螺线管——设备、操作、应用
本文将重点介绍螺线管。首先，我们将考虑该主题的理论方面，然后是实践方面，我们将在实践中指出螺线管在不同工作模式下的应用领域。
螺线管是一个圆柱形线圈，其长度远大于其直径。螺线管这个词本身是由两个词组合而成的——solen 和 eidos，第一个翻译为 tube，第二个翻译为 similar。即，螺线管是管状的线圈。
螺线管广义上就是用导线绕在圆柱形框架上的电感器，可以是单层也可以是多层……由于螺线管的线圈长度大大超过了它的直径，那么当通上直流电时通过这样一个线圈，在它内部，在内腔中，形成一个几乎均匀的磁场。
螺线管通常指一些基于机电操作原理的执行器，例如汽车中的自动变速器电磁阀或起动器回缩继电器。通常，铁磁芯充当缩回部件，而螺线管本身 外装磁芯，即所谓的铁磁轭。
如果螺线管的设计中没有磁性材料，那么当直流电流流过导线时，会沿线圈的轴线形成一个磁场，其感应强度在数值上等于：
其中，N为螺线管匝数，l为螺线管线圈长度，I为螺线管电流，μ0为真空磁导率。
在螺线管的末端，磁感应强度是其内部的一半，因为螺线管的两半在它们的连接处对螺线管电流产生的磁场的贡献相等。这可以用于半无限螺线管或对于框架直径足够长的线圈。边缘处的磁感应强度将等于：
由于螺线管主要是一个电感线圈，就像任何具有电感的线圈一样，螺线管能够在磁场中存储能量，其数值等于电源为在线圈中产生电流所做的功，从而产生螺线管的磁场：
线圈中电流的变化会导致自感电动势的出现，电磁线圈导线两端的电压将等于：
螺线管的电感等于：
式中V为螺线管的体积，z为螺线管线圈中导线的长度，n为螺线管单位长度的匝数，l为螺线管的长度，μ0为真空磁导率。
当交流电流过螺线管导线时，螺线管的磁场也会发生交变。螺线管的交流电阻本质上是复杂的，包括由线圈的电感和有源电阻决定的有源和无功分量。
螺线管的实际使用
螺线管用于许多工业和民用应用。线性驱动器通常只是直流螺线管操作的一个例子。检查收银机中的剪刀、发动机气门、启动拉动继电器、液压阀等。在交流电中，螺线管充当电感器 坩埚炉.
电磁线圈通常由铜线制成，铝线较少。在高科技行业中，使用超导线圈。芯材可能是铁、铸铁、铁氧体或其他合金，通常是一捆薄板的形式，也可能根本不存在。
根据电机的用途，铁芯由一种或另一种材料制成。起吊电磁铁、分选种子、洗煤等装置。接下来我们将看一些使用螺线管的例子。
管路电磁阀
通过向电磁线圈施加电压，弹簧将阀盘牢固地压在先导端口上，管路关闭。当电流施加到阀线圈时，电枢和相关的阀盘上升，被线圈拉动，与弹簧相反并打开先导孔。
阀门不同侧的压力差导致流体在管道中移动，只要在阀门线圈上施加电压，管道就不会堵塞。
当螺线管关闭时，弹簧不再阻止任何东西并且阀门冲下，堵塞先导孔。管道再次关闭。
汽车电磁起动继电器
起动马达本质上是由汽车电池供电的强大直流马达。启动发动机时，启动齿轮（bendix）必须与曲轴飞轮快速啮合片刻，同时启动电机。这里的螺线管是启动器螺线管线圈。
卷收器继电器安装在启动器外壳上，当继电器线圈通电时，连接到使齿轮向前移动的机构的铁芯被拉动。发动机启动后，电源被继电器线圈切断，齿轮在弹簧的作用下返回。
电磁锁
在电磁锁中，螺栓由电磁铁的力驱动。这种锁用于访问控制系统和闸门系统。装有这种锁的门只能在控制信号有效期间打开。移除此信号后，关闭的门将保持锁定状态，无论是否打开。
电磁锁的优点包括它们的设计——它比发动机锁简单得多，更耐磨。如您所见，这里的螺线管再次与复位弹簧配对。
带螺线管加热的电感器
螺线管多匝电感通常用于加热。感应线圈由水冷铜管或铜排制成。
在中频装置中，采用单层绕组，而在工频绕组中，绕组可以是单层或多层。这是由于电感器中的电损耗可能减少以及符合负载参数和电源的电压参数和功率因数的条件。为保证电感线圈的刚性，最终石棉水泥板之间最常使用腻子。
在现代设施中 感应淬火和加热 螺线管以高频交流模式工作，因此它们通常不需要铁磁芯。
电磁马达
在单线圈电磁电机中，打开和关闭操作线圈会导致曲柄机构的机械运动，并且返回由弹簧完成，类似于电磁阀和电磁锁中发生的情况。
在多绕组螺线管电机中，线圈的交替激活是在阀门的帮助下进行的。电源的电流以正弦电压的半个周期之一提供给每个线圈。铁芯依次被一个或另一个线圈吸引，做往复运动，带动曲轴或轮子转动。
实验设施中的螺线管
在 CERN 的大型强子对撞机上运行的 ATLAS 探测器等实验装置使用强大的电磁铁，其中还包括螺线管。进行粒子物理实验是为了发现物质的组成部分，并研究维持我们宇宙的自然界的基本力量。
特斯拉线圈
最后，尼古拉特斯拉遗产的鉴赏家总是使用螺线管来制造线圈。特斯拉变压器的次级绕组只不过是一个螺线管。事实证明，线圈中导线的长度非常重要，因为这里的线圈制造商使用的螺线管不是作为电磁铁，而是作为波导，作为谐振器，在其中，就像在任何振荡电路中一样，不仅有导线的电感，还有在这种情况下从紧密间隔到朋友圈形成的电容。顺便说一句，次级绕组顶部的环形线圈旨在补偿这种分布电容。
我们希望我们的文章对您有用，现在您知道什么是螺线管以及它在现代世界中有多少应用领域，因为我们没有列出所有这些领域。