Соленоида: Электричество и магнетизм

Электричество и магнетизм

Если длина соленоида много больше его диаметра (l >> 2R), мы возвращаемся к формуле для поля в бесконечно длинном соленоиде (6.20). Относительная разница этих двух значений равна

 

По условию эта разница мала: , то есть мало отношение диаметра соленоида к его длине: 2R/l << 1. Поэтому можно воспользоваться формулой разложения квадратного корня

 

Отсюда

или

Подставляя численное значение d, находим, что разница будет менее половины процента при выполнении соотношения

Иными словами, соленоид может рассматриваться как бесконечно длинный, если его длина в двадцать или более раз превышает радиус.

 

Пример 2. Найти магнитное поле В_е в крайней торцевой точке оси соленоида конечной длины

l. Сравнить с результатом предыдущего примера.

Решение. Магнитное поле в торцевой точке оси соленоида конечной длины l дается тем же интегралом (6.19), но теперь пределы интегрирования будут выглядеть иначе

(6.22)

Отношение полей в средней и крайней точках оси соленоида равно

 

Это отношение всегда меньше единицы (то есть поле на торце меньше поля в середине соленоида). При l >> R имеем 

Этот результат легко понять. Представим себе бесконечный соленоид, который мысленно рассекаем пополам в точке наблюдения. Можно считать, что поле в этой точке создается двумя одинаковыми «полубесконечными» соленоидами, расположенными по разные стороны от нее. Ясно, что при удалении одного из них точка наблюдения становится торцом оставшегося «полубесконечного» соленоида, а магнитная индукция в ней уменьшиться именно в два раза.

Это — так называемый краевой эффект. Пример демонстрирует, что недостаточно выполнения соотношения l >> R, чтобы пользоваться формулами для бесконечно длинного соленоида; надо еще, чтобы точка наблюдения находилась далеко от его концов.

На рис. 6.25 представлен опыт по исследованию распределения силовых линий магнитного поля вокруг соленоида. Поле соленоида, ось которого лежит в плоскости пластинки, сосредоточено в основном внутри соленоида. Силовые линии внутри имеют вид параллельных прямых вдоль оси катушки, а поле снаружи практически отсутствует.

Рис. 6.25. Визуализация силовых линий магнитного поля

Видео 6.1.  Силовые линии магнитного поля проводников с током различной формы: прямой ток, соленоид, один виток.

Магнитное поле однослойного соленоида

Соленоид – это цилиндрическая обмотка из провода по которой протекает постоянный или переменный электрический ток. {N} I_i.\]

(1)

Если пренебречь краевыми эффектами, то первое и третье слагаемые в (1) будут равны нулю, так как магнитное поле перпендикулярно контуру и $B_l=0$. Если контур выбрать так, что $AD$ будет лежать на большом расстоянии от соленоида, где поле стремиться к нулю, то и четвёртое слагаемое в (1) также превратиться в нуль. Тогда, учитывая приближение однородности поля получим:

где $L$ – длина соленоида, $N$ – количество витков. Если ввести понятие плотности витков (число витков на единицу длины) $n=N/L$, то индукцию магнитного поля внутри соленоида (2) можно записать в виде:

Рис. 2: Соленоид с произвольными размерами $L$ и $R$.

Чтобы получить точное выражение для индукции магнитного поля в любой точке на оси конечного соленоида необходимо воспользоваться законом Био-Савара-Лапласа (Рис. 2), который приводит к следующему выражению:

\[B=\frac12\mu_0 nI (\cos\alpha_2-\cos\alpha_1). 2}},\]

(5)

где $R$ – радиус соленоида. А на краю полубесконечного соленоида:

\[B=\frac12 \mu_0 nI.\]

(6)

Калькулятор

Индукция магнитного поля бесконечного соленоида (3)

---

Индукция магнитного поля конечного соленоида (5)

---

Распределение индукция магнитного внутри конечного соленоида (4)

---

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.

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

(PDF) Электромагнитное поле соленоида

46 И.Р. Мубаракшин

УДК 537.851

Электромагнитное поле соленоида

Искандер Рахимович Мубаракшин

Марийский государственный университет (МарГУ)

424001 Россия, ЙошкарОла, пл. Ленина, д. 1; email: [email protected]

Рассмотрено полное поле соленоида с постоянным током, включающее и элект

рическую составляющую. Прослеживается образование поля бесконечно длинного

соленоида из поля проводящей плоскости, по которой равномерно распределен ток,

при сворачивании ее в цилиндр. Определены потоки энергии в пространстве соленоида.

Ключевые слова: соленоид, магнитное поле соленоида, электрическое поле соленоида,

потоки энергии в пространстве соленоида, эффект Ааронова–Бома.

«Почему такой соленоид не создает однородного поля во

всем пространстве снаружи? … соленоид можно сделать

сколь угодно тонким, и было бы действительно странно,

если бы соленоид исчезающе малого диаметра мог

создать везде поле конечной силы. Может быть вам

удастся придумать более подходящее объяснение.»

Парселл Э.

Введение

Соленоид обычно представляют как устройство для создания сильных магнит

ных полей. При простейшем расчете поля соленоида часто рассматривают бесконечный

соленоид как предельный случай длинного соленоида, но конечной длины. При этом

особое внимание уделяют доказательству того, что вне бесконечного соленоида

магнитное поле равно нулю [1, 2]. Но полное поле соленоида даже с постоянным током

включает и электрическую составляющую, учет которой позволяет определить и

рассчитать потоки энергии в пространстве соленоида. Для наглядности прослеживается

образование поля бесконечно длинного соленоида из поля плоскости, по которой течет

ток, при сворачивании ее в цилиндр. Приводится полное поле, находятся потоки энергии

и определяется соотношение потоков через наружную и внутреннюю поверхности

обмотки соленоида.

Соленоид как плоский проводящий слой, свернутый в цилиндр

Рассмотрим бесконечно длинный соленоид с внутренним радиусом R (радиусом

полости). Пусть толщина обмотки a << R и число витков на единицу длины соленоида

равно n. Если витки плотно прилегают друг к другу, то обмотку можно рассматривать

как цилиндрический проводящий слой с радиусами R и R + a, по которому циркулируют

токи в плоскостях, перпендикулярных оси соленоида. Линейная (поверхностная) и

объемная плотности токов соответственно равны

Физическое образование в вузах. Т. 23, № 3, 2017

Калькулятор магнитной индукции соленоида • Магнитостатика, магнетизм и электродинамика • Онлайн-конвертеры единиц измерения

Определения и формулы

Соленоид представляет собой намотанную виток к витку катушку, длина которой значительно больше ее диаметра. Если через катушку соленоида протекает электрический ток, в ней образуется однородное магнитное поле. Соленоиды с ферромагнитными сердечниками часто используются в качестве исполнительных механизмов для преобразования электрической энергии в линейное перемещение сердечника. Самым привычным примером такого соленоида является реле стартера, которое выполняет две функции: подает напряжение на двигатель стартера и вводит шестерню двигателя стартера в зацепление с маховиком коленвала двигателя на время запуска.

Модуль магнитной индукции B длинного соленоида в воздухе без сердечника рассчитывается по формуле

где μ₀=4π × 10−7 Гн/м — магнитная постоянная, N число витков катушки соленоида, I протекающий через катушку ток и L — длина соленоида.

Соленоиды и ферромагнитные жидкости

Соленоидные исполнительные механизмы — довольно шумные устройства, поэтому иногда в зазор между сердечником и каркасом катушки вводят ферромагнитную жидкость. Она уменьшает или даже полностью устраняет шум при срабатывании соленоида, а также увеличивает силу притяжения, что позволяет уменьшить размеры соленоидных исполнительных устройств при сохранении их характеристик. Ферромагнитные жидкости также позволяют уменьшить утечку магнитного поля в магнитопроводе, а также улучшают охлаждение соленоида.

Еще одно применение ферромагнитных жидкостей в соленоидах — в качестве эластичного сердечника. Это позволяет изготовить эластичные соленоиды, которые можно использовать в современных гибких электронных устройствах, например, в носимых компьютерах и устройствах биомедицинского контроля.

Общие сведения

Синий и зеленый лазерные лучи хорошо видны через коллоидную смесь благодаря эффекту Тиндаля

В этой статье поговорим о занимательных и необычных ферромагнитных жидкостях. Если их намагнитить, воздействуя на них магнитным полем, то эти жидкости формируют интересные складки на поверхности. Ферромагнитные жидкости — это коллоидные системы, состоящие из наночастиц размером около 10 нм, распределенных во взвешенном состоянии в воде или в другой жидкости-носителе. Большая часть этих жидкостей-носителей — органические растворители, то есть такие жидкости, в которых можно растворить другое вещество.

Коллоидные вещества — это жидкости, представляющие собой смеси жидкости-носителя и частиц другого вещества. Обычно эти частицы не опускаются на дно в виде осадка, и это делает коллоидное вещество довольно однородным. Это свойство особенно относится к ферромагнитным жидкостям. Вдобавок к естественным свойствам частиц оставаться взвешенными в ферромагнитной жидкости, эти частицы покрыты особым веществом, называемым поверхностно-активным веществом, которое предотвращает слипание частиц, и помогает ферромагнитной жидкости оставаться жидкостью.

Пронаблюдать ван-дер-ваальсовы силы в действии можно, когда гекконы, ящерицы анолисы, сцинковые и некоторые насекомые перемещаются по вертикальным поверхностям стен, или даже по потолку

Зеленая ящерица анолис

Молекулы поверхностно-активного вещества присоединяются к наночастицам и окружают каждую частицу, создавая, таким образом, буфер вокруг частицы. Притяжение между наночастицами регулируется

ван-дер-ваальсовыми силами, которые ослабевают при увеличении расстояния между этими частицами. Поэтому, когда расстояние между наночастицами увеличивается благодаря поверхностно-активному веществу, притяжение между этими частицами ослабевает.

Магнетит

В некоторых случаях поверхностно-активные вещества работают по-другому. Их молекулы присоединяются к наночастице так, что их наружная полярность одинакова по всей наружной поверхности (например, наружная оболочка приобретает положительный заряд). Таким образом, вокруг каждой наночастицы образуется оболочка с определенным зарядом. Так как оболочки всех наночастиц заряжены одинаково, они отталкивают друг друга, потому что одинаковые заряды отталкиваются. Это и предотвращает слипание.

Магнетит, как естественный магнит

Мы немного поговорили о жидкостях-носителях. Но из чего же состоят сами наночастицы? Иногда для этого используют частицы магнетита — минерала с магнитными свойствами. Магнетит — минерал, встречающийся в природе, который легко намагнитить. Стоит заметить, что в некоторых особых случаях магнетит имеет свойства постоянного магнита, то есть в обычных условиях его магнитные свойства постоянны и неизменны. Частицы магнетита в ферромагнитных жидкостях не являются постоянным магнитом, то есть их можно намагнитить с помощью магнитного поля, но это намагничивание пропадает, как только магнитное поле перестает на них действовать. Также для изготовления ферромагнитных жидкостей используют высокодисперсные порошки металлов, обладающих магнитными свойствами и некоторые ферримагнитные материалы.

Свойства

Ферромагнитные жидкости под действием магнитного поля — завораживающее зрелище. На поверхности образуются складки похожие на конусы, и при перемещении магнитного поля эти складки движутся за полем. Они располагаются по силовым линиям, и их высота зависит от силы магнитного поля. Сила магнитного поля, в свою очередь, зависит от того, как близко расположен магнит относительно жидкости. Ниже мы обсудим различные применения ферромагнитных жидкостей. Все эти применения основываются на этом свойстве ферромагнитной жидкости двигаться за магнитным полем.

Разобранный гидродинамический подшипник накопителя на жестких магнитных дисках

Свойства ферромагнитных жидкостей изменяются с температурой. При очень высоких температурах, известных как температура или точка Кюри, наночастицы теряют магнитные свойства и ферромагнитная жидкость превращается в обычную жидкость. Также, со временем поверхностно-активное вещество теряет отталкивающие свойства, и наночастицы слипаются, так что при этом свойства ферромагнитной жидкости пропадают.

Использование ферромагнитных жидкостей

Ферромагнитные жидкости реагируют на магнит и следуют за ним, поэтому с помощью магнита их можно либо перемещать с места на место, либо удерживать в нужном месте. Благодаря этому они нашли широкое применение в науке, технике и медицине.

Как смазочные вещества

Ферромагнитные жидкости используют как смазки во вращающихся механизмах. Как и традиционные смазки, они помогают уменьшить трение между механическими деталями, но при этом их главное преимущество в том, что с помощью магнита или магнитного поля ферромагнитные жидкости легко удерживать в нужном положении.

Ферромагнитная жидкость под действием сильного магнита

В герметизирующих уплотнениях

В некоторых случаях герметизирующие уплотнения могут быть в виде жидкости — в этой ситуации очень удобно использовать именно ферромагнитные жидкости. Их используют, к примеру, чтобы герметизировать внутреннюю часть накопителя на жестком магнитном диске, в которой находятся электропривод шпинделя, сами жесткие диски и сервопривод блока головок. Магниты удерживают ферромагнитную жидкость в нужном месте, а она, в свою очередь, не пропускает пыль извне в гермозону жесткого диска, и помогает предотвратить повреждение дисков. Некоторые производители ферромагнитных жидкостей продают для этих целей саму жидкость, а некоторые разрабатывают и выпускают полный комплект магнитожидкостных уплотнений, и не продают саму жидкость отдельно, чтобы предотвратить ее неправильное использование.

В искусстве

Некоторые скульпторы и художники используют ферромагнитную жидкость для создания современных произведений искусства. Кроме объемных и подвижных скульптур, которые демонстрируют во всей красе игру складок ферромагнитной жидкости под действием магнита, художники создают также плоские картины из этой жидкости. Ферромагнитные жидкости не смешиваются с водой и красками на водной основе, поэтому такие краски и пигменты (например, люминесцентные) добавляют в ферромагнитную жидкость, а потом двигают ее магнитом для создания красочных форм. На сайте YouTube много интересных примеров картин и скульптур из ферромагнитной жидкости.

Ферромагнитная жидкость под действием сильного магнита

В системах звуковоспроизведения

В электродинамических громкоговорителях систем звуковоспроизведения ферромагнитную жидкость используют для охлаждения звуковой катушки. Из-за низкой энергетической эффективности звуковоспроизводящих систем, во время их работы большая часть электрической энергии преобразуется в тепловую, и это тепло может привести к выводу из строя звуковой катушки, если ее не охладить. Ферромагнитные жидкости отводят это тепло от звуковой катушки, а в зазоре их удерживает магнит, так же как и в других системах, описанных выше.

Ферромагнитные жидкости используют, также, для демпфирования диффузора с катушкой на резонансных частотах. Это сглаживает амплитудно-частотную характеристику динамика. Для этого ферромагнитные жидкости помещают в зазор между звуковой катушкой и магнитом.

При выборе ферромагнитной жидкости руководствуются знаниями о том, в какой среде ее будут использовать. Так, например, выбирая жидкость-носитель или при выборе вязкости ферромагнитной жидкости, учитывают такие факторы как влажность окружающей среды, в которой эта жидкость будет использоваться, или будет ли устройство, в котором используется ферромагнитная жидкость, соприкасаться с водой.

В медицине

В медицине у ферромагнитных жидкостей несколько применений. На данный момент ученые проводят исследования по использованию ферромагнитных жидкостей как носителей лекарств и других необходимых больным препаратов. С помощью магнита эти лекарственные препараты перемещают в определенный участок организма. Обычно в этом случае наночастицы покрывают слоем препарата, после чего ферромагнитную жидкость вводят в организм (чаще всего путем инъекции) и удерживают на месте с помощью магнита, пока препарат не окажет нужное действие. Существует ряд других методов локализированного введения лечебных препаратов, но ученные надеются, что этот метод обеспечит наибольшую точность.

Еще одно интересное применение ферромагнитных жидкостей в медицине — теплотерапия определенных участков тела. Чаще всего она используется для уничтожения раковых клеток. Для этого ферромагнитную жидкость вводят в организм, а после этого заставляют ферромагнитные частицы колебаться с высокой частотой, используя электромагниты. При этом выделяется большое количество тепла, и высокие температуры разрушают ткани на этом участке, убивая раковые клетки.

В диагностике магнитных носителей

Ферромагнитные жидкости используют для определения структуры магнитных доменов различных магнитных носителей, таких как накопители на магнитной ленте, жесткие диски и кредитные карты. Также с их помощью проверяют дефекты на поверхности материалов, не имеющих отношения к магнитным носителям, например сварочных швов, а также природных минералов и металлов. Это применяется, например, в производстве миниатюрных компонентов. Для этого поверхность материала покрывают ферромагнитной жидкостью, и она распределяется по этой поверхности в соответствии с магнитным полем материала. После того, как жидкость-носитель испарилась, на поверхности остаются ферромагнитные частицы, по которым и определяют структуру магнитного поля поверхности. Обычно для этого нужен микроскоп. Этот метод используют не только для проверки поверхности магнитных носителей и материалов, описанных выше, но и в судебно-медицинской экспертизе. Например, с помощью ферромагнитной жидкости можно определить удаленные в домашних условиях заводские номера на огнестрельном оружии.

В теплообменниках

Перегрев — широко распространенная проблема в радиоэлектронике. Чтобы избежать поломки, электронные приборы необходимо охлаждать. Ферромагнитные жидкости иногда используют в этих целях, например в громкоговорителях и некоторых микроэлектронных приборах. В начале этой статьи, когда мы обсуждали свойства ферромагнитных жидкостей, мы уже упоминали, что при высоких температурах (температурах Кюри) ферромагнитные жидкости теряют магнитные свойства. Эту особенность ферромагнитных жидкостей используют в системах охлаждения. Во время охлаждения ферромагнитная жидкость, удерживаемая возле детали, которую охлаждают, теряет свои магнитные свойства после того, как в ней достигнута температуры Кюри. Магнит перестает ее удерживать и ее замещает холодная ферромагнитная жидкость, у которой еще есть магнитные свойства. Новая жидкость нагревается, а нагретая — охлаждается, и процесс периодически повторяется. В этом случае магнит выступает в роли насоса, так как он помогает замещать менее намагниченную горячую жидкость более намагниченной холодной.

В заключение

В этой статье мы поговорили о том, что собой представляют ферромагнитные жидкости и о том, как их использовать. На них очень интересно смотреть, когда они под воздействием магнита, и мы очень советуем вам посмотреть примеры видео ферромагнитных жидкостей в интернете, например на сайте YouTube.

Автор статьи: Kateryna Yuri

ИЗУЧЕНИЕ МАГНИТНОГО ПОЛЯ СОЛЕНОИДА — Студопедия

Приборы и принадлежности: лабораторная установка с соленоидом, источник питания, милливольтметр, амперметр.

Краткая теория

Соленоидом называется цилиндрическая катушка, содержащая большое, число витков провода, по которому идет ток. Если шаг вин­товой линии проводника, образующего катушку, мал, то каждый ви­ток с током можно рассматривать как отдельный круговой ток, а соленоид — как систему последовательно соединенных круговых токов одинакового радиуса, имеющих общую ось.

Магнитное поле внутри соленоида можно представить как сумму магнитных полей, создаваемых каждым витком. Вектор индукции маг­нитного поля внутри соленоида перпендикулярен плоскости витков, т.е. направлен по оси соленоида и образует с направлением кольце­вых токов витков правовинтовую систему. Примерная картина силовых линий магнитного поля соленоида показана на рис. 1. Силовые линии магнитного поля замкнуты.

На рис, 2 показано сечение соленоида длиной L и с числом витков N и радиусом поперечного сечения R. Кружки с точками обозначают сечения витков катушки, по которым идет ток I , на­правленный от чертежа на нас, а кружки с крестиками — сечения вит­ков, в которых ток направлен за чертеж. Число витков на единицу длины соленоида обозначим .

Индукция магнитного поля в точке А , расположенной на оси соленоида, определяется путем интегрирования магнитных полей, со­здаваемых каждым витком, и равна

, (1)

где и — углы, образуемые с осью соленоида радиус-векто­рами и , проведенными из точки А к крайним виткам солено­ида, -магнитная проницаемость среды, магнитная постоянная.

Таким образом, магнитная индукция В прямо пропорциональна си­ле тока, магнитной проницаемости среды, заполняющей соленоид, и числу витков на единицу длины. Магнитная индукция также зависит от положения точки А относительно концов соленоида. Рассмотрим нес­колько частных случаев:

1. Пусть точка А находится в центре соленоида, тогда , и . Если соленоид достаточно длинный, то и (2)

2. Пусть точка A находится в центре крайнего витка, тогда , и . Если солено­ид достаточно длинный, то , и (3)

Из формул (2) и (3) видно, что магнитная индукция соленоида на его краю вдвое меньше по сравнению с ее величиной в центре.

3. Если длина соленоида во много раз больше радиуса его витков
(«бесконечно» длинный соленоид), то для всех точек, лежащих внутри
соленоида на его оси, можно положить . Тогда
поле можно считать в центральной части соленоида однородным и рассчитывать его по формуле

(4)

Однородность магнитного поля нарушается вблизи краев соленоида. В этом случае индукцию можно определять по формуле

, (5)

где k — коэффициент, учитывающий неоднородность поля.

Экспериментальное изучение магнитного поля соленоида в данной работе осуществляется с помощью специального зонда — маленькой катушки, укрепленной внутри штока с масштабной линейкой. Ось катуш­ки совпадает с осью соленоида, катушка подключается к милливольт­метру переменного тока, входное сопротивление которого много боль­ше сопротивления катушки-зонда. Если через соленоид идет перемен­ный ток стандартной частоты ( =50 Гц), то внутри соленоида и на его краях индукция переменного магнитного поля изменяется по закону (см. (5)):

Амплитуда магнитной индукции в этой формуле зависит от положения точки внутри соленоида. Если поместить в соленоид катуш­ку-зонд, то в соответствии с законом электромагнитной индукции, в ней возникает ЭДС индукции:

, (6)

где N₁ — число витков в катушке, S — площадь поперечного сече­ния катушки, Ф — магнитный поток ( , т. к. ось катушки совпадает с осью соленоида и, следовательно, вектор магнитной ин­дукции перпендикулярен плоскости поперечного сечения катушки.).

Так как величина индукции B изменяется по закону , , то из (6) получается формула для расчета ЭДС:

(7)

Из выражения (7) видно, что амплитуда ЭДС зависит от . Таким образом, измеряя амплитуду ЭДС, можно определить :

(8)

Коэффициент k учитывающий неоднородность магнитного поля соленоида на краях, можно о определить., по формуле. (5), зная и :

(9)

где — амплитуда переменного тока, идущего через соленоид.

Из формул (7) и (9) следует, что амплитуда ЭДС индукции прямо пропорциональна амплитуде переменного тока :

(10)

Включенные в цепь переменного тока амперметр и милливольт­метр измеряют действующие значения тока и ЭДС , которые связаны с амплитудами и соотношениями:

;

Для действующих значений тока и ЭДС формула (10) имеет вид

(11)

Из формулы (11) следует, что отношение пропорциональ­но коэффициенту K неоднородности индукции магнитного поля в точке соленоида, где проводятся измерения

(12)

где А — коэффициент пропорциональности.

В данной работе требуется выполнить два задания: 1) опреде­лить распределение индукции вдоль оси соленоида при некотором постоянном значении тока; 2) определить значение коэффициента к.

Техника безопасности:

1. Не подключают/ самостоятельно источник питания и милливольтметр к сети 220 В.

2. Не производить переключения цепей, находящихся под напряжением.

Не прикасаться к неизолированным частям цепей.

3. Не оставлять без присмотра включенную схему.

Порядок выполнения работы

Задание № 1. Исследование распределения индукции магнитного поля вдоль оси соленоида.

1. Собрать измерительную цепь по схеме, приведенной на рис. 3. Для этого в цепь соленоида включить источник питания и амперметр, а к выводам катушки — зонда — милливольтметр (для измерения ) В данной установке катушка-зонд имеет следующие параметры: =200 витков, S=2*10^-4м², частота переменного тока = 50 Гц, Число витков на единицу длины соленоида n = 2400 1/м

1- лабораторный стенд Z — шток «

2- катушка-зонд

3- соленоид
5- амперметр

6- источник питания с регулятором выход­ного напряжения (тока), 7- милливольтметр.

2. Установить шток с масштабной линейкой так, чтобы катушка-зонд оказалась примерно в середине соленоида.

3.Включить источник питания соленоида и установить ток соленоида (по амперметру), равный =25мА. Включить милливольтметр и после прогрева (5 мин) снять показания .

4.Перемещая шток с масштабной линейной, измерить при помощи
милливольтметра действующее значение ЭДС индукции через каждый
сантиметр положения линейки. По формуле (8) вычислить .
Результаты измерений и расчетов занести в таблицу 1 (учтите, что ).

Таблица I

№ п/п	Положение линейки-Х
…

Погрешность в каждой точке, соленоида определяется как систематическая погрешность косвенных измерений:

где м², виток; =1 Гц; — погреш­ность измерения ; по милливольтметру.

5.Построить график

6.Зная амплитуду тока и число витков на единицу
длины соленоида n, определить в центре соленоида по
формуле (4) и сравнить с измеренным в той же точке значением

Задание 2. Измерение коэффициента неоднородности’ магнитного
поля соленоида.

1. Снять зависимость для данного соленоида. Дня этого установить шток в положение, когда катушка-зонд находится у края соленоидами, изменяя действующее значение тока соленоида с помощью источника питания, снять значения и и занести в таблицу 2.

Таблица 2.

По формуле (12) рассчитать , где

Контрольные вопросы

1. Сформулируйте закон электромагнитной индукции.

2. Нарисуйте картину силовых линий соленоида.

3. Перечислите основные способы исследования магнитного поля.

4. В каких случаях для исследования магнитного поля можно исполь­зовать катушку-зонд?

5. Выведите формулу для вектора магнитной индукции бесконечно длинного соленоида.

Литература

3. Скорохватов Н.А. Курс лекций по электромагнетизму. М: МИИГАиК, 2006.

4. Савельев И.В., Курс общей физики, т. 2 (любое издание).

5. Трофимова Т.И., Курс физики (любое издание).

Проверка соленоида стартера — Автосервис в Люберцах

Соленоид стартера

Существует несколько шагов, необходимых для проверки соленоид стартера в Люберцах, Некрасовке, которые не имеют особой сложности. Для начала нужно определить местонахождение соленоида, который можно найти либо в моторном отсеке, либо под транспортным средством. Как правило, это небольшой черный компонент с большой батареей и двумя небольшими, прикрепленными к ней, проводами. Но, прежде чем приступить к проверке соленоида, необходимо, используя вольтметр, замерить напряжение на аккумуляторе. После того, как удостоверились, что батарея не имеет дефектов, необходимо положительный кабель соединить со стартером. Если стартер проворачивается, то можно считать, что соленоид еще надежный, однако, когда появились щелчки, то его стоит заменить.

Одним из первых признаков проблем с соленоидом является вялый старт, появляется серия щелчков, при изменении положения ключа зажигания. Трудность диагностики проблемного соленоида заключается в том, что не только разряженная батарея, но и плохое заземление могут показывать одинаковые первичные симптомы. Когда есть подозрение на наличие дефекта в соленоиде, первым, что нужно сделать для проверки стартера – это проверить аккумулятор. Используя вольтметр, батарея может быть проверена путем присоединения электродов тестера к клеммам батареи и на экране прибора должно показаться 12 вольт. Следующим шагом нужно проверить напряжение на самом соленоиде.

Если данное устройство расположено под транспортным средством, то оно должно быть поднято и надежно зафиксировано. Для проверки соленоида стартера нужно провести положительный тест, используя зонды, которые необходимо соединить с большим болтом и проводом, прикрепленным к передней его части. Первый зонд может быть размещен на теле стартера или блока автомобильного двигателя. Измеряя напряжение соленоида, следует знать, что для исправного оно равно 12 вольтам, любое изменение может указать на проблемы с проводкой.

Также можно проверить соленоид стартера самостоятельно посредством его выпрыгивания. Для чего понадобится длинная металлическая отвертка, которую нужно разместить на большой болт, аккумуляторный кабель на передней части устройства и небольшую клемму на стартере, от которой провода тянутся к передней части соленоида. Прежде чем приступать к проверке, крайне важно убедиться, что автомобиль находится не в заведенном состоянии и достаточно зафиксирован. Если стартер издает щелкающие звуки, то соленоид неисправен и должен быть заменен. Если же стартер проворачивается, когда соленоид подскакивает, то стоит отключить двигатель и начать проверку проводки и очистку всех соединений.

Если наши советы Вам не помогли с ремонтом, то звоните, мы поможем.

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, например стартера в автомобиле, или клапана, например, в спринклерной системе.

Как работает соленоид

Соленоид представляет собой катушку из проволоки 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 притягивают или отталкивают материал, чувствительный к магнитам. В соленоиде электромагнитное поле заставляет поршень двигаться вперед или назад, 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 в противном случае заблокировал бы поток воздуха или жидкости. В некоторых соленоидных 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 электромагнитным 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 натягивает 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, — это 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 даст вам некоторое представление о соленоидах: как они работают и для чего они используются.

Значение

Соленоид представляет собой свернутый в спираль металлический провод. В большинстве случаев провод 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. Их используют в автомобилях и даже можно найти в автоматах для игры в пинбол.

Типы

Поскольку соленоиды используются в очень 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 проходит 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 соленоидными 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 энергию.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 стартеры, клапаны, переключатели и защелки.

Простейший 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 штоке, — это то, что делает соленоид полезным в устройствах, в которых используется ряд различных частей, которые должны быстро последовательно активироваться.

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.

Соленоиды переменного тока могут перегореть, если они неисправны и остаются слишком долго 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 необратимо повредить устройство. 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, четвертак, 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.

Безумный калькулятор

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 использовать этот трюк с ценным калькулятором, так как эксперимент может испортить светодиодный экран.

Шокирование друзей

Если вы коснетесь плазменного шара одной рукой, а другой коснетесь другого человека, вы нанесете ему 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.

Соленоиды и электромагнитные клапаны | Кертисс-Райт

Наш широкий ассортимент соленоидов и электромагнитных клапанов включает стандартные и конфигурируемые конструкции в различных стилях соленоидов. Мы также можем поставить модифицированные стандартные конструкции, соответствующие вашим конкретным приложениям, или уникальные нестандартные конструкции для крупных OEM-производителей.

Наш ассортимент соленоидов подходит для использования на дорогах и внедорожниках, например:

• Строительство
• Сельскохозяйственная техника
• Погрузочно-разгрузочные работы
• Автомобили специального назначения
• Промышленное оборудование

В Curtiss Wright вы найдете множество различных промышленных продуктов, таких как датчики, джойстики, фейдеры и устаревшие продукты.Чтобы получить дополнительную информацию о любом продукте, прочтите соответствующие документы, в которых описаны сборки и возможности.

ВЫ МОЖЕТЕ ПРОСМОТРЕТЬ НАШ АССОРТИМЕНТ СОЛЕНОИДОВ И СОЛЕНОИДНЫХ КЛАПАНОВ НИЖЕ —

65

---

Что такое электромагнитный клапан?

Электромагнитный клапан — это электромагнитный компонент, преобразующий электрическую энергию в механическую работу. Он используется для управления скоростью потока в механических системах с гидравлическим или пневматическим приводом.

Как работают соленоидные клапаны?

Электромагнитные клапаны имеют катушку с проволокой вокруг металлического сердечника. Когда вы пропускаете через него электрический ток, вокруг катушки формируется магнитное поле, которое создает линейное движение . Он эффективно преобразует электрическую энергию в механическую . Электромагнитный клапан состоит из катушки, плунжера и втулки в сборе и в основном используется для управления потоком жидкости или газа в положительном, полностью закрытом или полностью открытом режиме.Это происходит по тому же принципу, когда на катушку соленоида подается напряжение в нормально закрытом клапане, магнитное поле поднимает плунжер, позволяя потоку материала. В нормально открытом клапане плунжер внутри предотвращает поток газа или жидкости, когда катушка находится под напряжением. Магнитное поле имеет положительные и отрицательные полюса , как и все магниты, притягивая или отталкивая материал. Однако в соленоиде электромагнитное поле заставляет поршень двигаться вперед и назад. По сути, соленоид работает, открывая и закрывая клапан при активации.

Преимущества электромагнитного клапана:

• Используется для открытия, закрытия, смешивания или направления жидкости или газа через клапан.
• Быстродействующий и полностью автоматизированный
• Длительный срок службы
• Высокая надежность
• Компактная конструкция

Для чего используется электромагнитный клапан?

Соленоиды

универсальны и используются во множестве приложений. Каждая доступная конструкция соленоида имеет свойства, которые делают его полезным и подходящим компонентом для различных приложений.Используется в автоматизированном заводском оборудовании, дверных звонках, автомобилях, динамиках, управлении процессами очистки и во многих других промышленных установках, таких как системы пропана и закачки азота, также известные как электромагнитные клапаны. Соленоиды также известны как преобразователи, которые преобразовывают энергию в линейное движение .

Как я могу определить, что мой электромагнитный клапан неисправен?

Вы можете сразу сказать , что соленоидный клапан неисправен, если он не открывается, не закрывается или остается частично открытым .Также возможно гудение или перегоревшая катушка. Если катушка перегорела, она не подлежит ремонту и подлежит замене. При замене электромагнитных клапанов электропитание должно соответствовать напряжению и частоте катушки. Катушка будет отображать максимально допустимую частоту, что снизит вероятность неисправности.

Почему выходят из строя электромагнитные клапаны?

Существует несколько распространенных неисправностей, которые могут привести к выходу из строя электромагнитных клапанов. Чаще всего это происходит при первом включении соленоида, на его катушку поступает большой ток, который уменьшается при закрытии плунжера. Если он не закрывается, это может привести к перегреву и возгоранию катушки. Симптомами являются следы ожогов, холод при включении и бесконечное сопротивление.

Частицы грязи могут вызвать утечку клапана из-за мелких частиц стружки и ржавчины на седле или отверстиях клапана. Очень важно очистить детали клапана и убедиться, что трубы чистые.

Расход и давление также могут вызвать неисправность клапана. Если клапан не открывается или не закрывается правильно, целесообразно проверить, соответствует ли направление потока показателям корпуса клапана, как указано в руководстве клапана.

В редких случаях катушка перегорает из-за перенапряжения. Необходимо проверить источник питания, напряжение и частоту, чтобы убедиться, что они правильные.

Это также вызовет проблемы, если на клапане есть поврежденное уплотнение. Если клапан не закрывается или протекает, осмотрите мембраны, уплотнения и уплотнительные кольца и замените поврежденные или изношенные детали. Вы должны использовать фильтр, чтобы избежать любого риска неисправности из-за твердых частиц.

Как выбрать электромагнитный клапан?

Выбор правильного соленоидного клапана во многом зависит от среды, с которой он будет сталкиваться, и области применения.Чтобы убедиться в их пригодности, необходимо изучить многие компоненты.

В первую очередь следует обратить внимание на следующие черты:

1. Функция
2. Длина хода и сила
3. Размер
4. Напряжение
5. Рабочий цикл

Следует учитывать и другие факторы, такие как требования к потоку, материал, размер отверстия, температура и время отклика.

Типы электромагнитных клапанов

Существует много типов электромагнитных клапанов, но два основных — это либо прямого действия, либо с пилотным управлением .Каждый тип представляет собой полезный компонент, зависящий от его применения.

Электромагнитные клапаны с пилотным управлением являются наиболее широко используемыми клапанами и используют линейное давление для открытия и закрытия центрального отверстия в клапане.

ПРЕИМУЩЕСТВА:

• Простая установка
• Экономичный
• Используется при высоком давлении
• Пульт
• Меньшая мощность

В то время как электромагнитные клапаны прямого действия могут работать с нуля и не требуют разницы давлений между портами для работы.

ПРЕИМУЩЕСТВА:

• Различные варианты клапанов
• Используется при отрицательном давлении
• Компактная конструкция
• Разрешить прохождение твердых частиц

Компания Curtiss Wright предлагает широкий выбор соленоидных клапанов, которые подходят для различных областей применения.

КЛАПАНЫ СОЛЕНОИДНЫЕ

Электромагнитные клапаны — это блоки управления, которые переключаются между включенным и отключенным током. Они либо открывают, либо закрывают отверстие внутри клапана, позволяя или предотвращая поток жидкости или газа.

Компания Curtiss Wright производит широкий ассортимент электромагнитных клапанов для различных промышленных применений, включая системы ABS с пневматическим управлением для прицепов грузовых автомобилей.

СВЯЗАННЫЕ ТОВАРЫ:

GV0624 — Электромагнитный клапан, GV0625 — Электромагнитный клапан, GV0627 — Электромагнитный клапан, GV1032 — Электромагнитный клапан, MV SD237 — Электромагнитный клапан, MV SD298 — Электромагнитный клапан

ЛАМИНИРОВАННЫЕ СОЛЕНОИДЫ переменного тока

Многослойные соленоиды

переменного тока — это электромагнитные устройства, которые обеспечивают чрезвычайно короткое время закрытия (от 8 до 16 миллисекунд) и создают большие начальные силы притяжения.Одним из основных преимуществ многослойных соленоидов переменного тока является то, что при подаче электричества соленоид мгновенно реагирует, что жизненно важно для приложений, в которых он используется. Эти типы соленоидов производятся с использованием специальных технологий и материалов, таких как тонкие листы или ламинаты, которые индивидуально изолированы и собраны.

СВЯЗАННЫЕ ТОВАРЫ:

ML1441 — Многослойный соленоид переменного тока (модель TT2), ML1951 — Многослойный соленоид переменного тока (модель TT4), ML2551 — Многослойный соленоид переменного тока (Модель TT6), ML2566 — Многослойный соленоид переменного тока (Модель TT10)

ЗАПОРНЫЕ СОЛЕНОИДНЫЕ КЛАПАНЫ

В соленоиде с фиксацией используется материал постоянного магнита в сочетании с катушкой соленоида, что позволяет плунжеру сохранять заданное положение без необходимости постоянного приложения мощности. С помощью всего лишь быстрого и короткого импульса тока фиксирующий соленоид может выполнять операции нажатия, вытягивания, удержания и отпускания, что делает его очень рентабельным. Двунаправленные открытые рамы с магнитной фиксацией оснащены фиксирующими соленоидами, поскольку эти модели электромеханически приводят нагрузку в действие в обоих направлениях, удерживая ее в магнитном фиксаторе в любом положении без питания.
Запирающие соленоиды обычно используются в устройствах безопасности, автоматических дверных доводчиках, замках, медицинском оборудовании и оборудовании с батарейным питанием.

СВЯЗАННЫЕ ТОВАРЫ:

GK0625 — фиксирующий соленоид (постоянный магнит), GK0641 — фиксирующий соленоид (постоянный магнит), GK0730 — фиксирующий соленоид (постоянный магнит), GK0740 — фиксирующий соленоид (постоянный магнит), GK1037 — фиксирующий соленоид) 9000 (постоянный магнит)

ЛИНЕЙНЫЕ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЕ КЛАПАНЫ ОТКРЫТОЙ РАМЫ

Линейный соленоид с открытой рамой имеет открытый металлический каркас, который включает в себя механически незащищенную видимую обмотанную лентой или отформованную катушку и подвижный плунжер в центре катушки. Они развивают линейную силу в одном направлении, тянущую или толкающую, когда они находятся под напряжением. Это простейшая и наиболее экономичная конструкция линейного соленоида, обычно используемая в приложениях, в которых точность и чрезвычайно долгий срок службы не имеют решающего значения.

Есть два типа соленоидов с открытой рамой —

• Стиль С-образной рамы (или U-образной рамы), в котором катушка заключена с одной стороны
• Стиль D-образной (или прямоугольной) рамы, где катушка заключена с двух сторон

СВЯЗАННЫЕ ТОВАРЫ

КЛАПАНЫ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЕ ТРУБНЫЕ

Трубчатый соленоид — это электрический компонент, использующий электромагнитную силу.Он более эффективен с точки зрения магнитного поля благодаря закрытой катушке внутри стальной трубы, что позволяет минимизировать утечку и максимизировать производительность. Наши трубчатые соленоиды — популярный выбор для приложений, требующих высокого уровня производительности при небольшом и компактном размере. В Curtiss Wright мы также можем поставить нестандартные конструкции трубчатых соленоидов для тяжелых условий эксплуатации до Ø100 мм с усилием 100 Н при ходе 50 мм.

СВЯЗАННЫЕ ТОВАРЫ:

GT0639 — трубчатый компактный соленоид, GT0852 — трубчатый соленоид, GT1152 — трубчатый соленоид, GT4036 — трубчатый соленоид, GT4045 — трубчатый соленоид, MT0525 — трубчатый соленоид, MT0618 — трубчатый соленоид (MT20) — трубчатый соленоид (MT20) — трубчатый соленоид (MT20) — трубчатый соленоид (MT20) Блокировка)

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, как переключатель или регулятор для механического устройства (например, как клапан)

Как работают соленоиды — инженерное мышление

Объяснение основ работы с соленоидом

В этой статье мы собираемся изучить, как работают соленоиды, как увидеть магнитное поле, как создать электромагнит из провода, правило правого захвата, примеры реальных соленоидов и как сделать соленоид. .
Прокрутите вниз, чтобы увидеть обучающее видео YouTube

Если вы работаете с электромагнитными клапанами, вам нужно загрузить приложение Magnetic Tool от Danfoss. Приложение позволяет легко проверить правильность работы электромагнитного клапана и работает как с версиями переменного, так и с постоянным током.

🎁 Вы можете бесплатно скачать приложение Magnetic Tool для Android и iPhone

Итак, мы начнем со стандартного стержневого магнита. Это постоянный магнит, вы, наверное, видели эти типы раньше, их концы отмечены буквой «N» для севера и «S» для южного магнитного полюса.

Стержневой магнит

Мы можем использовать магнитное поле для перемещения других объектов. Проблема с этим типом магнита заключается в том, что магнитное поле не может быть легко и практически отключено, поэтому в этом случае гвоздь будет оставаться прикрепленным, пока мы физически не оторвем его.

Магнит притягивает гвоздь

Если мы поместим два из этих магнитов вместе, мы увидим, что одинаковые полярные концы будут отталкиваться друг от друга, но противоположные полярные концы будут притягиваться друг к другу.

Магниты противостоят и притягивают северный и южный полюса как работают соленоиды

Если я затем поднесу компас к магниту, мы увидим, что когда я перемещаю компас по периметру магнита, на компас воздействует магнитное поле.Циферблат компаса будет вращаться для совмещения с противоположным полярным концом магнита и будет следовать линиям магнитного поля. Помните, что противоположности притягиваются.

Мы можем увидеть эти магнитные линии, если мы поместим стержневой магнит на лист белой карты, а затем посыпаем его железными опилками. Железные опилки совпадают с линиями магнитного поля, создавая этот узор. Эти линии всегда образуют замкнутые петли и проходят с севера на юг, хотя поле не движется и не движется, это стационарная силовая линия.

Силовые линии магнитного поля, как работают соленоиды

Как я уже упоминал, проблема постоянных магнитов в том, что они всегда включены, и их невозможно легко или практически невозможно отключить или контролировать. Однако мы можем управлять электромагнитным полем, и мы можем создать его с помощью стандартного провода.

Если я поднесу компас к медному проводу, мы увидим, что он не влияет на компас. Однако, если я теперь подключу источник питания к каждому концу провода, мы увидим, что, как только я пропущу ток через провод, ток создаст электромагнитное поле, и это изменит направление компаса.

Электромагнитное поле на медном проводе

Электромагнитное поле действует по кругу вокруг провода.

Если я помещу циркуль вокруг провода и пропущу через него ток, мы увидим, что все они указывают на круг. Если я меняю направление тока на противоположное, то компасы показывают противоположное направление.

Электромагнитное поле выравнивания компаса

Если мы сейчас возьмем провод и намотаем на него катушку, мы сможем усилить электромагнитное поле.

Теперь, если я подключу источник питания к катушке и пропущу через нее ток.Мы видим, что это повлияет на компас, и теперь он указывает на конец катушки, как это было с постоянным магнитом. Если я перемещу компас по периметру катушки, компас будет вращаться, чтобы выровняться с линиями магнитного поля. Если я переверну ток, мы увидим, что магнитные полюса также поменяются местами.

Выравнивание магнитного поля катушки

Когда ток течет по проводу, он создает круговое магнитное поле вокруг провода, как мы видели минуту назад. Но когда мы наматываем провод в катушку, каждый провод по-прежнему создает магнитное поле, за исключением того, что силовые линии сливаются вместе, образуя большее и сильное магнитное поле.

Мы можем сказать, на каком конце будет северный и южный полюс электромагнитной катушки, используя правило для правой руки. Это говорит о том, что если мы сожмем руку в кулак вокруг соленоида и укажем большим пальцем в направлении обычного потока тока, это будет от положительного к отрицательному (на самом деле он переходит от отрицательного к положительному, но пока не беспокойтесь об этом), тогда большой палец указывает на северный конец, и ток будет течь в направлении ваших пальцев.

Катушка соленоида правила захвата правой руки

Если я подключу этот небольшой соленоид к источнику питания, мы увидим, что поршень может быть втянут электромагнитным полем, как только ток начнет течь через катушку. Если я отключу мощность, пружина вернет поршень в исходное положение.

Соленоид рабочий

Сделайте основной соленоид

Для основного корпуса соленоида мы можем просто использовать часть пластиковой ручки Bic. Я расплавил концы и сплющил их, чтобы удержать медную катушку.

Для поршня я воспользуюсь железным гвоздем и, чтобы убедиться, что он входит в центр ручки, я воспользуюсь надфилем, чтобы обеспечить плавное прилегание.

Теперь нам нужно намотать катушку.Я собираюсь использовать эмалированный провод диаметром 26 или 0,4 мм, который я купил в Интернете. Поэтому мы просто хотим намотать медный провод как можно плотнее от одного конца до другого. У нас должно получиться что-то вроде этого.

Катушка электромагнитного клапана

Затем нам нужно обернуть его еще несколько раз в противоположных направлениях, чтобы сделать его прочнее. 3 или 4 длины обертки, вероятно, подойдут. Я не считал количество поворотов для этого, потому что просто делаю для вас небольшой пример.

Когда проволока полностью обернута, мы можем просто разрезать проволоку и освободить ее от барабана.Затем мы хотим использовать наждачную бумагу, чтобы удалить эмаль с конца, что обеспечит лучшее электрическое соединение.

Если железный гвоздь помещен концентрически внутри катушки, но не полностью внутри, мы видим, что поршень гвоздя втягивается внутрь электромагнитным полем при прохождении тока. Если бы мы поместили пружину в конец, она вернулась бы в исходное положение.

Самодельная катушка соленоида

Если мы полностью поместим поршень в катушку, а затем подаем ток, магнитное поле переместит поршень, и мы сможем использовать это для создания толкающей силы.Опять же, если на дальнем конце была пружина, ее можно было вернуть в исходное положение.

Самодельный реверс катушки соленоида

.