛЕКТРОМАГНИТ
Соленоид – это катушка индуктивности в виде намотанного на цилиндрическую поверхность изолированного проводника, по которому течёт электрический ток.
Электрический ток в обмотке создает в окружающем пространстве магнитное поле соленоида.
Соленоид становится магнитом.
Железные опилки притягиваются к концам катушки при прохождении
через нее электрического тока и отпадают при отключении тока.
Сила магнитного поля катушки с током зависит от числа витков катушки,
от силы тока в цепи и от наличия сердечника в катушке.
Чем большее число витков в катушке и чем больше сила тока, тем сильнее магнитное поле. Железный сердечник, введенный внутрь катушки с током усиливает магнитное поле катушки
Если подвесить соленоид на нити, то он повернется и сориентируется в магнитном поле Земли
подобно свободно вращающейся магнитной стрелке.
Конец соленоида, из которого магнитные линии выходят, становится северным полюсом, а другой конец, в который магнитные линии входят, — южным полюсом магнита-соленоида.
___
Графически изображение магнитного поля соленоида похоже на магнитное поле полосового магнита.
Магнитные линии магнитного поля катушки с током замкнутые кривые
и направлены снаружи катушки от северного полюса к южному полюсу.
___
Внутри соленоида, длина которого значительно больше диаметра, магнитные линии магнитного поля параллельны и направлены вдоль соленоида.
Устали? — Отдыхаем!
Соленоиды: что это такое, и основные неисправности и их устранение
Приветствую вас, дорогие мои читатели. Не буду вас утомлять терминами из энциклопедии, благо таких хоть пруд пруди. Постараюсь доходчиво и популярно рассказать про соленоиды, которые повсеместно присутствуют в наших автомобилях.
Что такое соленоид
Все просто: металлический или магнитный стержень , который помещен внутрь обмотки (катушки индуктивности). Когда на обмотку (катушку индуктивности) подается напряжение, создается магнитное поле, которое притягивает или отталкивает тот самый стержень. На конец стержня (сердечника) прикрепляется элемент, который необходимо привести в движение.
Где применяются соленоиды
Говоря коротко — в тягах. Другими словами если что-то нужно толкнуть или подтянуть, применяется соленоид. Соленоиды вы встретите в простых электромагнитных клапанах, тягах центрального замка, воздушных заслонках в климат контроле, которые могут принимать положение «открыто» или «закрыто». Но есть два узла в автомобиле, которые чаще всего упоминаются: топливная форсунка в распределенном впрыске и втягивающее реле в стартере — эти детали являются соленоидами.
Насколько надежны соленоиды
Сложно представить условия, при которых может сломаться сам соленоид. Его как минимум необходимо перегреть, чтобы повредить изоляцию в обмотке или подать напряжение выше номинального. Обычно ломается не сам соленоид, а узел, который приводится им в действие. Не важно, будет это АКПП, внутри которой имеется множество соленоидных клапанов, или привод заслонки рециркуляции воздуха — скорее сломается тяга или мембрана, а не соленоид. Вспомните: топливные форсунки щелкают почти всегда, в вот игла, приводимая в движение соленоидом со временем обрастает налетом, который не позволяет ей двигаться или плотно прилегать, в итоге форсунка или перестает открываться или теряет герметичность.
Как устранить неисправность в соленоиде
Для начала стоит убедиться, что соленоид цел. Для этого его необходимо прозвонить, чтобы исключить обрыв, после чего замерить его сопротивление, сравнив его с паспортным. Если сопротивление в норме и обрыва нет, переходим к следующему пункту.
Если соленоид цел, значит что-то мешает передвигаться его стержню. В клапанах адсорбера может всосать уголь, в заслонках забиваются грязью и жиром шарниры заслонок, в форсунках образуется налет или выработка — в общем попробуйте пошевелить механизм рукой, пытаясь понять, что мешает двигаться.
Если рукой не долезть, или придется разбирать узел на свой страх и риск или промывать его моющими жидкостями или заменять, так и не узнав, что же случилось.
Помните: топливные форсунки и клапаны АБС пытаться разобрать и починить очень опасно. Это хорошо, если вы их просто сломаете, но если вам удастся их собрать, то последствия установки «восстановленной» детали будут скорее всего плачевными.
РЕКОМЕНДУЕМ ТАКЖЕ ПРОЧИТАТЬ:
Как работает соленоид?
Что такое соленоид?
Соленоид — это общий термин для катушки с проволокой, используемой в качестве электромагнита. Это также относится к любому устройству, которое преобразует электрическую энергию в механическую с помощью соленоида. Устройство создает магнитное поле из электрического тока и использует магнитное поле для создания линейного движения. Обычно соленоиды используются для питания переключателя, такого как стартер в автомобиле, или клапана, например, в спринклерной системе.
Как работает соленоид
Соленоид представляет собой катушку с проволокой в форме штопора, обернутую вокруг поршня, часто сделанного из железа.Как и во всех электромагнитах, при прохождении электрического тока через провод создается магнитное поле. Электромагниты имеют преимущество перед постоянными магнитами в том, что их можно включать и выключать подачей или снятием электрического тока, что делает их полезными в качестве переключателей и клапанов и позволяет полностью автоматизировать их.
Как и все магниты, магнитное поле активированного соленоида имеет положительные и отрицательные полюса, которые будут притягивать или отталкивать материал, чувствительный к магнитам.В соленоиде электромагнитное поле заставляет поршень двигаться либо назад, либо вперед, именно так движение создается катушкой соленоида.
Как работает электромагнитный клапан?
В клапане прямого действия электрический ток активирует соленоид, который, в свою очередь, тянет поршень или плунжер, который иначе заблокировал бы поток воздуха или жидкости.
В некоторых электромагнитных клапанах электромагнитное поле не действует напрямую, открывая канал. В управляемых клапанах соленоид перемещает плунжер, который создает небольшое отверстие, и давление через отверстие — это то, что управляет уплотнением клапана.В обоих типах соленоидным клапанам требуется постоянный поток электрического тока, чтобы оставаться открытым, потому что после прекращения подачи тока электромагнитное поле рассеивается, и клапан возвращается в исходное закрытое положение.
Электрические соленоиды
В автомобильной системе зажигания соленоид стартера действует как реле, устанавливая металлические контакты для замыкания цепи. Соленоид стартера получает небольшой электрический ток при включении зажигания автомобиля, обычно при повороте ключа.Затем магнитное поле соленоида сжимает контакты, замыкая цепь между аккумулятором автомобиля и стартером. Соленоиду стартера требуется постоянный поток электричества для поддержания цепи, но поскольку двигатель запускается самостоятельно, соленоид неактивен большую часть времени.
Использование соленоидов
Соленоиды невероятно универсальны и чрезвычайно полезны. Их можно найти во всем: от автоматизированного заводского оборудования до пейнтбольного оружия и даже дверных звонков.В дверном звонке звуковой сигнал раздается, когда металлический поршень ударяет по тоновой полосе. Сила, которая перемещает поршень, представляет собой магнитное поле соленоида, который получает электрический ток при нажатии на дверной звонок.
Что такое соленоид? | Sciencing
Если вы любитель электроники, может настать время, когда вы встретите элемент оборудования, называемый соленоидом. Эта статья расскажет вам о соленоидах: как они работают и для чего используются.
Значение
Соленоид — это отрезок металлической проволоки, свернутый в спираль. В большинстве случаев проволока наматывается на металлический сердечник, называемый арматурой.
Соленоиды имеют два сердечника — подвижный якорь и неподвижный сердечник. Когда напряжение проходит через соленоид, создается магнитное поле. Этот результат является причиной того, что соленоиды обычно используются в качестве электромагнитов.
Функция
Когда электрический ток проходит через катушки соленоида, создается магнитное поле.Сила и величина магнитного поля определяется количеством катушек соленоида. В соленоидах якорь подвижен: поэтому, когда напряжение проходит через катушки, якорь перемещается, увеличивая потокосцепление. Это достигается за счет закрытия воздушного зазора между двумя сердечниками. Подвижный сердечник или якорь подпружинен, поэтому, когда на соленоид отключается напряжение, он возвращается в исходное положение.
Рекомендации
Соленоиды используются в самых разных приложениях, от электронных хобби до бытовой техники.Чаще всего они встречаются в приложениях, требующих автоматического включения / выключения, таких как электрический замок или защелка. Соленоиды также часто встречаются в бытовой технике по всему дому или в офисе, например, в стиральной машине и копировальной машине. Они используются в автомобилях и даже могут быть найдены в автоматах для игры в пинбол.
Типы
Поскольку соленоиды используются во многих различных приложениях, существует множество их различных типов. Некоторые из наиболее часто используемых соленоидов включают: Электромеханические соленоиды — это тип соленоидов, упомянутый ранее в этой статье.Пневматические соленоиды — Пневматические соленоиды используются в качестве переключателя в большинстве пневматических устройств. Когда он открывается и закрывается, воздух или газ проходят в нужную точку. Он также используется в качестве интерфейса, который устраняет разрыв между пневматической системой и электронными контроллерами, которые ими управляют. Гидравлические соленоиды — по функциям аналогичны пневматическим соленоидам, основное отличие состоит в том, что гидравлические соленоиды управляют потоком жидкостей, обычно масла.
Этот тип соленоида обычно используется для контроля количества масла, используемого в автоматизированном металлообрабатывающем оборудовании.Они также используются для управления потоком трансмиссионной жидкости в автоматических трансмиссиях. Соленоиды стартера — используемые в автомобилях, соленоид стартера, иногда называемый реле стартера, является частью системы зажигания. Когда ключ поворачивается, напряжение от аккумулятора и выключателя зажигания вызывает закрытие соленоида, что приводит к запуску двигателя. Когда у кого-то разрядился аккумулятор и они пытаются завести автомобиль, щелкающий звук, который они слышат, исходит от соленоида стартера.
Expert Insight
Термин «соленоид» используется в различных отраслях промышленности.В инженерной области термин соленоид также может использоваться для описания преобразовательных устройств. Большинство профессионалов, работающих с электромагнитными клапанами, обычно называют их просто соленоидами. В физике этот термин относится именно к тому, что это такое — металлической катушке с проволокой вокруг подвижного сердечника. Соленоид автомобильного стартера также можно назвать линейным соленоидом.
AC Vs. Соленоиды постоянного тока и принцип их работы
аспектов
Соленоиды — это устройства, которые способны преобразовывать электрическую энергию в механическую или линейную.Самый распространенный тип соленоидов — это использование магнитного поля, создаваемого электрическим током, в качестве спускового механизма для создания толкающего или тягового усилия, которое вызывает механическое действие в таких объектах, как пускатели, клапаны, переключатели и защелки.
Самый простой тип соленоидов зависит от двух основных аспектов их функции: изолированного (или эмалированного) провода, имеющего форму плотной катушки, и сплошного стержня из железа или стали. Железный или стальной стержень является ферромагнитным, что позволяет ему при воздействии электрического тока действовать как электромагнит.
Соленоиды не являются исключительно электромагнитными. Другие типы соленоидов, такие как пневматические соленоиды, используют воздух, в отличие от магнитных полей, для создания механической энергии. Гидравлические соленоиды используют давление гидравлической жидкости в заполненном жидкостью цилиндре.
Соленоиды, которые используют электрический ток, делятся на две основные категории — соленоиды, которые используют переменный ток в качестве источника энергии, и соленоиды, которые используют постоянный ток в качестве источника питания.
Функция
Хотя соленоиды переменного и постоянного тока используют разные типы тока, они оба работают одинаково.Когда изолированный спиральный провод соленоида получает электрический ток, создаваемое магнитное поле сильно притягивает железный или стальной стержень. Шток, прикрепленный к пружине сжатия, перемещается в катушку и остается там до тех пор, пока ток не прекратится, сохраняя пружину под давлением все время. Когда ток отключается, сжатая пружина с силой возвращает стержень в исходное положение.
Сила, создаваемая пружиной на стержне, — это то, что делает соленоид полезным в устройствах, в которых используется несколько различных частей, которые необходимо быстро активировать последовательно.
Сравнение
Между соленоидами переменного и постоянного тока существует ряд различий. Соленоиды постоянного тока тише и работают медленнее, чем соленоиды переменного тока. Они также менее мощные, чем соленоиды переменного тока.
Электромагнитные клапаны переменного тока могут перегореть, если они неисправны и слишком долго остаются в разомкнутом (полнотоком) положении. Ток, который проходит через соленоид переменного тока, начинается с первого выброса чрезвычайно сильного тока, а затем падает до более низкого нормального уровня.Если соленоид остается открытым слишком долго и получает слишком большую часть этой первой волны максимального тока, это может привести к необратимому повреждению устройства.
Напротив, соленоиды постоянного тока не изменяют токи и не подвергаются риску повреждения током.
В цепях постоянного тока можно без проблем использовать соленоиды переменного тока, но соленоиды постоянного тока нельзя использовать в других цепях, не создавая шума и не перегреваясь.
Уловки с плазменным шаром | Sciencing
Плазменный шар — это устройство, основанное на плазменной лампе, первоначально изобретенной Никола Тесла, а теперь оно обычно продается как разновидность настольной игрушки или привлекающего внимание гаджета.Заполненный смесью газов, таких как гелий и неон, плазменный шар содержит нити плазмы, которые светятся и испускают электромагнитное излучение по-разному в зависимости от предметов, размещенных рядом с шаром.
Освещение Люминесцентные лампы
Люминесцентные лампы загораются, если их поместить рядом с активным плазменным шаром. Это происходит из-за электрического тока, протекающего через плазму, которую стекло шара не блокирует. Светодиоды и аргоновые лампы также загораются, если их поместить рядом с плазменным шаром.
Запись металлической булавкой
Если вы накроете плазменный шар алюминиевой фольгой, а затем поместите лист бумаги на алюминиевую фольгу, вы можете писать на бумаге металлической булавкой или острым концом ножа. Все, что вы напишете, останется на бумаге из-за взаимодействия металла и электрического тока.
Прожигание бумаги сквозь металл
Если вы поместите кусок токопроводящего металла, например, четверть, на плазменный шар, вы можете поджечь кусок бумаги или картона.Все, что вам нужно сделать, это положить другой кусок металла, например, скрепку, поверх бумаги, чтобы провести электрический ток через бумагу. Молния, похожая на миниатюрную молнию, пробьет бумагу, прожигая в ней дыру.
Вождение безумного калькулятора
Если вы поместите простой калькулятор со светодиодным экраном рядом с плазменным шаром, числа на калькуляторе сойдут с ума и начнут меняться сами по себе.
Не пытайтесь проделать этот трюк с ценным калькулятором, так как эксперимент может испортить светодиодный экран.
Шокирование друзей
Если вы коснетесь плазменного шара одной рукой и коснетесь другого человека другой, вы нанесете другому человеку удар электрическим током. Это потому, что ваше тело становится проводником электричества. Обязательно предупредите своих друзей, прежде чем попробовать на них этот трюк.
Зажигание спички
Если вы поднесете незажженную спичку на несколько дюймов к вершине плазменного шара, а затем дотронетесь до конца спички карандашом, спичка загорится.Возможно, вам придется подождать около минуты, чтобы это произошло. Будьте очень осторожны, сразу же задуйте спичку и не позволяйте огню распространиться.
Повторное зажигание плазменного шара
Вы можете повторно зажечь плазменный шар на короткое время после того, как он был выключен, используя свое собственное тело для проведения электричества. Положите руку на плазменный шар, пока он включен, затем выключите шар. Немедленно положите руку на плазменный шар, и вы увидите, как электрические болты вспыхивают у вас в руке. Уберите руку и несколько раз хлопните в ладоши.С каждым хлопком вы должны увидеть, как через плазменный шар проходит больше электрических болтов, даже если электричество к мячу отключено.
Безопасность с плазменным шаром
Плазменный шар — это электрическое устройство высокого напряжения, которое следует использовать с осторожностью. Излучаемые им частоты могут мешать работе сотовых телефонов, Wi-Fi и беспроводных телефонов. Поскольку плазменный шар излучает электромагнитное излучение, он может мешать работе кардиостимуляторов. Следует соблюдать все меры предосторожности, если вы пытаетесь использовать плазменный шар для создания эффектов горения или огня, и ничего легковоспламеняющегося не должно оставаться в контакте с плазменным шаром.
Определение соленоида по Merriam-Webster
так · ле · ноид | \ ˈSō-lə-ˌnȯid , ˈSä- \: катушка с проволокой, обычно цилиндрической формы, которая при прохождении тока действует как магнит, так что подвижный сердечник втягивается в катушку, когда ток течет, и которая используется, в частности, в качестве переключателя или элемента управления для механического устройства (например, как клапан)
Как работают соленоиды | HowStuffWorks
«Динь-дон!» Похоже, пицца здесь.
Разносчик вышел на крыльцо и только что позвонил в дверь. Сделав это, он активировал одно из самых полезных устройств в нашем мире электроники: соленоид.
Без этих вещей жизнь была бы намного труднее. Современные автомобили зависят от соленоидов; они являются неотъемлемой частью некоторых дверных замков; а вы знали, что в вашей стиральной машине есть соленоиды?
Что такое соленоид?
Определенно, каждый соленоид включает кусок металлической проволоки, свернутый в спираль.Вот как они извлекают выгоду из электромагнетизма, одной из фундаментальных сил Вселенной.
«Противоположности притягиваются» может быть сомнительным советом при свидании, но это незыблемое правило магнетизма. Все магниты включают северный и южный полюса. У них также есть магнитное поле, которое течет от первого ко второму.
Два северных полюса, естественно, будут отталкивать друг друга. То же для двух южных полюсов. Но если вы возьмете пару магнитов и поместите их близко друг к другу, северный полюс первого магнита будет притягиваться к южному полюсу второго магнита.Это физика, детка.
Соленоиды полезны, потому что они дают механикам и инженерам некоторый контроль над этим процессом. Когда электрический ток течет по металлическому проводу, он создает магнитное поле. Заряженные частицы в этом поле движутся по кругу с внешней стороны указанного провода.
Скручивание проволоки усиливает ее магнитное поле. С каждой добавляемой новой катушкой поле становится более мощным. И вот еще одна вещь, о которой нужно помнить: магнитное поле будет более сконцентрировано в пространстве внутри этих катушек — и меньше в области, окружающей ваш провод.
Электрические горки
А теперь самое интересное. По большей части провода соленоида намотаны на металлический стержень. (Слово «соленоид» является производным от греческого слова sōlēnoeidēs, , что означает «трубчатый».)
Когда провод получает электрический ток, этот кусок металла притягивается — и тянется к — один конец соленоида.
Но эффект временный. Отключите электрический ток, и вы убьете магнитное поле.Затем, благодаря пружинной нагрузке, ваше устройство должно вернуться в исходное положение.
В принципе, мы можем съесть свой торт и съесть его. Соленоиды позволяют нам намагничивать провода, а затем размагничивать их, когда мы захотим (в значительной степени). И все это одним нажатием кнопки. Или поворот ключа.
Как мы уже говорили, в автомобилях используются соленоиды. При повороте ключа зажигания электричество от аккумулятора передается на соленоид стартера. После его активации происходит несколько вещей. Электрический ток в проводе соленоида притягивает подвижный железный стержень.Цепь между стартером и аккумулятором автомобиля замкнута. А зубчатое колесо «шестерня» входит в зацепление с диском, который называется «маховик».
В течение нескольких секунд двигатель вашего автомобиля, который когда-то бездействовал, оживает. По крайней мере, так должен работать .
С вами такое когда-нибудь случалось? Вы сидите в машине и только что повернули ключ зажигания, но двигатель не запускается. Вместо этого вы слышите неприятный щелкающий звук. Причиной может быть разряженная батарея или неисправный генератор.Или, возможно, ваш соленоид стартера является настоящим виновником.
Любой механик должен иметь возможность проверить ваш соленоид, если у него под рукой есть тестер цепей или мультиметр. Иногда эти детали поддаются ремонту. Иногда это не так — и их нужно заменить. Так протекает жизнь автовладельца.
Автомобили и бытовая техника используют соленоиды
Кстати, многие автомобили также используют соленоиды в электрических дверных замках. Отдельные соленоиды активируются для блокировки или разблокировки дверных ручек, используя те же принципы, которые мы уже обсуждали.
Это не значит, что все соленоиды созданы равными. Существует множество вариаций, каждая из которых имеет свои сильные стороны.
В производственных и водоочистных установках хорошо используются гидравлические соленоиды.
Как следует из названия, они регулируют поток воды и других жидкостей. Также давайте не будем забывать о пневматических соленоидах, которые одинаково воздействуют на содержащиеся газы.
Завершив полный круг, мы вернемся к парню с пиццей на вашей ступеньке. Не во всех дверных звонках используются соленоиды; в новых проектах они, как правило, полностью отсутствуют.Но даже в золотой век «умных» устройств многие дверные звонки все еще содержат электромагнитные штуковины.
Допустим, ваш — один из них. Когда наш перевозчик пиццы нажимал кнопку, он пропускал электричество через встроенный соленоид. Магнитное поле, создаваемое этим простым действием, втягивало железный сердечник в свернутую проволоку. Затем металл ударил в крошечный колокольчик, издав «Дин!» шум.
Очевидно, курьер не мог вечно держать кнопку нажатой. Когда он отпустил его, магнитное поле исчезло, и пружина выстрелила в этот железный сердечник в противоположном направлении.Затем металл ударил по второму звонку, который прозвучал «Дон!»
Должен дать вам повод задуматься, пока вы наслаждаетесь этими бесплатными хлебными палочками.
Как работает электромагнитный клапан
Что такое электромагнитный клапан?
Определение электромагнитного клапана — это электромеханический клапан, который обычно используется для управления потоком жидкости или газа. Существуют различные типы электромагнитных клапанов, но основные варианты — с пилотным или прямым действием.Клапаны с пилотным управлением, наиболее широко используемые, используют давление в трубопроводе системы для открытия и закрытия главного отверстия в корпусе клапана.
В то время как соленоидные клапаны прямого действия напрямую открывают или закрывают отверстие главного клапана, которое является единственным каналом потока в клапане. Они используются в системах, требующих низкой пропускной способности, или в приложениях с низким перепадом давления на отверстии клапана.
Принцип действия электромагнитных клапанов
Принцип действия электромагнитного клапана заключается в управлении потоком жидкостей или газов в положительном, полностью закрытом или полностью открытом режиме.Их часто используют для замены ручных клапанов или для дистанционного управления. Функция электромагнитного клапана включает открытие или закрытие отверстия в корпусе клапана, что позволяет или предотвращает прохождение потока через клапан. Плунжер открывает или закрывает отверстие, поднимаясь или опускаясь внутри гильзы за счет подачи питания на катушку.
Электромагнитные клапаны состоят из змеевика, плунжера и втулки в сборе. В нормально закрытых клапанах возвратная пружина плунжера прижимает плунжер к отверстию и препятствует потоку.Когда на катушку соленоида подано напряжение, результирующее магнитное поле поднимает плунжер, обеспечивая поток. Когда катушка соленоида находится под напряжением в нормально открытом клапане, плунжер закрывает отверстие, что, в свою очередь, предотвращает поток.
Почему используется электромагнитный клапан?
В большинстве приложений управления потоком необходимо запускать или останавливать поток в контуре, чтобы контролировать жидкости в системе. Для этого обычно используется электромагнитный клапан с электронным управлением. Электромагнитные клапаны, приводимые в действие соленоидом, могут быть расположены в удаленных местах и могут управляться с помощью простых электрических переключателей.
Электромагнитные клапаны — наиболее часто используемые элементы управления в жидкостной технике. Они обычно используются для отключения, выпуска, дозирования, распределения или смешивания жидкостей. По этой причине они используются во многих областях. Соленоиды обычно обеспечивают быстрое и безопасное переключение, длительный срок службы, высокую надежность, низкую мощность управления и компактную конструкцию.
Где используется электромагнитный клапан?
Электромагнитные клапаны применяются в широком диапазоне промышленных настроек, включая общее двухпозиционное управление, контуры управления заводом, системы управления технологическими процессами и различные приложения производителей оригинального оборудования, и это лишь некоторые из них.
Электромагнитные клапаны можно найти во многих различных секторах, в том числе:
- Водоснабжение
- Очистка питьевой воды
- Очистка сточных вод
- Очистка / очистка серой и черной воды
- Машиностроение
- Охлаждение, смазка и дозирование
- Услуги в строительстве
- Большие системы отопления, климат-контроль
- Техника безопасности
- Системы защиты водопроводов и пожаротушения
- Компрессоры
- Сброс давления и дренаж
- Подача топлива
- Транспортные и резервуарные помещения
- Пожары системы
- Газовый и жидкий автомат горения
- Газовая хроматография
- Регулировка газовой смеси
- Приборы для анализа крови
- Контроль процессов очистки
Как заменить электромагнитные клапаны
Для правильного и точного управления работой, электромагнитные клапаны должны быть настроены и выбраны в соответствии с конкретным приложением.Наиболее важными параметрами для выбора электромагнитного регулирующего клапана являются значение Kv (выраженное в кубических метрах в час) и диапазон давления в приложении.
Чем ниже отверстие клапана или чем прочнее змеевик, тем выше давление, при котором клапан может закрыться. На основании рассчитанного значения Kv и диапазона давления для планируемого применения можно определить соответствующий тип клапана и его требуемое отверстие.
Что такое электромагнитный клапан NAMUR?
NAMUR — это аббревиатура от User Association of Automation Technology in Process Industries, которая служит стандартом для технологии автоматизированных клапанов.Стандартные интерфейсы полезны для монтажа приводов, поскольку они помогают снизить затраты на изготовление и установку соленоидов. Bürkert предлагает для покупки широкий выбор электромагнитных клапанов NAMUR. Посетите наш веб-сайт сегодня, чтобы просмотреть полный ассортимент электромагнитных клапанов.
Где купить электромагнитный клапан
Клапаны Bürkert можно найти практически во всех отраслях промышленности. От сварочных роботов до гидротехнических сооружений, от пылеудаления при добыче полезных ископаемых до контроля давления в кабине самолета — все возможно с нашими клапанами в качестве надежного компонента вашей системы.Независимо от того, нужен ли вам отдельный клапан, клапанные блоки или индивидуальные решения, вся наша линейка продуктов ориентирована на обеспечение контролируемого обращения с жидкостями и газами.
Наша продукция предназначена для предоставления:
- Высокая гибкость благодаря модульной конструкции
- Разнообразный выбор материалов
- Высокая надежность и длительный срок службы
- Низкое воздействие на окружающую среду
Приобретите высококачественные электромагнитные клапаны в интернет-магазине Burkert прямо сегодня . Или, чтобы получить дополнительную информацию, позвоните нам по телефону +44 1285 648 720, по электронной почте[email protected] или заполните нашу контактную форму.
Самые популярные электромагнитные клапаны Bürkert
Не все электромагнитные клапаны созданы одинаково. Да, здесь, в Bürkert, мы регулярно разрабатываем невероятно инновационные соленоиды — это то, что мы делаем! Однако часто требуется прочная и надежная рабочая лошадка соленоида, которая, как вы можете быть уверены, многократно выполнит свою работу в течение длительного и выдающегося жизненного цикла. Следующие три электромагнитных клапана Bürkert являются воплощением надежности.
Получить дополнительную информацию .