Как работают соленоиды

Jan 14 2021
Вы используете соленоиды каждый день, даже не подозревая об этом. Так что же они из себя представляют и как работают?
Парень, доставляющий пиццу к вам домой, активирует соленоид каждый раз, когда звонит в ваш дверной звонок. Пекич / Getty Images

"Дзынь-дзынь!" Похоже, пицца здесь. Разносчик вышел на крыльцо и только что позвонил в дверь . Сделав это, он активировал одно из самых полезных устройств в нашем мире электроники: соленоид.

Без этих вещей жизнь была бы намного тяжелее. Современные автомобили зависят от соленоидов ; они являются неотъемлемой частью некоторых дверных замков ; а вы знали, что в вашей стиральной машине есть соленоиды ?

Что такое соленоид?

Определенно, каждый соленоид включает в себя кусок металлической проволоки, свернутый в спираль. Вот как они извлекают выгоду из электромагнетизма , одной из фундаментальных сил Вселенной.

«Противоположности притягиваются» может быть сомнительным советом при свидании , но это незыблемое правило магнетизма. Все магниты включают северный и южный полюса. У них также есть магнитное поле, которое течет от первого ко второму.

Два северных полюса, естественно, будут отталкивать друг друга. То же для двух южных полюсов. Но если вы возьмете пару магнитов и поместите их близко друг к другу, северный полюс первого магнита будет притягиваться к южному полюсу второго магнита. Это физика, детка.

Соленоиды полезны, потому что они дают механикам и инженерам некоторый контроль над этим процессом. Когда электрический ток течет по металлическому проводу, он создает магнитное поле. Заряженные частицы в этом поле движутся по кругу с внешней стороны указанного провода.

Скручивание проволоки усиливает ее магнитное поле . С каждой добавленной катушкой поле становится более мощным. И вот еще одна вещь, о которой следует помнить: магнитное поле будет более сконцентрировано в пространстве внутри этих катушек - и в меньшей степени в области, окружающей ваш провод.

Соленоид представляет собой цилиндрическую катушку с проволокой, которая действует как магнит, когда пропускает электрический ток.

Электрические горки

А теперь самое интересное. По большей части провода соленоида намотаны на металлический стержень. (Слово «соленоид» является производным от греческого слова sōlēnoeidēs, что означает «трубчатый».)

Когда провод получает электрический ток, этот кусок металла притягивается - и притягивается - к одному концу соленоида. Но эффект временный. Отключите электрический ток, и вы убьете магнитное поле. Затем, благодаря пружинной нагрузке , ваше устройство должно вернуться в исходное положение.

В принципе, мы можем съесть свой торт и съесть его. Соленоиды позволяют нам намагничивать провода, а затем размагничивать их, когда мы захотим (в значительной степени). И все это одним нажатием кнопки. Или поворот ключа.

Как мы уже говорили, в автомобилях используются соленоиды. При повороте ключа зажигания электричество от аккумулятора передается на соленоид стартера . После его активации происходит несколько вещей. Электрический ток в проводе соленоида притягивает подвижный железный стержень . Цепь между стартером и аккумулятором автомобиля замкнута. А зубчатое колесо «шестерня» входит в зацепление с диском, который называется «маховик».

Через пару секунд ваш когда-то бездействующий автомобильный двигатель оживает. По крайней мере, так это должно работать.

С тобой такое когда-нибудь случалось? Вы сидите в машине и только что повернули ключ зажигания, но двигатель не запускается. Вместо этого вы слышите неприятный щелкающий звук . Причиной может быть разряженная батарея или неисправный генератор. Или, возможно, ваш соленоид стартера является настоящим виновником.

Любой механик должен иметь возможность проверить ваш соленоид, есть ли у него под рукой тестер цепей или мультиметр. Иногда эти детали поддаются ремонту. Иногда это не так - и их нужно заменить. Так протекает жизнь автовладельца.

Поворот ключа зажигания в автомобиле передает электричество от аккумулятора на соленоид стартера.

Автомобили и бытовая техника используют соленоиды

Кстати, во многих автомобилях в электрических дверных замках также используются соленоиды . Отдельные соленоиды активируются для блокировки или разблокировки дверных ручек, используя те же принципы, которые мы уже обсуждали.

Это не значит, что все соленоиды созданы равными. Существует множество вариаций, каждая из которых имеет свои сильные стороны.

В производственных и водоочистных установках хорошо используются гидравлические соленоиды . Как следует из названия, они регулируют поток воды и других жидкостей. Кроме того, давайте не будем забывать о пневматических соленоидах, которые одинаково воздействуют на содержащиеся газы.

Пройдя полный круг, мы вернемся к парню с пиццей у вас на пороге. Не во всех дверных звонках используются соленоиды; в новых проектах они, как правило, полностью отсутствуют. Но даже в золотой век «умных» устройств многие дверные звонки все еще содержат электромагнитные штуковины.

Предположим, ваш - один из них . Когда наш перевозчик пиццы нажимал кнопку, он пропускал электричество через встроенный соленоид. Магнитное поле, создаваемое этим простым действием, втягивало железный сердечник в свернутую проволоку. Затем металл ударил в крошечный колокольчик, издав "Динь!" шум.

Очевидно, курьер не мог вечно держать кнопку нажатой. Когда он отпустил его, магнитное поле исчезло, и пружина выстрелила в этот железный сердечник в противоположном направлении. Затем металл ударил по второму звонку, который прозвучал : «Дон!»

Должен дать вам повод подумать, пока вы наслаждаетесь этими бесплатными хлебными палочками.

ЭТО ИНТЕРЕСНО

Магнето не классический злодей из «Людей Икс». Это также название электрического устройства, вырабатывающего энергию, которое используется в самолетах и ​​цепных пилах .