螺线管的概念

螺线管(Solenoid)是个三维线圈。在物理学里,术语螺线管指的是多重卷绕的导线,卷绕内部可以是空心的,或者有一个金属芯。当有电流通过导线时,螺线管内部会产生均匀磁场。螺线管是很重要的元件·。很多物理实验的正确操作需要有均匀磁场。螺线管也可以用为电磁铁或电感器。
 
通电螺线管的极性跟电流方向间的关系,可以用右手螺旋定则来判断。就是用右手握住螺线管,让四根手指弯曲且跟螺线管中电流的方向一致,则大拇指所指的那端就是螺线管的N极。注意:右手螺旋定则中所说的“电流的方向”是指螺线管中“电流的环绕方向”,右手四根手指的弯曲方向应跟电流的环绕方向一致。
 
机电螺线管常见于电子弹珠台、点阵式打印机、燃料喷射装置等等。机电螺线管是由电磁感应线圈,卷绕于可移动的不锈钢或铁材质的电枢(armature)外面,所组成的机电原件。当感应线圈乘载电流时,会有磁场产生,感应线圈变成一个电磁铁,吸引或排斥电枢,造成电枢的移动。这机制所给出的机械力可以用来操控其它机械(像气控阀或液压阀)。机电螺线管给出的是近距离作用力;对于远距离,作用力会显得微弱。由于可以用控制电路直接控制,机电螺线管的反应时间非常快速。
 
螺线管气控阀是一种开关,运送空气给气控原件。后者通常是某种致动器。螺线管是由一个小尺寸线性螺线管与一个平衡的,易移动的金属芯组成的。螺线管可以控制金属芯的位置,引导气体流往正确的进气口。这共同组成的气阀,使得小量的电流施加于螺线管,就能够引导高气压的气体,通常高至100 psi(7 bar, 0.7 MPa, 0.7 MN/m2)。有些螺线管的操作规格远超过这气压。
 
螺线管气控阀的操作原理就好像晶体管,允许使用少量的讯号来控制很大的元件。它也是电子控制器和气控系统之间的接口元件。
 
螺线管液压阀,一般而言,螺线管液压阀的运作原理类似于螺线管气控阀。主要的不同处是,螺线管液压阀控制液压油的流动,液压通常大约为3000 psi(210 bar, 21 MPa, 21 MN/m2)。在航空制造业里,液压机械使用螺线管来操控液压油的流动致动器,给予致动器足够的力量来弯曲钛金属板。
 
螺线管操控的阀门常常用于农业灌溉系统。在这里,使用相当便宜的小尺寸螺线管来开启或关闭一个小前向导阀,让少量的水施加液压于活塞。后者机械地耦合于主阀门,有足够的力量来开关主阀门。
 
变速器螺线管(transmission solenoid)依赖机电作用力来调整液压油流过自动变速器的流量。离合器螺线管通常装设于变速器的阀体内部。
 
汽车起动器螺线管,在汽车内,起动器螺线管(starter solenoid)是汽车起动器(starter)系统的一部分,又称为起动继电器。当驾驶者转动钥匙来发动汽车时,车子的电池送出一小股电流到起动器螺线管,关闭一对重形接触。这动作允许电池送出一大股电流到汽车的起动器马达,供给马达的起动。
 
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