" Динь-дон!" Похоже, пицца здесь. Курьер вышел на ваше крыльцо и только что позвонил в дверь. Сделав это, он активировал магнитное поле одного из самых полезных устройств в нашем мире, управляемом электроникой:соленоид..
Жизнь была бы намного тяжелее без этих вещей. Современные автомобили зависят от электромагнитных клапанов; они являются неотъемлемой частью некоторых дверных замков; а вы знали, что в вашей стиральной машине есть соленоиды?
Что такое соленоид?
Соленоид представляет собой длинный кусок проволоки, намотанной в виде спиральной катушки. Когда сигнал электрического тока проходит через катушку линейного соленоида, он создает относительно однородные силовые линии магнитного поля внутри катушки соленоида.
Каждый соленоид включает в себя спиральный кусок металлической проволоки. Вот как соленоид извлекает выгоду из электромагнетизма, одной из фундаментальных сил Вселенной.
" Противоположности притягиваются" может быть сомнительным советом для свиданий, но это твердое правило магнетизма. Все магниты включают северный и южный полюса. У них также есть магнитное поле, которое течет от первого ко второму.
Два северных или отрицательных полюса соленоида естественным образом отталкивают друг друга. То же самое для двух южных полюсов. Но если вы возьмете пару магнитов и поместите их близко друг к другу, северный полюс первого магнитного сердечника притянется к южному полюсу второго магнита. Это физика, детка.
Соленоид полезен, потому что он дает механикам и инженерам некоторый контроль над процессом электрического сигнала. Когда электрический ток течет по металлической проволоке, он создает однородное магнитное поле, ферромагнитный сердечник и механическую энергию.
Заряженные частицы в этом поле магнитных материалов движутся по кругу вокруг указанного провода.
Намотка проволоки делает ее магнитное поле сильнее. С различными конфигурациями и добавлением каждой новой катушки соленоида поле становится более мощным. И вот еще одна вещь, которую следует помнить: магнитное поле будет более сконцентрировано в пространстве внутри этих катушек, а магнитное поле - в меньшей степени в области, окружающей ваш провод.
Соленоид и электрические слайды
А теперь самое интересное. По большей части провода соленоидов наматываются на металлический стержень. (Слово «соленоид» является производным от греческого слова sōlēnoeidēs, что означает «трубчатый».)
Когда на провод соленоида подается электрический ток, этот кусок металла притягивается к одному концу соленоида и тянется к нему. Но эффект от этого немедленного воздействия на соленоид временный. Отключите электрический ток, созданный соленоидом, и вы уничтожите магнитное поле. Затем, благодаря подпружинению, ваш блок должен вернуться в исходное положение.
В принципе, мы можем и съесть свой торт, и съесть его. Соленоид позволяет нам намагничивать провода, создавая магнитное поле, а затем размагничивать их, когда захотим (в значительной степени). Все одним нажатием кнопки. Или поворот ключа.
Как мы уже говорили, в автомобилях используются соленоиды. При повороте ключа зажигания электрическая энергия аккумулятора передается на соленоид стартера. После активации соленоида стартера происходит несколько вещей.
Электрический ток в проводе соленоида притягивает подвижный железный стержень. Цепь между стартером и аккумулятором автомобиля замкнута. И шестерня-шестерня входит в зацепление с диском, называемым «маховиком».
Через пару секунд двигатель вашей некогда бездействующей машины оживает. По крайней мере, так это должно работать.
Это когда-нибудь случалось с вами? Вы сидите в своей машине и только что повернули ключ зажигания, но двигатель не заводится. Вместо этого вы слышите неприятный щелкающий звук. Виновником может быть разряженный аккумулятор или неисправный генератор. Или, возможно, здесь виноват соленоид вашего стартера.
Любой механик должен иметь возможность проверить ваш соленоид, если у него есть тестер для проверки автоматических выключателей или мультиметр. Иногда эти детали можно исправить. Иногда это не так, и их необходимо заменить. Так проходит жизнь автовладельца.
Автомобили и бытовая техника используют соленоиды
Кстати, многие автомобили также используют соленоиды в дверных замках с электроприводом. Отдельные соленоиды задействуются для блокировки или разблокировки дверных ручек по тем же принципам, которые мы уже обсуждали.
Это не значит, что все соленоиды одинаковы. Существует множество вариантов соленоидов, каждый из которых имеет свои сильные стороны.
Производство и водоочистные сооружения хорошо используют гидравлические соленоиды. Как следует из названия, гидравлический соленоид регулирует поток воды и других жидкостей. Кроме того, давайте не будем забывать о пневматических соленоидах, которые действуют таким же образом на содержащиеся в них газы.
Завершив круг, теперь мы возвращаемся к чуваку с пиццей у вас на пороге. Не во всех дверных звонках используется соленоид; в новых конструкциях, как правило, соленоид полностью отсутствует. Но даже в золотой век «умных» устройств многие дверные звонки по-прежнему имеют соленоид.
Предположим, что ваш - один из них. Когда наш разносчик пиццы нажимал на кнопку, через встроенный соленоид пускался электрический ток.
Магнитное поле, создаваемое этим простым действием, затягивало железный сердечник в скрученный провод соленоида. Затем металл ударил по крошечному звонку, издав «Динь!» шум.
Очевидно, курьер не мог вечно держать палец на кнопке. Как только он отпустил его, магнитное поле исчезло, и пружина выстрелила в железный сердечник в противоположном направлении. Затем металл ударил во второй раз: «Донг!»
Должен дать вам пищу для размышлений, пока вы наслаждаетесь этими бесплатными хлебными палочками.
Интересно
Магнито не классический злодей из «Людей Икс». Это также название генерирующего электроэнергию электрического устройства, используемого в самолетах и цепных пилах.