Что такое соленоид в биологии

Соленоид

Что такое соленоид в биологии. Смотреть фото Что такое соленоид в биологии. Смотреть картинку Что такое соленоид в биологии. Картинка про Что такое соленоид в биологии. Фото Что такое соленоид в биологии

Что такое соленоид в биологии. Смотреть фото Что такое соленоид в биологии. Смотреть картинку Что такое соленоид в биологии. Картинка про Что такое соленоид в биологии. Фото Что такое соленоид в биологии

Что такое соленоид в биологии. Смотреть фото Что такое соленоид в биологии. Смотреть картинку Что такое соленоид в биологии. Картинка про Что такое соленоид в биологии. Фото Что такое соленоид в биологии

Что такое соленоид в биологии. Смотреть фото Что такое соленоид в биологии. Смотреть картинку Что такое соленоид в биологии. Картинка про Что такое соленоид в биологии. Фото Что такое соленоид в биологии

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

Что такое соленоид в биологии. Смотреть фото Что такое соленоид в биологии. Смотреть картинку Что такое соленоид в биологии. Картинка про Что такое соленоид в биологии. Фото Что такое соленоид в биологии(СИ),

Что такое соленоид в биологии. Смотреть фото Что такое соленоид в биологии. Смотреть картинку Что такое соленоид в биологии. Картинка про Что такое соленоид в биологии. Фото Что такое соленоид в биологии(СГС),

где Что такое соленоид в биологии. Смотреть фото Что такое соленоид в биологии. Смотреть картинку Что такое соленоид в биологии. Картинка про Что такое соленоид в биологии. Фото Что такое соленоид в биологии— магнитная проницаемость вакуума, Что такое соленоид в биологии. Смотреть фото Что такое соленоид в биологии. Смотреть картинку Что такое соленоид в биологии. Картинка про Что такое соленоид в биологии. Фото Что такое соленоид в биологии— число витков N на единицу длины l (линейная плотность витков), Что такое соленоид в биологии. Смотреть фото Что такое соленоид в биологии. Смотреть картинку Что такое соленоид в биологии. Картинка про Что такое соленоид в биологии. Фото Что такое соленоид в биологии— ток в обмотке.

При протекании тока соленоид запасает энергию, равную работе, которую необходимо совершить для установления текущего тока Что такое соленоид в биологии. Смотреть фото Что такое соленоид в биологии. Смотреть картинку Что такое соленоид в биологии. Картинка про Что такое соленоид в биологии. Фото Что такое соленоид в биологии. Величина этой энергии равна

Что такое соленоид в биологии. Смотреть фото Что такое соленоид в биологии. Смотреть картинку Что такое соленоид в биологии. Картинка про Что такое соленоид в биологии. Фото Что такое соленоид в биологии

При изменении тока в соленоиде возникает ЭДС самоиндукции, значение которой

Что такое соленоид в биологии. Смотреть фото Что такое соленоид в биологии. Смотреть картинку Что такое соленоид в биологии. Картинка про Что такое соленоид в биологии. Фото Что такое соленоид в биологии

Индуктивность соленоида

Индуктивность соленоида выражается следующим образом:

Что такое соленоид в биологии. Смотреть фото Что такое соленоид в биологии. Смотреть картинку Что такое соленоид в биологии. Картинка про Что такое соленоид в биологии. Фото Что такое соленоид в биологии(СИ), Что такое соленоид в биологии. Смотреть фото Что такое соленоид в биологии. Смотреть картинку Что такое соленоид в биологии. Картинка про Что такое соленоид в биологии. Фото Что такое соленоид в биологии(СГС),

где Что такое соленоид в биологии. Смотреть фото Что такое соленоид в биологии. Смотреть картинку Что такое соленоид в биологии. Картинка про Что такое соленоид в биологии. Фото Что такое соленоид в биологии— объём соленоида, Что такое соленоид в биологии. Смотреть фото Что такое соленоид в биологии. Смотреть картинку Что такое соленоид в биологии. Картинка про Что такое соленоид в биологии. Фото Что такое соленоид в биологии— длина проводника, намотаннного на соленоид, Что такое соленоид в биологии. Смотреть фото Что такое соленоид в биологии. Смотреть картинку Что такое соленоид в биологии. Картинка про Что такое соленоид в биологии. Фото Что такое соленоид в биологии— длина соленоида, Что такое соленоид в биологии. Смотреть фото Что такое соленоид в биологии. Смотреть картинку Что такое соленоид в биологии. Картинка про Что такое соленоид в биологии. Фото Что такое соленоид в биологии— диаметр витка.

Без использования магнитного материала плотность магнитного потока Что такое соленоид в биологии. Смотреть фото Что такое соленоид в биологии. Смотреть картинку Что такое соленоид в биологии. Картинка про Что такое соленоид в биологии. Фото Что такое соленоид в биологиив пределах катушки является фактически постоянной и равна

Что такое соленоид в биологии. Смотреть фото Что такое соленоид в биологии. Смотреть картинку Что такое соленоид в биологии. Картинка про Что такое соленоид в биологии. Фото Что такое соленоид в биологии

где Что такое соленоид в биологии. Смотреть фото Что такое соленоид в биологии. Смотреть картинку Что такое соленоид в биологии. Картинка про Что такое соленоид в биологии. Фото Что такое соленоид в биологии− магнитная проницаемость вакуума, Что такое соленоид в биологии. Смотреть фото Что такое соленоид в биологии. Смотреть картинку Что такое соленоид в биологии. Картинка про Что такое соленоид в биологии. Фото Что такое соленоид в биологии− число витков, Что такое соленоид в биологии. Смотреть фото Что такое соленоид в биологии. Смотреть картинку Что такое соленоид в биологии. Картинка про Что такое соленоид в биологии. Фото Что такое соленоид в биологии— сила тока и Что такое соленоид в биологии. Смотреть фото Что такое соленоид в биологии. Смотреть картинку Что такое соленоид в биологии. Картинка про Что такое соленоид в биологии. Фото Что такое соленоид в биологии— длина катушки. Пренебрегая краевыми эффектами на концах соленоида, получим, что потокосцепление через катушку равно плотности потока Что такое соленоид в биологии. Смотреть фото Что такое соленоид в биологии. Смотреть картинку Что такое соленоид в биологии. Картинка про Что такое соленоид в биологии. Фото Что такое соленоид в биологии, умноженному на площадь поперечного сечения Что такое соленоид в биологии. Смотреть фото Что такое соленоид в биологии. Смотреть картинку Что такое соленоид в биологии. Картинка про Что такое соленоид в биологии. Фото Что такое соленоид в биологиии число витков Что такое соленоид в биологии. Смотреть фото Что такое соленоид в биологии. Смотреть картинку Что такое соленоид в биологии. Картинка про Что такое соленоид в биологии. Фото Что такое соленоид в биологии:

Что такое соленоид в биологии. Смотреть фото Что такое соленоид в биологии. Смотреть картинку Что такое соленоид в биологии. Картинка про Что такое соленоид в биологии. Фото Что такое соленоид в биологии

Отсюда следует формула для индуктивности соленоида

Что такое соленоид в биологии. Смотреть фото Что такое соленоид в биологии. Смотреть картинку Что такое соленоид в биологии. Картинка про Что такое соленоид в биологии. Фото Что такое соленоид в биологииэквивалентная 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

Полезное

Смотреть что такое «Соленоид» в других словарях:

СОЛЕНОИД — Прибор, состоящий из тонкой спирали, опущенной в чашечку со ртутью при развитии магнетизма. Словарь иностранных слов, вошедших в состав русского языка. Чудинов А.Н., 1910. СОЛЕНОИД завитая спиралью проволока, которая обладает свойствами магнита,… … Словарь иностранных слов русского языка

СОЛЕНОИД — (от греч. solen трубка и eidos вид) цилиндрическая катушка, состоящая из большого числа намотанных вплотную друг к другу витков проводника. При пропускании через соленоид электрического тока внутри и вне соленоида возникает магнитное поле,… … Большой Энциклопедический словарь

СОЛЕНОИД — (от греч. solen трубка и eidos вид), свёрнутый в спираль изолированный проводник, по к рому течёт электрич. ток. Обладает значит. индуктивностью и малым активным сопротивлением и ёмкостью. В ср. части внутр. полости С., длина к рого значительно… … Физическая энциклопедия

соленоид — а, ж. solénoide m., нем. Solenoid <гр. solen трубка + eidos вид. электр. Проволочная спираль, по которой пропускают электрический ток для создания магнитного поля. Соленоидный ая, ое. Крысин 1998. Лекс. Толль 1864: соленоид; СИС 1937:… … Исторический словарь галлицизмов русского языка

СОЛЕНОИД — СОЛЕНОИД, ЭЛЕКТРОМАГНИТ, в котором мягкий железный сердечник двигается, открывая или закрывая электрическую цепь, таким образом работая как переключатель, или РЕЛЕ … Научно-технический энциклопедический словарь

СОЛЕНОИД — СОЛЕНОИД, соленоида, муж. (от греч. solen трубка и eidos вид) (тех., физ.). Проволочная спираль, вокруг которой, при пропускании электрического тока, создается магнитное поле. Толковый словарь Ушакова. Д.Н. Ушаков. 1935 1940 … Толковый словарь Ушакова

СОЛЕНОИД — согнутая спиралью проволока (катушка), по которой пропущен ток и вокруг которой создается магнитное поле. Последнее будет тем сильнее, чем больше ток в соленоиде и чем больше число витков в нем. С. ведет себя аналогично магниту. Самойлов К. И.… … Морской словарь

СОЛЕНОИД — спираль из проволоки, по к рой пропускают электр. ток и к рая может заменить собой электромагнит. Вокруг витков С. образуется магнитное поле, магнитные силовые линии к рого выходят из одного конца С. и входят в другой. С. обладает свойством… … Технический железнодорожный словарь

соленоид — сущ., кол во синонимов: 1 • катушка (19) Словарь синонимов ASIS. В.Н. Тришин. 2013 … Словарь синонимов

соленоид — а; м. [от греч. sōlēn трубка и eidos вид] Физ., техн. Проволочная спираль, намотанная на сердечник, вокруг которой при пропускании электрического тока создаётся магнитное поле. ◁ Соленоидный, ая, ое. С. клапан. С ые двигатели. * * * соленоид (от… … Энциклопедический словарь

Источник

Значение слова «соленоид»

Что такое соленоид в биологии. Смотреть фото Что такое соленоид в биологии. Смотреть картинку Что такое соленоид в биологии. Картинка про Что такое соленоид в биологии. Фото Что такое соленоид в биологии

[От греч. σωλήν — трубка и ε’ι̃δου — вид]

Источник (печатная версия): Словарь русского языка: В 4-х т. / РАН, Ин-т лингвистич. исследований; Под ред. А. П. Евгеньевой. — 4-е изд., стер. — М.: Рус. яз.; Полиграфресурсы, 1999; (электронная версия): Фундаментальная электронная библиотека

Конструктивно длинные соленоиды выполняются как в виде однослойной намотки (см. рис.), так и многослойной.

Если длина намотки значительно превышает диаметр намотки, то в полости соленоида при подаче в него электрического тока порождается магнитное поле, близкое к однородному.

Также часто соленоидами называют электромеханические исполнительные механизмы, обычно со втягиваемым ферромагнитным сердечником. В таком применении соленоид почти всегда снабжается внешним ферромагнитным магнитопроводом, обычно называемым ярмом.

СОЛЕНО’ИД, а, м. [от греч. sōlēn — трубка и eidos — вид] (тех., физ.). Проволочная спираль, вокруг к-рой, при пропускании электрического тока, создается магнитное поле.

Источник: «Толковый словарь русского языка» под редакцией Д. Н. Ушакова (1935-1940); (электронная версия): Фундаментальная электронная библиотека

солено́ид

1. физ. разновидность катушки индуктивности; проволочная спираль, намотанная на сердечник, вокруг которой при пропускании электрического тока создается магнитное поле

Делаем Карту слов лучше вместе

Что такое соленоид в биологии. Смотреть фото Что такое соленоид в биологии. Смотреть картинку Что такое соленоид в биологии. Картинка про Что такое соленоид в биологии. Фото Что такое соленоид в биологииПривет! Меня зовут Лампобот, я компьютерная программа, которая помогает делать Карту слов. Я отлично умею считать, но пока плохо понимаю, как устроен ваш мир. Помоги мне разобраться!

Спасибо! Я стал чуточку лучше понимать мир эмоций.

Вопрос: ополчиться — это что-то нейтральное, положительное или отрицательное?

Источник

СОЛЕНОИД

Что такое соленоид в биологии. Смотреть фото Что такое соленоид в биологии. Смотреть картинку Что такое соленоид в биологии. Картинка про Что такое соленоид в биологии. Фото Что такое соленоид в биологии

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.

С. используются в физике и технике для создания квазподнородных магн.

Полезное

Смотреть что такое «СОЛЕНОИД» в других словарях:

СОЛЕНОИД — Прибор, состоящий из тонкой спирали, опущенной в чашечку со ртутью при развитии магнетизма. Словарь иностранных слов, вошедших в состав русского языка. Чудинов А.Н., 1910. СОЛЕНОИД завитая спиралью проволока, которая обладает свойствами магнита,… … Словарь иностранных слов русского языка

СОЛЕНОИД — (от греч. solen трубка и eidos вид) цилиндрическая катушка, состоящая из большого числа намотанных вплотную друг к другу витков проводника. При пропускании через соленоид электрического тока внутри и вне соленоида возникает магнитное поле,… … Большой Энциклопедический словарь

соленоид — а, ж. solénoide m., нем. Solenoid <гр. solen трубка + eidos вид. электр. Проволочная спираль, по которой пропускают электрический ток для создания магнитного поля. Соленоидный ая, ое. Крысин 1998. Лекс. Толль 1864: соленоид; СИС 1937:… … Исторический словарь галлицизмов русского языка

СОЛЕНОИД — СОЛЕНОИД, ЭЛЕКТРОМАГНИТ, в котором мягкий железный сердечник двигается, открывая или закрывая электрическую цепь, таким образом работая как переключатель, или РЕЛЕ … Научно-технический энциклопедический словарь

СОЛЕНОИД — СОЛЕНОИД, соленоида, муж. (от греч. solen трубка и eidos вид) (тех., физ.). Проволочная спираль, вокруг которой, при пропускании электрического тока, создается магнитное поле. Толковый словарь Ушакова. Д.Н. Ушаков. 1935 1940 … Толковый словарь Ушакова

СОЛЕНОИД — согнутая спиралью проволока (катушка), по которой пропущен ток и вокруг которой создается магнитное поле. Последнее будет тем сильнее, чем больше ток в соленоиде и чем больше число витков в нем. С. ведет себя аналогично магниту. Самойлов К. И.… … Морской словарь

СОЛЕНОИД — спираль из проволоки, по к рой пропускают электр. ток и к рая может заменить собой электромагнит. Вокруг витков С. образуется магнитное поле, магнитные силовые линии к рого выходят из одного конца С. и входят в другой. С. обладает свойством… … Технический железнодорожный словарь

соленоид — сущ., кол во синонимов: 1 • катушка (19) Словарь синонимов ASIS. В.Н. Тришин. 2013 … Словарь синонимов

Соленоид — Образование магнитного потока в соленоиде … Википедия

соленоид — а; м. [от греч. sōlēn трубка и eidos вид] Физ., техн. Проволочная спираль, намотанная на сердечник, вокруг которой при пропускании электрического тока создаётся магнитное поле. ◁ Соленоидный, ая, ое. С. клапан. С ые двигатели. * * * соленоид (от… … Энциклопедический словарь

Источник

Что такое соленоид в биологии. Смотреть фото Что такое соленоид в биологии. Смотреть картинку Что такое соленоид в биологии. Картинка про Что такое соленоид в биологии. Фото Что такое соленоид в биологии

Что такое соленоид в биологии. Смотреть фото Что такое соленоид в биологии. Смотреть картинку Что такое соленоид в биологии. Картинка про Что такое соленоид в биологии. Фото Что такое соленоид в биологии

Что такое соленоид в биологии. Смотреть фото Что такое соленоид в биологии. Смотреть картинку Что такое соленоид в биологии. Картинка про Что такое соленоид в биологии. Фото Что такое соленоид в биологии

Что такое соленоид в биологии. Смотреть фото Что такое соленоид в биологии. Смотреть картинку Что такое соленоид в биологии. Картинка про Что такое соленоид в биологии. Фото Что такое соленоид в биологии

Что такое соленоид в биологии. Смотреть фото Что такое соленоид в биологии. Смотреть картинку Что такое соленоид в биологии. Картинка про Что такое соленоид в биологии. Фото Что такое соленоид в биологии

Содержание

Бесконечный непрерывный соленоид

Бесконечный соленоид имеет бесконечную длину, но конечный диаметр. «Непрерывный» означает, что соленоид образован не дискретными катушками конечной ширины, а множеством бесконечно тонких катушек без промежутков между ними; в этой абстракции соленоид часто рассматривается как цилиндрический лист проводящего материала.

Внутри

Что такое соленоид в биологии. Смотреть фото Что такое соленоид в биологии. Смотреть картинку Что такое соленоид в биологии. Картинка про Что такое соленоид в биологии. Фото Что такое соленоид в биологии

В магнитное поле внутри бесконечно длинного соленоида однороден, и его прочность не зависит ни от расстояния от оси, ни от площади поперечного сечения соленоида.

Это вывод плотность магнитного потока вокруг соленоида, который достаточно длинный, чтобы можно было игнорировать краевые эффекты. На рисунке 1 мы сразу знаем, что вектор плотности потока направлен в положительную z направление внутри соленоида, а в отрицательном z направление вне соленоида. Мы подтверждаем это, применяя правило захвата правой рукой для поля вокруг проволоки. Если мы обхватим правой рукой провод, указав большим пальцем в направлении тока, изгиб пальцев покажет, как ведет себя поле. Поскольку мы имеем дело с длинным соленоидом, все компоненты магнитного поля, не направленные вверх, компенсируются симметрией. Снаружи происходит аналогичная отмена, а поле только направлено вниз.

Теперь рассмотрим воображаемую петлю c который расположен внутри соленоида. К Закон Ампера, мы знаем, что линейный интеграл из B (вектор плотности магнитного потока) вокруг этого контура равен нулю, так как он не содержит электрических токов (можно также предположить, что контур электрическое поле прохождение через контур является постоянным при таких условиях: постоянный или постоянно меняющийся ток через соленоид). Выше мы показали, что поле направлено вверх внутри соленоида, поэтому горизонтальные участки контура c ничего не вносят в интеграл. Таким образом, интеграл от верхней части 1 равен интегралу обратной стороны 2. Поскольку мы можем произвольно изменять размеры контура и получить тот же результат, единственное физическое объяснение состоит в том, что подынтегральные выражения фактически равны, то есть магнитное поле внутри соленоида радиально однородно. Однако обратите внимание, что ничто не запрещает ему изменяться в продольном направлении, что на самом деле так и есть.

за пределами

Аналогичный аргумент можно применить к циклу а чтобы сделать вывод, что поле вне соленоида радиально однородно или постоянно. Этот последний результат, который строго выполняется только около центра соленоида, где силовые линии параллельны его длине, важен, поскольку он показывает, что плотность потока снаружи практически равна нулю, поскольку радиусы поля вне соленоида будут стремиться к бесконечность.

Также можно использовать интуитивный аргумент, чтобы показать, что плотность потока вне соленоида фактически равна нулю. Линии магнитного поля существуют только в виде петель, они не могут расходиться или сходиться к точке, как силовые линии электрического поля (см. Закон Гаусса для магнетизма). Линии магнитного поля следуют продольной траектории соленоида внутри, поэтому они должны идти в противоположном направлении за пределами соленоида, чтобы линии могли образовывать петлю. Однако объем снаружи соленоида намного больше, чем объем внутри, поэтому плотность силовых линий снаружи значительно снижается. Напомним, что внешнее поле постоянно. Чтобы общее количество силовых линий было сохранено, внешнее поле должно стремиться к нулю по мере увеличения длины соленоида.

Конечно, если соленоид выполнен в виде проволочной спирали (как это часто делается на практике), то он излучает внешнее поле так же, как одиночный провод, из-за тока, протекающего по всей длине соленоида.

Количественное описание

Что такое соленоид в биологии. Смотреть фото Что такое соленоид в биологии. Смотреть картинку Что такое соленоид в биологии. Картинка про Что такое соленоид в биологии. Фото Что такое соленоид в биологии

Применение Обходной закон Ампера к соленоиду (см. рисунок справа) дает нам

Это уравнение справедливо для соленоида в свободном пространстве, что означает, что проницаемость магнитного пути такая же, как проницаемость свободного пространства, μ0.

Если соленоид погружен в материал с относительной проницаемостью μр, то поле увеличивается на эту величину:

Включение ферромагнитный ядро, например утюг, увеличивает величину плотности магнитного потока в соленоиде и увеличивает эффективную проницаемость магнитного пути. Это выражается формулой

где μэфф эффективная или кажущаяся проницаемость керна. Эффективная проницаемость является функцией геометрических свойств керна и его относительной проницаемости. Термины относительная проницаемость (свойство только материала) и эффективная проницаемость (свойство всей конструкции) часто путают; они могут различаться на много порядков.

Для открытой магнитной структуры соотношение между эффективной проницаемостью и относительной проницаемостью определяется следующим образом:

Конечный непрерывный соленоид

Что такое соленоид в биологии. Смотреть фото Что такое соленоид в биологии. Смотреть картинку Что такое соленоид в биологии. Картинка про Что такое соленоид в биологии. Фото Что такое соленоид в биологии

плотность магнитного потока получается как [8] [9] [10]

На оси симметрии радиальная составляющая обращается в нуль, а осевая составляющая поля равна

Оценка конечного прерывистого соленоида

В случае, когда радиус намного больше длины соленоида, плотность магнитного потока через центр соленоида (в z направление, параллельное длине соленоида, где катушка центрируется в z= 0) можно оценить как магнитную индукцию одиночной круглой проводящей петли:

Для случаев, когда радиус невелик по сравнению с длиной, эту оценку можно дополнительно уточнить, суммируя ее по N количество витков / витков проволоки в разных положениях вдоль z.

Что такое соленоид в биологии. Смотреть фото Что такое соленоид в биологии. Смотреть картинку Что такое соленоид в биологии. Картинка про Что такое соленоид в биологии. Фото Что такое соленоид в биологии

Неправильные соленоиды

В категории конечных соленоидов есть те, которые редко намотаны с одним шагом, редко намотаны с переменным шагом (соленоиды с переменным шагом) или с переменным радиусом для разных петель (нецилиндрические соленоиды). Их называют нерегулярными соленоидами. Они нашли применение в различных областях, таких как соленоиды с редкой намоткой для беспроводной передачи энергии, [11] [12] соленоиды переменного шага для магнитно-резонансной томографии (МРТ), [13] и нецилиндрические соленоиды для других медицинских устройств. [14]

Расчет собственной индуктивности и емкости не может быть выполнен с использованием тех, которые используются для традиционных соленоидов, то есть с плотно намотанными соленоидами. Предложены новые методы расчета собственной индуктивности. [15] (коды доступны на [16] ) и емкости. [17] (коды доступны на [18] )

Индуктивность

Объединяя это с определением индуктивность

индуктивность соленоида равна

Таблица индуктивности для коротких соленоидов с различным соотношением диаметра к длине была рассчитана Деллингером, Уиттмором и Ульдом. [19]

Это, а также индуктивность более сложных форм, можно получить из Уравнения Максвелла. Для жестких катушек с воздушным сердечником индуктивность зависит от геометрии катушки и количества витков и не зависит от тока.

Аналогичный анализ применим к соленоиду с магнитным сердечником, но только если длина катушки намного больше, чем произведение относительного проницаемость магнитопровода и диаметра. Это ограничивает простой анализ сердечниками с низкой проницаемостью или очень длинными тонкими соленоидами. Наличие сердечника можно учесть в приведенных выше уравнениях, заменив магнитную постоянную μ0 с μ или μ0μр, где μ представляет проницаемость и μр относительная проницаемость. Обратите внимание, что поскольку проницаемость ферромагнитный материалы изменяются в зависимости от приложенного магнитного потока, индуктивность катушки с ферромагнитным сердечником обычно изменяется в зависимости от тока.

Приложения

Электромеханический соленоид

Что такое соленоид в биологии. Смотреть фото Что такое соленоид в биологии. Смотреть картинку Что такое соленоид в биологии. Картинка про Что такое соленоид в биологии. Фото Что такое соленоид в биологии

Электромеханические соленоиды состоят из электромагнитно индуктивный катушка, намотанная на подвижную стали или утюг слизняк (названный арматура). Катушка имеет такую ​​форму, что якорь можно перемещать в пространство в центре катушки и из него, изменяя индуктивность катушки и тем самым становясь электромагнит. Движение якоря используется для придания механической силы некоторому механизму, например, для управления пневматический клапан. Хотя соленоиды обычно слабы на любых расстояниях, кроме очень коротких, они могут управляться напрямую схемой контроллера, и поэтому они имеют очень быстрое время реакции.

Сила, приложенная к якорю, пропорциональна изменению индуктивности катушки относительно изменения положения якоря и тока, протекающего через катушку (см. Закон индукции Фарадея). Сила, приложенная к якорю, всегда будет перемещать якорь в направлении, увеличивающем индуктивность катушки.

Электромеханические соленоиды обычно встречаются в электронных маркеры для пейнтбола, автоматы для игры в пинбол, матричные принтеры, и топливные форсунки. Некоторые жилые дверные звонки использовать электромеханические соленоиды, при этом электризация катушки заставляет якорь ударять о металлические перегородки. [20] Электромеханический, или рабочий соленоид, возможно, впервые был изобретен в Англии Иллитисом Августом Тиммисом. В 1893 году ему был выдан патент US506282 на соленоид, имеющий стержень из железа и внешнюю оболочку для эффективного распространения магнитного потока, как это делается сегодня.

Пропорциональный соленоид

К этой категории соленоидов относятся магнитные цепи уникальной конструкции, которые влияют на аналоговое позиционирование плунжера или якоря соленоида в зависимости от тока катушки. Эти соленоиды, осевые или вращающиеся, используют геометрию, несущую магнитный поток, которая одновременно создает высокую пусковую силу (крутящий момент) и имеет участок, который быстро начинает насыщаться магнитным путем. Результирующий профиль силы (крутящего момента) по мере того, как соленоид продвигается через свой рабочий ход, почти плоский или снижается от высокого до более низкого значения. Соленоид может быть полезен для позиционирования, остановки в середине хода или для срабатывания при низкой скорости; особенно в системе управления с обратной связью. Однонаправленный соленоид будет срабатывать против противодействующей силы, или двойная соленоидная система будет самоцикличной. Пропорциональная концепция более подробно описана в публикации SAE 860759 (1986).

Фокусировка магнитного поля и сопутствующее ему измерение потока, как показано в документе SAE, требуется для создания высокого пускового усилия в начале хода соленоида и для поддержания уровня или уменьшения силы по мере того, как соленоид перемещается через свой диапазон смещения. Это совершенно противоположно тому, что происходит с обычными соленоидами с уменьшающимся воздушным зазором. Фокусировка магнитного поля к рабочему воздушному зазору первоначально создает высокий mmf (ампер-витки) и относительно низкий уровень магнитного потока через воздушный зазор. Этот высокий продукт потока mmf x (считываемая энергия) создает высокую пусковую силу. При увеличении плунжера (ds) энергия движения F ∙ ds извлекается из энергии воздушного зазора. Из-за приращения движения плунжера незначительно увеличивается проницаемость воздушного зазора, увеличивается магнитный поток, незначительно уменьшается mmf в воздушном зазоре; все это приводит к поддержанию высокого продукта потока mmf x. Из-за повышенного уровня магнитного потока рост падений ампер-витков в других частях железной цепи (преимущественно в геометрии полюсов) вызывает уменьшение ампер-витков воздушного зазора и, следовательно, снижение потенциальной энергии поля в воздушном зазоре. Дальнейшее увеличение плунжера вызывает постоянное уменьшение силы соленоида, тем самым создавая идеальные условия для управления движением, которое контролируется током, подаваемым на катушку соленоида. Вышеупомянутая геометрия полюса с линейно изменяющейся площадью траектории приводит к почти линейному изменению силы. Противодействующее усилие пружины или двухсторонний соленоид (две катушки) позволяет контролировать движение вперед и назад. Управление с обратной связью улучшает линейность и жесткость системы.

Поворотный соленоид

Поворотный соленоид похож на линейный соленоид, за исключением того, что сердечник якоря установлен в центре большого плоского диска, с тремя наклонными дорожками качения, вписанными в нижнюю часть диска. Эти канавки совпадают с дорожками качения на корпусе соленоида, разделенными шарикоподшипниками в дорожках качения.

Когда соленоид активирован, сердечник якоря магнитно притягивается к полюсу статора, и диск вращается на шарикоподшипниках в дорожках качения по мере продвижения к корпусу катушки. При отключении питания пружина на диске возвращает его в исходное положение как во вращении, так и в осевом направлении.

Появившийся на рынке в 1980-х годах, исключительно вращающийся соленоид со сбалансированным 3-лопастным ротором с железными лопастями предлагал улучшенную виброизоляцию за счет исключения осевого движения ротор. Это устройство обеспечивает пропорциональное бесшумное позиционирование, а также быстрое вращение для сортировки почты и ворот конвейера. Затем последовала версия ротора с постоянными магнитами (патент США 5,337,030; 1994), которая обеспечивала быстрое электрическое двунаправленное вращение.

Роторная звуковая катушка

Роторный звуковая катушка представляет собой вращающуюся версию соленоида. Обычно неподвижный магнит находится снаружи, а часть катушки движется по дуге, управляемой током, протекающим через катушки. Вращающиеся звуковые катушки широко используются в таких устройствах, как Дисковый привод. [ нужна цитата ] Рабочая часть измеритель с подвижной катушкой также представляет собой тип вращающейся звуковой катушки, которая вращается вокруг оси указателя, волосковая пружина обычно используется для обеспечения слабой почти линейной восстанавливающей силы.

Пневматический электромагнитный клапан

Что такое соленоид в биологии. Смотреть фото Что такое соленоид в биологии. Смотреть картинку Что такое соленоид в биологии. Картинка про Что такое соленоид в биологии. Фото Что такое соленоид в биологии

Пневматический соленоидный клапан это переключатель для направления воздуха на любой пневматический устройство, обычно привод, позволяя относительно небольшому сигналу управлять большим устройством. Это также интерфейс между электронными контроллерами и пневматическими системами. [ нужна цитата ]

Гидравлический электромагнитный клапан

Гидравлические электромагнитные клапаны в целом аналогичны пневматическим соленоидным клапанам, за исключением того, что они регулируют поток гидравлическая жидкость (нефть), часто при давлении около 3000 фунтов на квадратный дюйм (210 бар, 21 МПа, 21 МН / м²). Гидравлическое оборудование использует соленоиды для управления потоком масла к гидроцилиндрам или исполнительным механизмам. Клапаны с электромагнитным управлением часто используются в ирригационных системах, где относительно слабый соленоид открывает и закрывает небольшой пилотный клапан, который, в свою очередь, активирует главный клапан за счет приложения давления жидкости к поршню или диафрагме, которые механически соединены с основным клапаном. также присутствуют в предметах повседневного обихода, таких как стиральные машины, для регулирования потока и количества воды в барабане.

Соленоиды трансмиссии регулируют поток жидкости через автоматическую коробку передач и обычно устанавливаются в корпусе клапана трансмиссии.

Соленоид автомобильного стартера

В легковом или грузовом автомобиле соленоид стартера является частью автомобиль система зажигания двигателя. Соленоид стартера получает большой электрический ток от автомобильный аккумулятор и небольшой электрический ток от выключатель зажигания. Когда ключ зажигания включен (то есть когда ключ повернут для запуска автомобиля), небольшой электрический ток вынуждает соленоид стартера замкнуть пару тяжелых контактов, тем самым передавая большой электрический ток на пусковой двигатель. Это разновидность реле.

Соленоиды стартера также могут быть встроены в сам стартер, часто видимые снаружи стартера. Если соленоид стартера получает недостаточную мощность от аккумулятора, он не сможет запустить мотор и может издавать быстрый характерный «щелкающий» или «щелкающий» звук. Это может быть вызвано низким или полностью разряженным аккумулятором, ржавый или неплотное соединение с аккумулятором, или сломанный или поврежденный положительный (красный) кабель от аккумулятора. Любое из них приведет к подаче на соленоид некоторой мощности, но недостаточной для удержания тяжелых контактов в замкнутом состоянии, поэтому сам стартер никогда не вращается, и двигатель не запускается.

Источник

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *