Соленоид | это… Что такое Соленоид?
Образование магнитного потока в соленоиде
Схема полей в соленоиде при протекании по обмотке переменного тока
Солено́ид — 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.
Содержание
|
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
- Магнит
- Электромагнит
- Индуктивность
- Катушка индуктивности
- Катушка Румкорфа
Соленоид | это… Что такое Соленоид?
Образование магнитного потока в соленоиде
Схема полей в соленоиде при протекании по обмотке переменного тока
Солено́ид — 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.
Содержание
|
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
- Магнит
- Электромагнит
- Индуктивность
- Катушка индуктивности
- Катушка Румкорфа
Что такое соленоид — его принцип работы и типы
Соленоиды — это простые компоненты, которые можно использовать для различных целей.
Название соленоид происходит от греческого слова «солен», что означает канал или трубу. Соленоиды используются как в бытовом, так и в промышленном оборудовании, они доступны в различных исполнениях, каждый из них имеет свою специфику применения. Хотя приложение меняется, принцип их работы всегда остается прежним. Здесь мы обсудим Соленоид работает и различные типы соленоидов.
Что такое соленоид?
Соленоид представляет собой длинный кусок проволоки, намотанной в виде катушки. Когда электрический ток проходит через катушку, он создает относительно однородное магнитное поле внутри катушки.
Соленоид может создавать магнитное поле из электрического тока, и это магнитное поле можно использовать для создания линейного движения с помощью металлического сердечника. Это простое устройство можно использовать как электромагнит, как индуктор или как миниатюрную беспроводную приемную антенну в цепи.
Принцип работы соленоида
Соленоид просто работает по принципу «электромагнетизма».
При протекании тока через катушку в ней создается магнитное поле, если внутрь катушки поместить металлический сердечник , то магнитные линии потока концентрируются на сердечнике, что увеличивает индукцию катушки по сравнению с воздушным сердечником. Эта концепция электромагнитной индукции была более подробно разработана в нашем предыдущем проекте катушки Тесла.
Большая часть потока сосредоточена только на сердечнике, в то время как часть потока появляется на концах катушки и небольшое количество потока выходит за пределы катушки.
Магнитная сила соленоида может быть увеличена за счет увеличения плотности витков или за счет увеличения тока, протекающего в катушке.
Как и все другие магниты, активированный соленоид имеет как положительный, так и отрицательный полюса, через которые объект может притягиваться или отталкиваться.
Типы соленоидов
На рынке доступны различные типы соленоидов, классификация основана на материале, конструкции и функции.
- Многослойный соленоид переменного тока
- Соленоид рамы DC-C
- Соленоид рамы DC-D
- Линейный соленоид
- Поворотный соленоид
Ламинированный соленоид переменного тока
Ламинированный соленоид переменного тока состоит из металлического сердечника и катушки с проволокой. Сердечник изготовлен из многослойного металла, чтобы уменьшить блуждающий ток, что помогает улучшить работу соленоида.
Соленоид переменного тока имеет особое преимущество, поскольку он может создавать большое усилие при первом ходе. Это связано с тем, что они имеют пусковой ток (мгновенный высокий входной ток, потребляемый источником питания или электрическим оборудованием при включении). Они способны использовать больше ходов, чем ламинированные соленоиды постоянного тока.
Доступны в различных конфигурациях и диапазонах, при работе они издают чистый жужжащий звук.
Ламинированный соленоид AC можно использовать в различном оборудовании, требующем немедленных действий, например, в медицинском оборудовании, замках, транспортных средствах, промышленном оборудовании, принтерах и в некоторых бытовых приборах.
C-образный соленоид постоянного тока
C-образный соленоид относится к конструкции соленоида. Соленоид DC C-Frame имеет только рамку в форме буквы C, которая покрывает катушку.
Соленоид постоянного тока C-образной рамы используется во многих повседневных приложениях из-за более контролируемого хода. Хотя говорят, что это конфигурация постоянного тока, они также могут использоваться в оборудовании, предназначенном для питания переменного тока.
Источник изображения: https://uk.rs-online.com.
D-образный соленоид постоянного тока
Этот тип соленоида имеет двухкомпонентную раму, закрывающую катушки. Они имеют те же функции, что и соленоид C-образной рамы, поэтому D-образная рама также может использоваться с питанием переменного тока и имеет управляемый ход.
Соленоид постоянного тока с D-образной рамой используется как в обычных, так и в медицинских устройствах, таких как игровые автоматы, банкоматы и анализаторы крови и газов.
Линейный соленоид
Линейные соленоиды более знакомы людям. Он состоит из катушки проволоки, намотанной на подвижный металлический сердечник, который помогает нам прикладывать тянущее или толкающее усилие к механическому устройству.
Этот тип соленоидов в основном используется в пусковых устройствах. Этот механизм переключения помогает замыкать цепь и позволяет току течь через механизм.
Линейные соленоиды специально используются в автоматических и надежно защищенных дверных механизмах и стартерах автомобилей и велосипедов.
Вращающийся соленоид
Вращающийся соленоид — это уникальный тип соленоида, который используется для различных применений, где требуется простой процесс автоматического управления. Он работает по тому же принципу, что и другие соленоиды и имеет те же элементы, катушку и сердечник, но принцип действия у них другой.
Металлический сердечник крепится к диску и имеет под ним небольшие канавки.
Размер канавок точно совпадает с пазами в корпусе соленоида. Он также имеет шариковые подшипники, чтобы сделать движение легким.
При срабатывании соленоида сердечник втягивается в корпус соленоида, и сердечник диска начинает вращаться. Эта установка будет иметь место пружины между сердечником и корпусом соленоида. После отключения источника питания пружина возвращает сердечник диска в исходное положение.
Вращающийся соленоид более надежен, чем
, по сравнению со всеми другими типами соленоидов. Первоначально они были предназначены только для защитных механизмов, но в настоящее время их можно найти во многих автоматизированных промышленных механизмах, таких как лазер и затвор.Заключение
Теперь вы знаете о соленоидах , принципе работы и различных типах соленоидов , доступных на рынке. Соленоиды — это простое и эффективное решение для управления клапанами и электромагнитными переключателями или механическими блокировками.
Их принцип работы и мгновенная реакция сделали их лучшим решением для приложений, которым требуется большое количество энергии в небольшом пространстве и где требуется быстрая, стабильная и надежная работа.
Вот несколько приложений, в которых используется соленоид вместе со схемой драйвера:
- Схема драйвера соленоида
- Как управлять электромагнитным клапаном с помощью Arduino
- Автоматический дозатор воды с использованием Arduino
Теперь вы знаете о соленоиде все, поэтому можете приступить к реализации знаний с помощью своего творчества, чтобы воспользоваться свойствами соленоида для создания следующего изобретения.
Что такое соленоид? | ТАКАХА КИКО КО., ЛТД.
ЧТО ТАКОЕ СОЛЕНОИД? Соленоиды представляют собой электрические устройства, которые перемещают поршень по прямой линии за счет пропускания электрического тока через катушку и использования результирующей магнитной силы.
Это прямолинейное движение позволяет нам достигать скоростей, недостижимых с помощью двигателя, что делает соленоиды пригодными для широкого спектра применений и ограниченными только вашим воображением.
Электромагнитные токи в целом делятся на постоянный ток (DC) и переменный ток (AC). Наша фирма в первую очередь производит соленоиды постоянного тока.
Это электрическая часть, которая излучает электромагнитное поле через медный провод, чтобы притянуть магнитный подвижный железный сердечник.
Когда ток течет по проводу, железный сердечник притягивается к неподвижному железному сердечнику внутри провода, постоянно притягиваясь к пространству внутри электрического тока. Когда электрический ток отключается, притяжение прекращается. (В зависимости от модели может присутствовать остаточный магнетизм.
)
Существует множество разновидностей, таких как обычные тянущие соленоиды, которые работают таким образом, толкающие соленоиды, оснащенные толкающими стержнями, которые используют притяжение для приложения давления, и самоподдерживающиеся соленоиды, в которых используются встроенные постоянные магниты для поддержания различных состояний.
| Это приводная часть соленоида. Когда излучается магнитное поле, оно притягивается к неподвижному железному сердечнику. |
| Состоит в основном из магнитного материала и имеет отверстия (отводы) на большинстве соленоидов. |
| Это основная часть соленоида, излучающая магнитное поле при прохождении через него электрического тока. Вместе шпулька, проволока, свинец и внешняя лента называются катушкой. Некоторые катушки имеют внутри температурные предохранители или диоды. |
| Когда магнитное поле излучается катушкой, оно притягивает подвижный железный сердечник вдоль магнитного потока.  Форма подвижных и неподвижных железных сердечников и характеристики притяжения тесно связаны между собой. |
Изменяя форму железного сердечника, можно изменить расстояние и силу притяжения.
Даже если плунжер остановится наполовину, напряжение не изменится, что делает их безопасными.
Входящий ток отсутствует, поэтому настроить блок питания несложно.
В отличие от переменного тока, конструкция малошумная, не издает жужжащих звуков.
По сравнению с двигателем соленоид отличается меньшей мощностью и ценой.
3 основных типа соленоидовСоленоиды постоянного тока имеют несколько особенностей, как показано ниже.
Основной функцией соленоида является прямолинейное движение. Если вам нужно движение по прямой, прямой линии, соленоиды оказываются быстрее, чем двигатели, и управлять ими просто. Замена части катушки также позволяет увеличить усилие.