Что такое соленоид и для чего он используется
Применение соленоида
Вы никогда не задумывались, как ваш двигатель автомобиля начинает закускаться, когда вы поворачиваете ключ? Или, как ваш звонок звучит при нажатии кнопки? Или о том, как ирригационная система включается для того чтобы украсить ваш газон в нужное время?
Эти простые повседневные случаи происходят из-за небольшой катушки провода, используемой в качестве электромагнита. Это устройство называется электромагнитным клапаном.
Электромагнитный клапан – это любой компонент, который преобразует электрическую энергию в механическую энергию и тем самым создает магнитное реакции. Это происходит каждый раз когда электрический ток проходит через провод.
Соленоид напоминает форму штопора и окружен вокруг железного поршня.
Устройство работает как поршень, и активирует системы или устройства, когда они приведены в движение. Когда устройство активизируется, включается магнитное поле, которое натягивает арматуру, будь то поршень и вращается, против действия пружины. При окончании активации, поршень или ходовая возвращается в исходное положение в катушке.
Есть несколько различных применений для таких клапанов.
Как было скачано ранее в этой статье, электромагнитный клапан может завести ваш автомобиль, активировать дверной звонок или спринклерную систему. Как правило, электромагнитный клапан используется, чтобы активизировать или жидкую или гидравлическую систему.
Другое использование клапана включает действие и включение центрального отопления в Вашем доме, посудомоечной машины или любой другой газовой, или жидкостной системы. Эти клапаны различаются по размеру, главным образом по количеству связей выпускного канала, которые они содержат.
Некоторые из них есть только 2 порта, другие имеют несколько портов. Клапаны, у которых есть 2 порта, используются, чтобы включить или выключить устройство. Клапаны с многократными портами могут переключать контроль электрического тока между выпускными каналами. В дополнение к переменному числу связей порта есть прямые действующие электромагнитные клапаны, так же как внутренне или внешне ведомые электромагнитные клапаны. Все виды электромагнитных клапанов выполняют сходные функции, но на разных уровнях и масштабах.
articleland.ru
Магнитное поле соленоида
Соленоидом называется совокупность N одинаковых витков изолированного проводящего провода, равномерно намотанных на общий каркас или сердечник. По виткам проходит одинаковый ток. Магнитные поля, созданные каждым витком в отдельности, складываются по принципу суперпозиции. Индукция магнитного поля внутри соленоида велика, а вне его - мала. Для бесконечно длинного соленоида индукция магнитного поля вне соленоида стремится к нулю. Если длина соленоида во много раз больше диаметра его витков, то соленоид можно практически считать бесконечно длинным. Магнитное поле такого соленоида целиком сосредоточено внутри него и является однородным (рис.6).
Величину индукции магнитного поля внутри бесконечно длинного соленоида можно определить, используя теорему о циркуляции вектора :циркуляция вектора по произвольному замкнутому контуру равна алгебраической сумме токов, охватываемых контуром, умноженной на магнитную постоянную μо:
, (20)
где μ0 = 4π 10-7 Гн/м.
Рис.6. Магнитное поле соленоида
Для определения величины магнитной индукции В внутри соленоида выберем замкнутый контур ABCD прямоугольной формы, где - элемент длины контура, задающий направление обхода (рис.6). При этом длиныAB и CD будем считать бесконечно малыми.
Тогда циркуляция вектора по замкнутому контуруABCD, охватывающему N витков, равна:
(21)
На участках AB и CD произведение , так как вектораивзаимно перпендикулярны. Поэтому
. (22)
На участке DA вне соленоида интеграл, так как магнитное поле вне контура равно нулю.
Тогда формула (21) примет вид:
, (23)
где l – длина участка BC. Сумма токов, охватываемых контуром, равна
, (24)
где Ic – сила тока соленоида; N – число витков, охватываемых контуром ABCD.
Подставив (23) и (24) в (20), получим:
. (25)
Из (25) получим выражение для индукции магнитного поля бесконечно длинного соленоида:
. (26)
Так как число витков на единицу длину соленоида n равно:
(27)
то окончательно получим:
. (28)
Если внутрь соленоида помещен сердечник, то формула (28) для В примет вид:
. (29),
где - магнитная проницаемость материала сердечника.
Таким образом, индукция В магнитного поля соленоида определяется током соленоида Ic, числом витком n на единицу длины соленоида и магнитной проницаемостью материала сердечника.
Цилиндрический магнетрон
Магнетроном называется двухэлектродная электронная лампа (диод), содержащая накаливаемый катод и холодный анод и помещенная во внешнее магнитное поле.
Анод диода имеет форму цилиндра радиусом . Катод представляет собой полый цилиндр радиусом, вдоль оси которого расположена нить накала, как правило, изготавливаемая из вольфрама (рис.7).
Раскалённый катод в результате явления термоэлектронной эмиссии испускает термоэлектроны, которые образуют вокруг катода электронное облако. При подаче анодного напряжения (рис.8), электроны начинают перемещаться от катода к аноду вдоль радиусов, что приводит к возникновению анодного тока. Анодный ток регистрируется миллиамперметром.
Рис.7. Схема диода
Рис.8. Электрическая схема цепи
Величина анодного напряжения регулируется потенциометром RA. Чем больше анодное напряжение, тем большее количество электронов за единицу времени достигает анода, следовательно, тем больше анодный ток.
Напряжённость электрического поля Е между катодом и анодом такая же, как и в цилиндрическом конденсаторе:
, (30)
где r – расстояние от оси катода до данной точки пространства между катодом и анодом.
Из формулы (30) следует, что напряжённость поля Е обратно пропорциональна расстоянию r до оси катода. Следовательно, напряженность поля максимальна у катода.
Так как
rк <<ra, (31)
то значение логарифма ln стремится к большой величине. Тогда с увеличением расстояния r напряженность электрического поля между катодом и анодом снижается до нуля. Поэтому, можно считать, что электроны приобретают скорость под действием поля только вблизи катода, и дальнейшее их движение к аноду происходит с постоянной по величине скоростью.
Внешнее магнитное поле, в которое помещён диод, создаётся соленоидом (рис.8). Длина соленоида l много больше диаметра его витков, поэтому поле внутри соленоида можно считать однородным. Ток в цепи соленоида изменяется с помощью потенциометра RC (рис.8) и регистрируется амперметром.
Характер движения электронов в зависимости от величины поля соленоида показан на рис.9. Если ток в цепи соленоида отсутствует, то индукция магнитного поля В = 0. Тогда электроны движутся от катода к аноду практически по радиусам.
Увеличение тока в цепи соленоида приводит к возрастанию величины В. При этом, траектории движения электронов начинают искривляться, однако все электроны достигают анода. В анодной цепи будет течь ток такой же, как и в отсутствии магнитного поля.
Рис.9. Зависимость анодного тока IA от величины тока соленоида Ic в идеальном (1) и реальном (2) случаях, а также характер движения электронов в зависимости от величины поля соленоида.
При некотором значении тока в соленоиде радиус окружности, по которой движется электрон, становится равным половине расстояния между катодом и анодом:
.. (32)
Электроны в этом случае касаются анода и уходят к катоду (рис.9). Такой режим работы диода называется критическим. При этом по соленоиду течёт критический ток Iкр, которому соответствует критическое значение индукции магнитного поля В = Вкр.
При В = Вкр анодный ток в идеальном случае должен скачком уменьшиться до нуля. При В > Вкр электроны не попадают на анод (рис.9), и анодный ток также будет равен нулю (рис.9, кривая 1).
Однако на практике, вследствие некоторого разброса скоростей электронов и нарушения соосности катода и соленоида, анодный ток уменьшается не скачком, а плавно (рис.9, кривая 2). При этом значение силы тока соленоида, соответствующее точке перегиба на кривой 2, считается критическим Iкр. Критическому значению тока соленоида соответствует анодный ток, равный:
, (33)
где – максимальное значение анодного тока при В = 0.
Зависимость анодного тока IA от величины индукции магнитного поля В (или от тока в соленоиде) при постоянном анодном напряжении и постоянном накале называется сбросовой характеристикой магнетрона.
studfiles.net
Что такое Соленоид и где он применяется?
Что такое Соленоид и где он применяется?
-
Солено'ид — 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
Источник: Вики
-
Солено'ид — разновидность электромагнитов. Применяется: 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. Соленоиды на переменном токе применяются в качестве индуктора для индукционного нагрева в индукционных тигельных печах.
-
На авто - это втягивающее стартера.
Вас заинтересует
Последние новости
Использование ReadyBoost
Когда то Билл Гейтс утверждал, что для любого компьютера 640 Кбайт оперативной памяти – более чем достаточно. Как же он ошибался! Сегодня объем оперативной памяти стал одним из «узких» мест персонального компьютера. Многие системы и программы наиболее требовательны не к производительно...Читать далее »Повышение производительности
Окно сведений о производительности (см. рис. 11.10) не только предоставляет информацию, но и позволяет несколько повысить общую производительность системы. Для этого в левой части окна есть следующие ссылки. • Управление автозагрузкой программ. Щелкнув кнопкой мыши тут, вы откроете знакомое о...Читать далее »
Выбор типа компьютера: настольный или портативный
Настольный компьютер – это довольно громоздкое сооружение. Как минимум, он состоит из системного блока, набитого деталями (материнская плата, процессор, память и т. д.), монитора, клавиатуры и мыши (рис. 0.14), а часто добавляются еще и колонки. Рис. 0.14. Типичный настольный компьютер Порта...Читать далее » Принтер. Сканер
Печатающее устройство – вовсе не обязательный компонент домашнего компьютера. Да и в офисе он должен стоять не на каждом рабочем месте. Тем не менее вам может захотеться купить и его. Здесь главное не переэкономить. Пожадничаете, купите струйный принтер ценой €30, а потом будете каждый месяц ...Читать далее »Покупки в Интернете
Это хороший способ заниматься шопингом, не выходя из дому (или прямо на рабочем месте, пока шеф не видит). Хлеб с молоком в Интернете покупать не очень удобно (по крайней мере, на просторах СНГ), но крупные вещи так приобретать можно. Недостатком интернет магазина является то, что товар можно увиде...Читать далее »Windows Media Center – все сразу!
Выше были рассмотрены достоинства Проигрывателя Windows Media. Дескать, он и кино может показывать, и музыку проигрывать, и даже компакт диски записывать. Но есть в Vista программа, которая еще универсальнее, – это Wndows Media Center. Он позволяет работать не только с изображениями, музыкой и видео, хранящим...Читать далее »
Работа с группой объектов
Надеюсь, вы уже разобрались, как создавать, копировать, перемещать, удалять файлы и папки, а также создавать для них ярлыки. Разобрались? Вот и отлично. Иногда возникают ситуации, когда нужно все эти операции проделать с несколькими объектами. Можно, конечно, таскать файлы по одному, но это так непро...Читать далее » icqsite.ru
