Solenoids 1. rész
A hengeres tekercs, amely a hossza sokkal nagyobb, mint az átmérője, az úgynevezett mágnesszelep. Az angol, a szó - hasonló egy csőhöz, hogy van, ez egy tekercs-szerű cső.
Felépítés és funkció
Mágnesszelep is nevezhetők egy indukciós tekercset, amely fel van tekercselve egy drótváz a henger alakú. Az ilyen tekercsek lehetnek tekercselve, mint egyetlen vagy több rétegből. Mivel a tekercs hossza sokkal nagyobb, mint az átmérője, akkor a DC feszültség a tekercs kialakított mágneses tér belsejében a tekercs.
mágnesszelepek gyakran nevezik elektromechanikus eszköz, amely tartalmaz egy tekercset, amelynek belsejében van egy ferromágneses mag. Az ilyen eszközök formájában motorindító relé felcsévélő, és a különböző mágnesszelepek. Retractor eleme ilyen jellegű egy elektromágnes mag ferromágneses anyagból készült.
Ha a készülék nem mágnesszelep mag csatlakoztatásakor a DC tekercs mentén van kialakítva a mágneses mező. Az indukciós e területen:
Ahol, N - a fordulatok száma a tekercselés, l - hossza a tekercs, I - átfolyó áram a mágnesszelep, μ0 - vákuum permeabilitása.
A végén a mágnestekercs értéke a mágneses indukció két-szer alacsonyabb, mint a belső része, mint a két rész együtt egy kettős működtetésű mágneses mező. Ez vonatkozik a hosszú vagy végtelen mágnesszelep, összehasonlítva az átmérője a tekercselés keret.
Szélei mentén a mágnestekercs mágneses indukció:
Mivel a tekercsek tekercsek, ezért a szolenoid tárolhat energiát egy mágneses mezőt. Ez az energia egyenlő a munkát, amelyet a forrás, és így egy áram a tekercs.
Ez az áram képez mágneses mező a szolenoid:
Ha az áram a tekercs változik, van egy önindukciós EMF. Ebben az esetben a feszültséget az elektromágnes által kifejtett:
A tekercs induktivitása határozza meg:
Ahol, V - a hangerőt a szolenoid tekercs, z - a hossza a tekercs vezető, n - a menetek száma, L - hossza a tekercs, μ0 - vákuum permeabilitása.
Amikor csatlakozik a vezetékek a szolenoid váltakozó feszültség, a mágneses tér jön létre, szintén változó. A mágnesszelep az ellenállás a váltakozó áram, mint komplex két komponens: aktív és reaktív. Ezek függnek az induktív és elektromos ellenállása tekercs karmester.
típusú szolenoid
Előzetes megbeszélés elektromágnesek két osztályba sorolhatók:
- Mozdulatlan. Azaz, a mágneses mező egy álló típus, amely már régóta tartott bizonyos értékeket.
- Pulse. Létrehozásához pulzáló mágneses mezőt. Ők már csak egy rövid ideig, legfeljebb 1 s.
Helyhez képes létrehozni egy területen nem több, mint 2,5 × 10 május E. Szolenoidok impulzus típusú lehet létrehozni egy olyan területen 5 × 10 június E. létrehozásakor tekercsekkel nincs kitéve deformáció és nem túl fűtött, a mágneses mező közvetlenül kapcsolódik áramot vezetünk: H = k * I. ahol k - egy állandó mágnes kiszámítható.
Álló osztva:
Ohmos fajok előállított anyag, amelynek elektromos ellenállása. Ebben az összefüggésben az összes alkalmas számukra az energia hővé alakul át. Annak elkerülése érdekében, a termikus megsemmisítése eszköz, a felesleges hőt el kell vezetni. Ezekre a célokra alkalmazni vízben vagy kriogén hűtéssel. Ez megköveteli segéderő hasonló a szükséges energiát az elektromágnes bekapcsolását.
Szupravezető eszközök készült ötvözetek, amelyek tulajdonságait a szupravezetés. Az elektromos ellenállás nulla különböző hőmérsékleteken egy kísérlet során. A működés során a szupravezető tekercs hő szabadul csak alkalmas vezetékek és egy feszültség forrást. A tápegység ebben az esetben is kell számolni, mivel a mágneses vezérlésű a zárlatos módban. A mező létezhet anélkül, hogy az energiafogyasztást a végtelenségig, miközben a szupravezetés.
A készülékek erős mágneses mezők a következő három fő részből áll:
Tervezésekor szolenoid figyelembe veszi a nagysága a belső csatorna és áramforrás kapacitását.
Létrehozása a készülék egy rezisztív szolenoid kialakulásának stacionárius terek globális tudományos és technikai kihívást jelent. A világ, beleértve a hazánkban már csak néhány laboratóriumban hasonló eszközökkel. Solenoids használt különböző minták, amelyek üzemeltetése végzik a termikus határ.
A karbantartás az ilyen eszközök igényel személyzet áll a magasan képzett szakemberek, akiknek munkáját drágán értékelik. A legtöbb pénzügyi költenek fizetési elektromos energiát. Üzemeltetése és karbantartása nagy teljesítményű szolenoid végül kifizetődő, mivel a tudósok és a kutatók a különböző területeken, különböző országokból származó kaphat fontos eredménye a tudomány fejlődése.
A legnehezebb és legfontosabb feladat megoldható alkalmazása révén a szupravezető elektromágnesek. Ez a módszer sokkal hatékonyabb, gazdaságosabb és egyszerű. Például a létrehozása nagy álló szupravezető tekercsekkel. A legjellemzőbb tulajdonsága szupravezetés - az, hogy nincs elektromos ellenállás bizonyos fémek és ötvözetek alatti hőmérsékleten a kritikus érték.
A jelenséget a szupravezetés lehetővé szolenoid nem rendelkező energiaelnyelő áthaladása során elektromos áram. Azonban, a mező képződik korlátozott, hogy ha egy bizonyos értéket a kritikus szupravezetés tulajdonság mező összeesik, és az elektromos ellenállás folytatódik.
A kritikus területen csökkenésével növekszik a hőmérséklet 0 és a maximális értéket. Még a 50-es évek A múlt század nyitott ötvözetek, melynek kritikus hőmérséklet tartományban 10-20 K. Ezek azonban tulajdonságai nagyon erős kritikus területeken.
Technológia létrehozása az ilyen ötvözetek és a termelés ezen anyagok a mágnestekercsekben nagyon munkaigényes és bonyolult. Ezért az ilyen eszközök magas költség. Azonban a működésük olcsó és könnyen karbantartható. Ez megköveteli csak áramforrás kisfeszültségű és alacsony fogyasztású folyékony hélium. Az áramforrás nem szükséges nagyobb, mint 1 kilowatt. A berendezés áll ezen mágnestekercsek tekercsek réz- és szupravezető sodort huzal, szalag vagy busszal.
Lehetőség van az energiaköltségek csökkentése érdekében, hogy még erősebb területeken. Ezt úgy végezzük, több nagy országban, köztük Oroszországban. Ez a módszer azon alapul, kombinációinak alkalmazása vízzel lehűtjük, és a szupravezető mágnesszelepek. Úgy is nevezik, egy hibrid mágnesszelepet. Ebben az eszközben integrált elérhető legmagasabb területein mindkét szolenoid.
A vízzel hűtött, mágnesszelep belül kell lennie szupravezető. Létrehozása egy hibrid tekercs nagy és összetett tudományos és technikai kihívást jelent. Hogy oldja meg megköveteli, hogy a munka több kutatóintézetek kollektívák. Egy ilyen hibrid készülék működtetése hazánkban a Tudományos Akadémia. Ott mágnesszelep szupravezető tulajdonságokat tömege 1,5 tonna. A tekercselés készült speciális ötvözetek cink és a nióbium a titán. Tekercselés egy vízzel hűtött réz tekercset képződött gumiabroncs.