સોલેનોઇડ્સ - ઉપકરણ, કામગીરી, એપ્લિકેશન

આ લેખ સોલેનોઇડ્સ પર ધ્યાન કેન્દ્રિત કરશે. પ્રથમ આપણે આ વિષયની સૈદ્ધાંતિક બાજુને ધ્યાનમાં લઈશું, પછી વ્યવહારુ, જ્યાં આપણે તેમના કાર્યના વિવિધ મોડમાં સોલેનોઈડ્સના ઉપયોગના ક્ષેત્રોની નોંધ લઈશું.

સોલેનોઇડ એ એક નળાકાર કોઇલ છે જેની લંબાઈ તેના વ્યાસ કરતા ઘણી વધારે છે. સોલેનોઇડ શબ્દ પોતે બે શબ્દોના સંયોજનથી બનેલો છે - સોલેન અને ઇડોસ, જેમાંથી પ્રથમ ટ્યુબ તરીકે અનુવાદિત થાય છે, બીજો - સમાન. એટલે કે, સોલેનોઇડ એ ટ્યુબ જેવા આકારની કોઇલ છે.

વ્યાપક અર્થમાં સોલેનોઈડ એ નળાકાર ફ્રેમ પર વાયર દ્વારા ઘા કરવામાં આવેલા ઇન્ડક્ટર્સ છે, જે સિંગલ-લેયર અથવા મલ્ટિ-લેયર હોઈ શકે છે... સોલેનોઈડના કોઇલની લંબાઈ તેના વ્યાસ કરતાં ઘણી વધી જાય છે, પછી જ્યારે સીધો પ્રવાહ લાગુ કરવામાં આવે છે આવા કોઇલ દ્વારા, તેની અંદર, આંતરિક પોલાણમાં, લગભગ સમાન ચુંબકીય ક્ષેત્ર રચાય છે.

સોલેનોઇડ્સને ઘણીવાર ઓપરેશનના ઇલેક્ટ્રોમિકેનિકલ સિદ્ધાંત પર કેટલાક એક્ટ્યુએટર તરીકે ઓળખવામાં આવે છે, જેમ કે કારમાં ઓટોમેટિક ટ્રાન્સમિશન સોલેનોઇડ વાલ્વ અથવા સ્ટાર્ટર રિટ્રેક્શન રિલે.એક નિયમ તરીકે, ફેરોમેગ્નેટિક કોર પાછો ખેંચાયેલા ભાગ તરીકે અને સોલેનોઇડ પોતે જ કાર્ય કરે છે બહાર ચુંબકીય કોર સાથે ફીટ, કહેવાતા ફેરોમેગ્નેટિક યોક.

જો સોલેનોઇડની ડિઝાઇનમાં કોઈ ચુંબકીય સામગ્રી નથી, તો પછી જ્યારે વાયરમાંથી સીધો પ્રવાહ વહે છે, ત્યારે કોઇલની ધરી સાથે ચુંબકીય ક્ષેત્ર રચાય છે, જેનું ઇન્ડક્શન સંખ્યાત્મક રીતે સમાન છે:

જ્યાં, N એ સોલેનોઇડમાં વળાંકોની સંખ્યા છે, l સોલેનોઇડ કોઇલની લંબાઈ છે, I સોલેનોઇડમાં વર્તમાન છે, μ0 એ શૂન્યાવકાશની ચુંબકીય અભેદ્યતા છે.

સોલેનોઇડના છેડા પર, ચુંબકીય ઇન્ડક્શન તેની અંદરથી અડધું છે, કારણ કે સોલેનોઇડના બંને ભાગો તેમના જંકશન પર સોલેનોઇડ પ્રવાહ દ્વારા બનાવેલા ચુંબકીય ક્ષેત્રમાં સમાન યોગદાન આપે છે. આ અર્ધ-અનંત સોલેનોઇડ અથવા કોઇલ માટે કહી શકાય જે ફ્રેમના વ્યાસ માટે પૂરતું છે. કિનારીઓ પર ચુંબકીય ઇન્ડક્શન સમાન હશે:

સોલેનોઇડ એ મુખ્યત્વે ઇન્ડક્ટિવ કોઇલ હોવાથી, ઇન્ડક્ટન્સ સાથેની કોઇલની જેમ, સોલેનોઇડ ચુંબકીય ક્ષેત્રમાં ઊર્જા સંગ્રહિત કરવા માટે સક્ષમ છે સંખ્યાત્મક રીતે સ્ત્રોત જે કાર્ય કરે છે તે કોઇલમાં કરંટ બનાવવા માટે કરે છે જે સોલેનોઇડના ચુંબકીય ક્ષેત્રને ઉત્પન્ન કરે છે:

કોઇલમાં વર્તમાનમાં ફેરફાર સ્વ-ઇન્ડક્શનના ઇએમએફના દેખાવ તરફ દોરી જશે, અને સોલેનોઇડ કોઇલના વાયરના છેડે વોલ્ટેજ સમાન હશે:

સોલેનોઇડની ઇન્ડક્ટન્સ સમાન હશે:

જ્યાં V એ સોલેનોઇડનું વોલ્યુમ છે, z એ સોલેનોઇડ કોઇલમાં વાયરની લંબાઈ છે, n એ સોલેનોઇડની એકમ લંબાઈ દીઠ વળાંકોની સંખ્યા છે, l સોલેનોઇડની લંબાઈ છે, μ0 એ શૂન્યાવકાશ ચુંબકીય અભેદ્યતા છે.

જ્યારે સોલેનોઇડ વાયરમાંથી વૈકલ્પિક પ્રવાહ વહે છે, ત્યારે સોલેનોઇડનું ચુંબકીય ક્ષેત્ર પણ વૈકલ્પિક હશે. સોલેનોઇડનો AC પ્રતિકાર જટિલ પ્રકૃતિનો છે અને તેમાં કોઇલના ઇન્ડક્ટન્સ અને સક્રિય પ્રતિકાર દ્વારા નિર્ધારિત બંને સક્રિય અને પ્રતિક્રિયાશીલ ઘટકોનો સમાવેશ થાય છે.

સોલેનોઇડ્સનો વ્યવહારિક ઉપયોગ

સોલેનોઇડ્સનો ઉપયોગ ઘણા ઔદ્યોગિક અને નાગરિક કાર્યક્રમોમાં થાય છે. ઘણીવાર રેખીય ડ્રાઈવો ડીસી સોલેનોઈડ ઓપરેશનનું ઉદાહરણ છે. રોકડ રજિસ્ટર, એન્જિન વાલ્વ, સ્ટાર્ટર પુલ રિલે, હાઇડ્રોલિક વાલ્વ વગેરેમાં કાતર તપાસો. વૈકલ્પિક પ્રવાહમાં, સોલેનોઇડ્સ ઇન્ડક્ટર તરીકે કાર્ય કરે છે ક્રુસિબલ ભઠ્ઠીઓ.

સોલેનોઇડ કોઇલ, એક નિયમ તરીકે, તાંબાના બનેલા હોય છે, ઘણી વાર એલ્યુમિનિયમ વાયરથી બને છે. હાઇ-ટેક ઉદ્યોગોમાં, સુપરકન્ડક્ટીંગ કોઇલનો ઉપયોગ થાય છે. કોરો આયર્ન, કાસ્ટ આયર્ન, ફેરાઈટ અથવા અન્ય એલોય હોઈ શકે છે, ઘણીવાર શીટ્સના બંડલના સ્વરૂપમાં હોય છે, અથવા તે બિલકુલ હાજર ન પણ હોઈ શકે.

ઇલેક્ટ્રિક મશીનના હેતુ પર આધાર રાખીને, કોર એક અથવા બીજી સામગ્રીથી બનેલો છે. ઈલેક્ટ્રોમેગ્નેટ ઉપાડવા, બીજ સૉર્ટ કરવા, કોલસો સાફ કરવા વગેરે જેવા ઉપકરણો. આગળ આપણે સોલેનોઇડ્સનો ઉપયોગ કરવાના કેટલાક ઉદાહરણો જોઈશું.

લાઇન સોલેનોઇડ વાલ્વ

સોલેનોઇડ કોઇલમાં વોલ્ટેજ લાગુ કરીને, વાલ્વ ડિસ્કને સ્પ્રિંગ દ્વારા પાઇલટ પોર્ટની સામે મજબૂત રીતે દબાવવામાં આવે છે અને લાઇન બંધ થાય છે. જ્યારે વાલ્વ કોઇલ પર કરંટ લાગુ કરવામાં આવે છે, ત્યારે આર્મેચર અને સંકળાયેલ વાલ્વ ડિસ્ક વધે છે, કોઇલ દ્વારા ખેંચાય છે, સ્પ્રિંગનો વિરોધ કરે છે અને પાઇલટ છિદ્ર ખોલે છે.

વાલ્વની વિવિધ બાજુઓ પરના દબાણમાં તફાવતને કારણે પ્રવાહી પાઇપલાઇનમાં ખસેડવામાં આવે છે, અને જ્યાં સુધી વાલ્વ કોઇલ પર વોલ્ટેજ લાગુ પડે છે ત્યાં સુધી પાઇપલાઇન અવરોધિત થતી નથી.

જ્યારે સોલેનોઈડ બંધ થાય છે, ત્યારે સ્પ્રિંગ કંઈપણ પાછું પકડી શકતું નથી અને વાલ્વ નીચે ધસી જાય છે, જે પાયલોટ છિદ્રને અવરોધે છે. પાઈપલાઈન ફરી બંધ છે.

કાર ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક સ્ટાર્ટર રિલે

સ્ટાર્ટર મોટર અનિવાર્યપણે કારની બેટરી દ્વારા સંચાલિત શક્તિશાળી ડીસી મોટર છે. એન્જિન શરૂ કરતી વખતે, સ્ટાર્ટર ગિયર (બેન્ડિક્સ) ક્રેન્કશાફ્ટ ફ્લાયવ્હીલ સાથે થોડા સમય માટે ઝડપથી રોકાયેલ હોવું જોઈએ, અને તે જ સમયે સ્ટાર્ટર મોટર ચાલુ છે. અહીં સોલેનોઇડ એ સ્ટાર્ટર સોલેનોઇડ કોઇલ છે.

રીટ્રેક્ટર રિલેને સ્ટાર્ટર હાઉસિંગ પર માઉન્ટ કરવામાં આવે છે અને જ્યારે રિલે કોઇલ પર પાવર લાગુ કરવામાં આવે છે, ત્યારે ગિયરને આગળ ખસેડતી મિકેનિઝમ સાથે જોડાયેલ આયર્ન કોર દોરવામાં આવે છે. એન્જિન શરૂ થયા પછી, રિલે કોઇલ દ્વારા વીજ પુરવઠો કાપી નાખવામાં આવે છે અને વસંતને આભારી ગિયર પરત કરવામાં આવે છે.

સોલેનોઇડ લોક

ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક તાળાઓમાં, બોલ્ટ ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટના બળ દ્વારા ચલાવવામાં આવે છે. આવા તાળાઓનો ઉપયોગ એક્સેસ કંટ્રોલ સિસ્ટમ્સ અને સ્લુઈસ ગેટ સિસ્ટમ્સમાં થાય છે. આવા લૉકથી સજ્જ દરવાજો કંટ્રોલ સિગ્નલની માન્યતાના સમયગાળા દરમિયાન જ ખોલી શકાય છે. આ સિગ્નલ દૂર કર્યા પછી, બંધ દરવાજો લૉક રહેશે, પછી ભલે તે ખોલવામાં આવ્યો હોય.

સોલેનોઇડ તાળાઓના ફાયદાઓમાં તેમની ડિઝાઇનનો સમાવેશ થાય છે - તે એન્જિનના તાળાઓ કરતાં ખૂબ સરળ છે, વધુ વસ્ત્રો-પ્રતિરોધક છે. જેમ તમે જોઈ શકો છો, અહીં સોલેનોઇડને ફરીથી રીટર્ન સ્પ્રિંગ સાથે જોડી દેવામાં આવે છે.

ગરમ કરીને સોલેનોઇડ સાથે ઇન્ડક્ટર

સોલેનોઇડ મલ્ટીટર્ન ઇન્ડક્ટરનો ઉપયોગ સામાન્ય રીતે ગરમી માટે થાય છે. ઇન્ડક્ટર કોઇલ વોટર-કૂલ્ડ કોપર ટ્યુબ અથવા કોપર બસબારથી બનેલી હોય છે.

મધ્યમ આવર્તન સ્થાપનોમાં, સિંગલ-લેયર વિન્ડિંગ્સનો ઉપયોગ કરવામાં આવે છે, અને ઔદ્યોગિક આવર્તન વિન્ડિંગ્સમાં, વિન્ડિંગ સિંગલ-લેયર અથવા મલ્ટિ-લેયર હોઈ શકે છે. આ ઇન્ડક્ટરમાં અને લોડ પરિમાણોના પાલનની શરતો અને વોલ્ટેજ પરિમાણો અને પાવર સપ્લાયના પાવર પરિબળ સાથેના વિદ્યુત નુકસાનના સંભવિત ઘટાડાને કારણે છે. ઇન્ડક્ટિવ કોઇલની કઠોરતાને સુનિશ્ચિત કરવા માટે, તેની પુટ્ટીનો ઉપયોગ મોટાભાગે અંતિમ એસ્બેસ્ટોસ-સિમેન્ટ પ્લેટો વચ્ચે થાય છે.

આધુનિક સ્થાપનોમાં ઇન્ડક્શન સખ્તાઇ અને ગરમી સોલેનોઇડ્સ ઉચ્ચ-આવર્તન એસી મોડમાં કાર્ય કરે છે, તેથી તેમને સામાન્ય રીતે ફેરોમેગ્નેટિક કોરની જરૂર હોતી નથી.

સોલેનોઇડ મોટર

સિંગલ-કોઇલ સોલેનોઇડ મોટર્સમાં, ઓપરેટિંગ કોઇલને ચાલુ અને બંધ કરવાથી ક્રેન્ક મિકેનિઝમની યાંત્રિક હિલચાલ થાય છે, અને વળતર સ્પ્રિંગ દ્વારા કરવામાં આવે છે, જે સોલેનોઇડ વાલ્વ અને સોલેનોઇડ લોકમાં થાય છે.

મલ્ટી-વાઇન્ડિંગ સોલેનોઇડ મોટર્સમાં, વાલ્વની મદદથી કોઇલનું વૈકલ્પિક સક્રિયકરણ હાથ ધરવામાં આવે છે. દરેક કોઇલને, પાવર સ્ત્રોતમાંથી વિદ્યુતપ્રવાહ સિનુસોઇડલ વોલ્ટેજના અડધા ચક્રમાંથી એકમાં પૂરો પાડવામાં આવે છે. કોર ક્રમિક રીતે એક અથવા બીજી કોઇલ દ્વારા આકર્ષાય છે, એક પરસ્પર હિલચાલ કરે છે, ક્રેન્કશાફ્ટ અથવા વ્હીલને ફેરવવા માટે ચલાવે છે.

પ્રાયોગિક સુવિધાઓમાં સોલેનોઇડ્સ

CERN ખાતે લાર્જ હેડ્રોન કોલાઇડર પર કાર્યરત ATLAS ડિટેક્ટર જેવા પ્રાયોગિક સ્થાપનો શક્તિશાળી ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટનો ઉપયોગ કરે છે જેમાં સોલેનોઇડનો પણ સમાવેશ થાય છે. કણ ભૌતિકશાસ્ત્રના પ્રયોગો દ્રવ્યના બિલ્ડીંગ બ્લોક્સને શોધવા અને આપણા બ્રહ્માંડને ટકાવી રાખતી પ્રકૃતિની મૂળભૂત શક્તિઓની તપાસ કરવા માટે કરવામાં આવે છે.

ટેસ્લા કોઇલ

છેલ્લે, નિકોલા ટેસ્લાના વારસાના જાણકારો હંમેશા કોઇલ બનાવવા માટે સોલેનોઇડ્સનો ઉપયોગ કરે છે. ટેસ્લા ટ્રાન્સફોર્મરનું ગૌણ વિન્ડિંગ સોલેનોઇડ સિવાય બીજું કંઈ નથી. અને કોઇલમાં વાયરની લંબાઈ ખૂબ જ મહત્વપૂર્ણ હોવાનું બહાર આવ્યું છે, કારણ કે અહીં કોઇલના નિર્માતાઓ સોલેનોઇડ્સનો ઉપયોગ ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટ તરીકે નહીં, પરંતુ વેવગાઇડ્સ તરીકે, રિઝોનેટર તરીકે કરે છે, જેમાં, કોઈપણ ઓસીલેટીંગ સર્કિટની જેમ, ત્યાં માત્ર એક જ નથી. વાયરનું ઇન્ડક્ટન્સ, પણ આ કિસ્સામાં બનેલ કેપેસીટન્સ નજીકથી અંતરેથી વળાંક પર મિત્ર સુધી. માર્ગ દ્વારા, ગૌણ વિન્ડિંગની ટોચ પરનો ટોરોઇડ આ વિતરિત કેપેસિટેન્સની ભરપાઈ કરવા માટે રચાયેલ છે.

અમે આશા રાખીએ છીએ કે અમારો લેખ તમારા માટે ઉપયોગી હતો અને હવે તમે જાણો છો કે સોલેનોઇડ શું છે અને આધુનિક વિશ્વમાં તેની એપ્લિકેશનના કેટલા ક્ષેત્રો છે, કારણ કે અમે તે બધાને સૂચિબદ્ધ કર્યા નથી.