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就像几千年前的穴居人用火一样，你可能会突然想到一个难以置信的革命性想法。当你写下你的概念并想出尽可能简单的方法时，你可能会遇到需要线性动作的机械函数。能量可以通过一个立即的动作转化为线性运动，但是如何才能实现能量到运动的瞬间转换呢?
别慌!应该感谢安培先生发明了螺线管。如果您不熟悉螺线管，本文旨在说明它们的工作原理、不同类型和基本的选择标准。
螺线管是什么?
螺线管是简单的线圈，当施加电流时，产生一个磁场，对金属元素施加一个力。这个力可以由以下方程确定:
F = (N*I)2 μ0 A / (2 g2)
μ0 = 4πx10-7
F是牛顿的力
N是转的次数
I是电流，单位是安培
A是单位长度的面积的平方
G是螺线管和一块金属之间的间隙长度。
由于磁场是瞬间产生的，螺线管非常适合需要立即操作的应用。它们的简单性使它们便宜，而且它们可以将大量的能量整合到一个非常小的形状因素中。然而，由于它们的力量与移动元素的位置成比例，它们最适合短距离工作，这使它们成为理想的阀门互锁,机电式继电器等。
螺线管对工业的影响
许多应用程序得益于螺线管的简单性，可以自动化复杂的任务。只是在一辆车里，你可能会发现很多这样的人:一对夫妇在传输用于变速齿轮，一些用于门锁，另一些用于点火电路等。
事实上，几乎每一个行业都在某种程度上是由螺线管驱动的:在生产工艺线中，拾取和放置机器人使用螺线管打开和关闭夹具来处理产品;仓库的闸门是由气动或液压缸；急诊室的一些健康监测系统使用螺线管将关键液体(如血液或药物)转移到患者体内。
螺线管的主要应用
机电式继电器
当一个螺线管被设置成在其线圈通电时驱动开关触点时，它被称为机电继电器。继电器用于隔离控制功率和负载功率。你可能听到了来自恒温器一个空调机组是一个继电器关闭电路，打开或关闭机组。如果你在日落或日出时在路上，你可能会想知道所有这些灯是如何遥控开或关的——它们是由继电器控制的。
机械联锁装置或操作装置
如果你曾经走进一幢大楼，你必须等着有人远程为你开门，很可能是一个螺线管让门一直锁着。就像汽车里的门锁，当你按下门锁按钮时，电流通过锁住车门的螺线管，阻止它们打开。一些学校仍然使用螺线管按铃，让孩子们休息，一些火灾报警系统是基于螺线管。
气动和液压电磁阀
气动和液压执行机构在许多行业中都有应用。它们比只使用电力作为主要电源的执行机构更受欢迎，因为它们需要更少的维护，而且安装和操作更便宜。有时，一些控制逻辑甚至通过不同配置的电磁阀嵌入到气动/液压回路中。
电磁气动阀和液压阀是根据空气可以流经阀门的端口数量进行分类的，称为通道;阀门所具有的位置量;以及这个位置在动作之后是否保持不变，或者它是否返回到某个位置。它们是由流动因子决定大小的，流动因子指的是需要施加的力的大小，可以由以下等式确定:
Cv = Q x (SG/dP)^0.5
Cv是阀门的流量系数
Q是流量[GPM]
dP是通过阀门的压降(进口压力减去出口压力)[psig]
SG是介质(流体或气体)的比重
通常，液压/气动执行器的数据表将指定正确操作所需的压力和流量。
在气动和液压回路中，有时需要通过螺线管施加的压力太大(例如，打开或关闭整个小区的供水管道)。
在这些情况下，不是让磁场自己发挥作用，即我们所知的直接电路，而是使用一种薄膜来利用流体。螺线管只作用于流体的一小部分，即先导，以控制使用相同介质打开或关闭薄膜的压差。这就是所谓的间接控制。
类型的螺线管
螺线管可以在任何应用中不明显地发现，因为它们的类型通常由以下优点和缺点定义:
线性螺线管(也称为管状螺线管，当包裹在金属保护):可以推或拉活塞。
AC层压
优点:
巨大的力量
最长的行程
更高效的
缺点:
产生相当数量的热量
高的侵入
直流"
优点:
低侵入
中风可以更好的控制
缺点:
效率低(无特殊控制电路)
行程比交流电螺线管短
力比交流电螺线管小
直流维构架
优点:
低侵入
中风可以更好的控制
缺点:
效率低(无特殊控制电路)
行程比交流电螺线管短
比交流螺线管的力小，但比c框直流螺线管的力大
旋转电磁阀:可以造成柱塞的非连续旋转运动。当柱塞的旋转运动简化了机械设计时，使用这种类型。
螺线管电路设计
尽管螺线管的供电相当简单，但需要记住一些关键概念。无论何时，当你为螺线管设计电路时，你需要在制造商的数据表中确定涌流和保持电流。当电磁阀被驱动时，持续消耗的电流被称为保持电流，而涌流，或牵引电流，是指从初始位置到最终位置驱动电磁阀所需的电流。
根据线圈尺寸的不同，涌流电流可以比保持电流大得多。这些安培数的差值越大，其磁场施加的力就越大。涌流一般不会持续足够长的时间烧断延时保险丝或使断路器跳闸;然而，电工通常选择保险丝或断路器的大小是一个螺线管的保持安培的两到三倍。
主要收获
螺线管是控制阀和机电开关或机械联锁的伟大解决方案。其简单的工作原理和瞬时响应使其成为需要在小空间内封装大量电力的应用程序的理想选择，同时具有快速、一致和健壮性。现在，是时候把你的创造力投入到工作中，利用磁力为你的下一个发明提供动力了。
