Jak działają solenoidy

Jan 14 2021
Używasz solenoidów codziennie, nawet o tym nie wiedząc. Czym właściwie są i jak działają?
Facet dostarczający pizzę do twojego domu aktywuje solenoid za każdym razem, gdy dzwoni do twojego dzwonka. Obrazy Pekic/Getty

"Ding-dong!" Wygląda na to, że jest tu pizza. Dostawca jest na twojej werandzie i właśnie zadzwonił do drzwi . W ten sposób aktywował jedno z najbardziej użytecznych urządzeń w naszym napędzanym elektroniką świecie: solenoid.

Bez tych rzeczy życie byłoby o wiele trudniejsze. Nowoczesne samochody zależą od solenoidów ; są istotną częścią niektórych zamków do drzwi ; i hej, czy wiesz, że masz elektrozawory w swojej pralce ?

Co to jest solenoid?

Z definicji każdy solenoid zawiera zwinięty kawałek drutu metalowego. W ten sposób wykorzystują elektromagnetyzm , jedną z podstawowych sił wszechświata.

„Przyciąganie się przeciwieństw” może być wątpliwą radą dotyczącą randek , ale w magnetyzmie jest to niezłomna zasada. Wszystkie magnesy zawierają bieguny północne i południowe. Mają też pole magnetyczne, które przepływa od pierwszego do drugiego.

Dwa bieguny północne będą się naturalnie odpychać. To samo dla dwóch biegunów południowych. Ale jeśli weźmiesz parę magnesów i złożysz je blisko siebie, biegun północny pierwszego magnesu zostanie przyciągnięty do bieguna południowego drugiego magnesu. To fizyka, kochanie.

Solenoidy są pomocne, ponieważ dają mechanikom i inżynierom pewną kontrolę nad tym procesem. Kiedy prąd elektryczny przepływa przez metalowy drut, wytwarza pole magnetyczne. Naładowane cząstki w tym polu poruszają się po okręgach na zewnątrz wspomnianego drutu.

Zwijanie drutu wzmacnia jego pole magnetyczne . Z każdą dodaną nową cewką pole staje się silniejsze. I jeszcze jedna rzecz do zapamiętania: pole magnetyczne będzie bardziej skoncentrowane w przestrzeni wewnątrz tych cewek – a mniej w obszarze otaczającym twój przewód.

Solenoid to cylindryczna cewka z drutu, która działa jak magnes, gdy przenosi prąd elektryczny.

Zjeżdżalnie elektryczne

Teraz robi się ciekawie. W większości przewody elektromagnesu są owinięte wokół metalowego pręta. (Słowo „solenoid” jest pochodną greckiego słowa sōlēnoeidēs, co oznacza „kształt rury”).

Kiedy przewód otrzyma prąd elektryczny, ten kawałek metalu zostanie przyciągnięty do jednego końca elektrozaworu i zostanie pociągnięty w kierunku. Ale efekt jest tymczasowy. Odetnij prąd elektryczny, a zabijesz pole magnetyczne. Następnie, dzięki obciążeniu sprężyny , Twoja jednostka powinna wrócić do swojej pierwotnej pozycji.

W zasadzie możemy mieć ciastko i je zjeść. Solenoidy pozwalają nam namagnesować przewody, a następnie rozmagnesować je, kiedy tylko chcemy (prawie). Wszystko za naciśnięciem przycisku. Albo przekręcenie klucza.

Jak powiedzieliśmy wcześniej, samochody korzystają z elektrozaworów. Przekręcenie kluczyka w stacyjce przekazuje prąd z akumulatora do elektromagnesu rozrusznika . Po aktywacji dzieje się kilka rzeczy. Prąd elektryczny w przewodzie elektromagnesu przyciąga ruchomy żelazny pręt . Obwód między rozrusznikiem a akumulatorem samochodu jest zakończony. Koło zębate „zębate” sprzęga się z tarczą zwaną „kołem zamachowym”.

W ciągu kilku sekund Twój uśpiony silnik samochodu ożywa. Przynajmniej tak to powinno działać.

Czy kiedykolwiek przytrafiło to się Tobie? Siedzisz w samochodzie i właśnie przekręciłeś kluczyk w stacyjce, ale silnik nie chce się uruchomić. Zamiast tego słyszysz nieprzyjemny dźwięk kliknięcia . Winowajcą może być rozładowany akumulator lub uszkodzony alternator. A może prawdziwym winowajcą jest tutaj solenoid rozrusznika.

Każdy mechanik powinien być w stanie przetestować Twój solenoid, jeśli ma pod ręką tester obwodów lub multimetr. Czasami te części można naprawić. Czasami nie są — i trzeba je wymienić. Tak wygląda życie właściciela samochodu.

Przekręcenie kluczyka w stacyjce w samochodzie przekazuje prąd z akumulatora do elektromagnesu rozrusznika.

Samochody i urządzenia wykorzystują solenoidy

Nawiasem mówiąc, wiele samochodów używa również elektrozaworów w swoich elektrycznych zamkach drzwi . Oddzielne solenoidy są uruchamiane, aby zablokować lub odblokować klamki drzwi, stosując te same zasady, które już omówiliśmy.

Nie oznacza to, że wszystkie solenoidy są sobie równe. Istnieje wiele odmian, z których każda ma swoje mocne strony.

Zakłady produkcyjne i stacje uzdatniania wody dobrze wykorzystują elektrozawory hydrauliczne . Jak sama nazwa wskazuje, regulują przepływ wody i innych płynów. Nie zapominajmy również o elektrozaworach pneumatycznych, które w ten sam sposób oddziałują na zawarte gazy.

Zataczając koło, wracamy teraz do kolesia od pizzy na twoim przednim stopniu. Nie wszystkie dzwonki do drzwi wykorzystują solenoidy; nowsze projekty mają tendencję do ich całkowitego pomijania. Ale nawet w złotym wieku „inteligentnych” urządzeń wiele dzwonków do drzwi wciąż zawiera gadżety elektromagnetyczne.

Załóżmy, że twój jest jednym z nich . Kiedy nasz przewoźnik pizzy nacisnął przycisk, wysłał prąd przepływający przez wbudowany elektrozawór. Pole magnetyczne, które wytworzyło to proste działanie, wciągnęło żelazny rdzeń do zwiniętego drutu. Następnie metal uderzył w maleńki dzwonek, wydając „Ding!” hałas.

Oczywiście dostawca nie mógł wiecznie trzymać palca na przycisku. Gdy go puścił, pole magnetyczne zniknęło, a sprężyna wystrzeliła żelazny rdzeń w przeciwnym kierunku. Następnie metal uderzył w drugi dzwonek, który zabrzmiał „Dong!”

Powinien dać ci coś do przemyślenia, gdy będziesz cieszyć się tymi bezpłatnymi paluszkami chlebowymi.

TERAZ TO CIEKAWE

Magneto nie jest klasycznym złoczyńcą „X-Men”. To także nazwa urządzenia elektrycznego generującego energię, które można znaleźć w samolotach i piłach łańcuchowych .