Solénoïde

Un solénoïde est un enroulement à trois dimensions . Dans la physique , le solénoïde de limite se rapporte à une boucle de fil, souvent enroulée autour d'un noyau métallique du , qui produit un champ magnétique quand un courant électrique est passé par lui. Les solénoïdes sont importants parce qu'ils peuvent créer des champs magnétiques commandés et peuvent être employés comme électro-aimants . Le solénoïde limite se réfère spécifiquement à un aimant conçu pour produire un champ magnétique uniforme en volume de l'espace (où une certaine expérience pourrait être effectuée).

Dans la technologie , le solénoïde de limite peut également se rapporter à une série de dispositifs du capteur qui convertissent l'énergie en mouvement linéaire. La limite est également employée souvent pour se rapporter à une vanne électromagnétique , qui est un dispositif integrated contenant un solénoïde électromécanique qui enclenche un valve hydraulique pneumatique de ou , ou à un commutateur de solénoïde, qui est un type spécifique de relais qui utilise intérieurement un solénoïde électromécanique pour actionner un commutateur électrique ; par exemple, un solénoïde de démarreur d'automobile de , ou un solénoïde linéaire, qui est un solénoïde électromécanique.

Champ magnétique

C'est une dérivation du champ magnétique autour d'un solénoïde, celui est assez longue de sorte que les effets de frange de puissent être ignorés. Dans le diagramme vers la droite, nous savons immédiatement que le champ se dirige dans la direction positive de z à l'intérieur du solénoïde, et dans la direction négative de z en dehors du solénoïde.

Nous voyons ceci en appliquant la règle droite pour le champ autour d'un fil. Si nous enroulons notre main droite autour d'un fil avec le pouce se dirigeant dans la direction du courant, les doigts montrent comment le champ se comporte. Puisque nous traitons un long solénoïde, tous les composants du pointage de champ magnétique ascendant décommandent dehors par symétrie. Dehors, une annulation semblable se produit, et le champ se dirige seulement en bas.

Considérer maintenant le " de boucle ; c" ;. Par la loi d'Ampère de , nous savons que l'intégrale de chemin de B autour de cette boucle est zéro, puisqu'aucun courant ne traverse lui. Nous avons montré au-dessus de celui que le champ est pointage ascendant à l'intérieur du solénoïde, ainsi les parties horizontales du " de boucle ; c" ; ne contribuer rien à l'intégrale. Ainsi l'intégrale vers le haut du côté 1 est égale au côté 2. d'intégrale en baisse. Puisque nous pouvons arbitrairement changer les dimensions de la boucle et obtenir le même résultat, la seule explication physique est que les fonctions à intégrer sont réellement égales, c., le champ magnétique à l'intérieur du solénoïde est constant. Un argument semblable peut être appliqué au " de boucle ; a" ; pour conclure que le champ en dehors du solénoïde est constant.

Un argument intuitif peut être employé pour prouver que le champ en dehors du solénoïde est réellement zéro. Les lignes de champ magnétique existent seulement comme boucles, elles ne peuvent pas diverger de ou converger à un point comme les lignes de champ électrique peuvent. Les lignes de champ magnétique montent l'intérieur du solénoïde, ainsi elles doivent descendre l'extérieur de sorte qu'elles puissent former une boucle. Cependant, le volume en dehors du solénoïde est beaucoup plus grand que le volume à l'intérieur, ainsi la densité des lignes extérieur de champ magnétique est considérablement réduite. Se rappeler également que l'extérieur de champ est constant. Afin de tout le nombre de lignes de champ à conserver, l'extérieur de champ doit aller à zéro pendant que le solénoïde obtient plus longtemps.

Maintenant nous pouvons considérer le " de boucle ; b" ;. Prendre l'intégrale de chemin de B autour de la boucle, avec la taille de la boucle réglée au L. Les composants horizontaux disparaissent, et l'extérieur de champ est zéro, ainsi la loi d'Ampère nous donne : = de $B de de L \ mu_0 N I$

De ce qui obtenons nous : = de $de de B \ mu_0 \ frac {N I} {L}$

Enroulement de voix rotatoire

C'est une version de rotation d'un solénoïde. Typiquement l'aimant fixe est sur l'extérieur, et la pièce d'enroulement se déplace un arc commandé par le courant traversent les enroulements. Des enroulements de voix rotatoires sont généralement appliqués dans des dispositifs tels que les unités de disques

Solénoïdes électromécaniques

Les solénoïdes électromécaniques se composent d'un enroulement électromagnétiquement inductif, de la blessure autour d'un acier mobile ou du lingot du fer (nommé l'armature). L'enroulement est formé tels que l'armature peut être déplacée dans et hors du centre, changeant l'inductance du de l'enroulement et devenant de ce fait un électro-aimant. L'armature est utilisée pour fournir une force mécanique à un certain mécanisme (tel que commander une valve pneumatique). Bien que fini en général faible quelque chose mais des distances très courtes, solénoïdes puisse être commandé directement par un circuit de contrôleur, et ainsi a les temps de réaction très bas.

La force appliquée à l'armature est proportionnelle au changement de l'inductance de l'enroulement en ce qui concerne le changement en position de l'armature, et au courant traversant l'enroulement. La force appliquée à l'armature déplacera toujours l'armature dans une direction qui augmente l'inductance de l'enroulement.

Le champ magnétique à l'intérieur d'un solénoïde est donné par : $B= de de \ mu_0 n I= \ mu_0 \ frac {Ni} {L}$

là où le $pi \ périodes 10^ {- 7}$ par mètre, le B est la grandeur de champ magnétique dans les teslas, le n est le nombre de tours par mètre, le I est le courant en ampères de que le N de est le nombre de tours et le L est la longueur du solénoïde dans des mètres. Voir également : Électro-aimant .

Les solénoïdes électromécaniques sont généralement - vu dans les imprimantes par points électroniques de des marqueurs de Paintball et des injecteurs de carburant .

Vannes électromagnétiques pneumatiques

Une vanne électromagnétique pneumatique est un commutateur pour l'air de cheminement à n'importe quel dispositif pneumatique, habituellement un déclencheur d'une certaine sorte. Un solénoïde se compose d'un noyau équilibré ou facilement mobile, qui creuse des rigoles le gaz vers le port approprié, couplé à un petit solénoïde linéaire. La valve permet un petit courant appliqué au solénoïde pour commuter un grand nombre de gaz à haute pression, en général jusqu'à 100 livres par pouce carré (7 barrer, 0. Quelques solénoïdes sont capables du fonctionnement à des pressions bien plus grandes. Les solénoïdes pneumatiques peuvent avoir un, deux, ou trois ports de rendement, et le nombre requis de passages. Les valves sont utilisées généralement pour commander un piston ou tout autre déclencheur linéaire.

Le solénoïde pneumatique est apparenté à un transistor , permettant un signal relativement petit pour commander un grand dispositif. C'est également l'interface entre les contrôleurs électroniques et les systèmes pneumatiques.

Vannes électromagnétiques hydrauliques

Les vannes électromagnétiques hydrauliques sont en général semblables aux vannes électromagnétiques pneumatiques sauf qu'elles commandent l'écoulement du fluide hydraulique (huile), souvent à environ 3000 livres par pouce carré (210 barrer, ² de 21 MPA, de 21 MN/m). Solénoïdes hydrauliques d'utilisations des machines pour commander l'écoulement d'huile aux RAM ou aux déclencheurs (par exemple) pour plier des feuilles de titane à la fabrication aérospatiale. les valves Solénoïde-commandées sont employées souvent dans des systèmes d'irrigation, où un solénoïde relativement faible ouvre et ferme une petite soupape de commande, qui active alternativement la valve principale en s'appliquant la pression du liquide à un piston ou à un diaphragme qui est mécaniquement couplé à la valve principale.

Le fluide de commande des solénoïdes de transmission de traversent une transmission automatique et sont typiquement installés dans le corps de valve de transmission.

Solénoïde de démarreur d'automobile

Dans une voiture ou un camion, le solénoïde de démarreur de fait partie d'un système de l'allumage de l'automobile . A également appelé un relais de démarreur de , le solénoïde de démarreur reçoit un courant électrique de grand de la batterie de voiture et un petit courant électrique du commutateur d'allumage . Quand le commutateur d'allumage est mis en marche (quand la clef est tournée pour mettre en marche la voiture), le petit courant électrique indique le solénoïde de démarreur transmettre par relais le grand courant électrique au moteur de démarreur .

Des solénoïdes de démarreur peuvent également être établis dans le démarreur lui-même, souvent évident sur l'extérieur du démarreur. Si un solénoïde de démarreur reçoit la puissance insuffisante de la batterie, il ne mettra pas en marche le moteur , et peut produire un bruit cliquant ou claquant rapide. Ceci peut être provoqué par une basse ou morte batterie, par corrodé par ou raccordements lâches dans le câble, ou par un câble (rouge) positif cassé ou endommagé de la batterie ; quelconque d'entre ce résultat de volonté dans certains, mais pas assez, puissance au solénoïde, qui est insuffisant pour passer la puissance au démarreur, qui fait cliquer le solénoïde.

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