सोलिनेड्स - डिवाइस, ऑपरेशन, एप्लिकेशन

यह लेख सोलनॉइड्स पर केंद्रित होगा। पहले हम इस विषय के सैद्धांतिक पक्ष पर विचार करेंगे, फिर व्यावहारिक, जहां हम उनके कार्य के विभिन्न तरीकों में सोलनॉइड के अनुप्रयोग के क्षेत्रों पर ध्यान देंगे।

परिनालिका एक बेलनाकार कुण्डली होती है जिसकी लम्बाई उसके व्यास से बहुत अधिक होती है। सोलनॉइड शब्द स्वयं दो शब्दों के मेल से बना है - सोलन और ईडोस, जिनमें से पहला ट्यूब के रूप में अनुवादित है, दूसरा - समान। अर्थात् परिनालिका एक कुण्डली के आकार की एक नली होती है।

एक व्यापक अर्थ में सोलिनेड्स एक बेलनाकार फ्रेम पर एक तार द्वारा घाव करने वाले इंडक्टर्स होते हैं, जो सिंगल-लेयर या मल्टी-लेयर हो सकते हैं। इस तरह के कुंडल के माध्यम से, इसके अंदर, आंतरिक गुहा में लगभग एक समान चुंबकीय क्षेत्र बनता है।

सोलनॉइड्स को अक्सर ऑपरेशन के इलेक्ट्रोमैकेनिकल सिद्धांत पर कुछ एक्चुएटर्स के रूप में संदर्भित किया जाता है, जैसे कि कार में ऑटोमैटिक ट्रांसमिशन सोलनॉइड वाल्व या स्टार्टर रिट्रेक्शन रिले।एक नियम के रूप में, फेरोमैग्नेटिक कोर एक पीछे हटने वाले हिस्से और सोलनॉइड के रूप में कार्य करता है बाहर एक चुंबकीय कोर के साथ सज्जित, तथाकथित फेरोमैग्नेटिक योक।

यदि सोलनॉइड के डिजाइन में कोई चुंबकीय सामग्री नहीं है, तो जब तार के माध्यम से एक प्रत्यक्ष धारा प्रवाहित होती है, तो कुंडल के अक्ष के साथ एक चुंबकीय क्षेत्र बनता है, जिसका प्रेरण संख्यात्मक रूप से बराबर होता है:

जहां, N सोलनॉइड में घुमावों की संख्या है, l सोलेनॉइड कॉइल की लंबाई है, I सोलेनोइड में करंट है, μ0 वैक्यूम की चुंबकीय पारगम्यता है।

सोलेनोइड के सिरों पर, चुंबकीय प्रेरण इसके अंदर आधा होता है, क्योंकि उनके जंक्शन पर सोलेनोइड के दोनों हिस्सों में सोलनॉइड करंट द्वारा बनाए गए चुंबकीय क्षेत्र में समान योगदान होता है। यह अर्ध-अनंत सोलनॉइड या एक कॉइल के लिए कहा जा सकता है जो फ्रेम के व्यास के लिए काफी लंबा है। किनारों पर चुंबकीय प्रेरण इसके बराबर होगा:

चूंकि सोलनॉइड मुख्य रूप से एक इंडक्टिव कॉइल है, जैसे किसी इंडक्शन वाले कॉइल की तरह, सोलनॉइड एक चुंबकीय क्षेत्र में ऊर्जा को स्टोर करने में सक्षम होता है, जो स्रोत के काम के बराबर होता है जो कॉइल में एक करंट पैदा करता है जो सोलेनोइड के चुंबकीय क्षेत्र को उत्पन्न करता है:

कॉइल में करंट में बदलाव से सेल्फ-इंडक्शन का EMF दिखाई देगा, और सोलनॉइड कॉइल के तार के सिरों पर वोल्टेज बराबर होगा:

सोलनॉइड का अधिष्ठापन इसके बराबर होगा:

जहाँ V परिनालिका का आयतन है, z परिनालिका कुंडली में तार की लंबाई है, n परिनालिका की प्रति इकाई लंबाई में घुमावों की संख्या है, l परिनालिका की लंबाई है, μ0 निर्वात चुंबकीय पारगम्यता है।

जब परिनालिका तार से प्रत्यावर्ती धारा प्रवाहित होती है, तो परिनालिका का चुंबकीय क्षेत्र भी प्रत्यावर्ती होगा। एक सोलनॉइड का एसी प्रतिरोध प्रकृति में जटिल है और इसमें सक्रिय और प्रतिक्रियाशील दोनों घटक शामिल हैं जो कॉइल के अधिष्ठापन और सक्रिय प्रतिरोध द्वारा निर्धारित होते हैं।

सोलिनेड्स का व्यावहारिक उपयोग

कई औद्योगिक और नागरिक अनुप्रयोगों में सोलनॉइड्स का उपयोग किया जाता है। अक्सर लीनियर ड्राइव डीसी सोलनॉइड ऑपरेशन का एक उदाहरण हैं। कैश रजिस्टर, इंजन वाल्व, स्टार्टर पुल रिले, हाइड्रोलिक वाल्व आदि में कैंची की जाँच करें। प्रत्यावर्ती धारा में, सोलनॉइड प्रेरक के रूप में कार्य करते हैं क्रूसिबल भट्टियां.

सोलनॉइड कॉइल, एक नियम के रूप में, तांबे से बने होते हैं, अक्सर एल्यूमीनियम तार से। उच्च तकनीक वाले उद्योगों में, सुपरकंडक्टिंग कॉइल का उपयोग किया जाता है। कोर लोहा, कच्चा लोहा, फेराइट या अन्य मिश्र धातु हो सकते हैं, जो अक्सर चादरों के बंडल के रूप में होते हैं, या वे बिल्कुल भी मौजूद नहीं हो सकते हैं।

इलेक्ट्रिक मशीन के उद्देश्य के आधार पर, कोर एक या दूसरी सामग्री से बना है। विद्युत चुम्बकों को उठाना, बीजों को छांटना, कोयले की सफाई आदि जैसे उपकरण। आगे हम परिनालिका के उपयोग के कुछ उदाहरण देखेंगे।

लाइन सोलनॉइड वाल्व

सोलनॉइड कॉइल में वोल्टेज लगाने से, वाल्व डिस्क को स्प्रिंग द्वारा पायलट पोर्ट के खिलाफ मजबूती से दबाया जाता है और लाइन बंद हो जाती है। जब वाल्व कॉइल पर करंट लगाया जाता है, तो आर्मेचर और संबंधित वाल्व डिस्क ऊपर उठती है, कॉइल द्वारा खींची जाती है, स्प्रिंग का विरोध करती है और पायलट छेद खोलती है।

वाल्व के विभिन्न पक्षों पर दबाव में अंतर तरल पदार्थ को पाइपलाइन में स्थानांतरित करने का कारण बनता है, और जब तक वाल्व कॉइल पर वोल्टेज लागू होता है, तब तक पाइपलाइन अवरुद्ध नहीं होती है।

जब सोलनॉइड को बंद कर दिया जाता है, तो वसंत अब कुछ भी वापस नहीं रखता है और पायलट छेद को अवरुद्ध करते हुए वाल्व नीचे चला जाता है। पाइपलाइन फिर से बंद है।

कार विद्युत चुम्बकीय स्टार्टर रिले

एक स्टार्टर मोटर अनिवार्य रूप से कार की बैटरी द्वारा संचालित एक शक्तिशाली डीसी मोटर है। इंजन शुरू करने के समय, स्टार्टर गियर (बेंडिक्स) को क्रैंकशाफ्ट फ्लाईव्हील के साथ थोड़ी देर के लिए जल्दी से लगे रहना चाहिए, और उसी समय स्टार्टर मोटर चालू हो जाती है। यहाँ सोलेनॉइड स्टार्टर सोलनॉइड कॉइल है।

रिट्रैक्टर रिले को स्टार्टर हाउसिंग पर लगाया जाता है और जब रिले कॉइल पर बिजली लगाई जाती है, तो गियर को आगे बढ़ाने वाले तंत्र से जुड़ा एक लोहे का कोर खींचा जाता है। इंजन चालू होने के बाद, रिले कॉइल द्वारा बिजली की आपूर्ति काट दी जाती है और वसंत के कारण गियर वापस आ जाता है।

सोलनॉइड लॉक

विद्युत चुम्बकीय तालों में, बोल्ट एक विद्युत चुंबक के बल द्वारा संचालित होता है। इस तरह के तालों का उपयोग एक्सेस कंट्रोल सिस्टम और स्लुइस गेट सिस्टम में किया जाता है। ऐसे लॉक से सुसज्जित दरवाजा केवल नियंत्रण संकेत की वैधता अवधि के दौरान ही खोला जा सकता है। इस सिग्नल को हटाने के बाद बंद दरवाजा बंद रहेगा, भले ही इसे खोला गया हो या नहीं।

सोलनॉइड लॉक के फायदों में उनका डिज़ाइन शामिल है - यह इंजन लॉक की तुलना में बहुत सरल है, अधिक पहनने के लिए प्रतिरोधी है। जैसा कि आप देख सकते हैं, यहाँ सोलनॉइड को फिर से रिटर्न स्प्रिंग के साथ जोड़ा गया है।

हीटिंग द्वारा सोलनॉइड के साथ प्रारंभ करनेवाला

सोलेनॉइड मल्टीटर्न इंडिकेटर्स आमतौर पर हीटिंग के लिए उपयोग किए जाते हैं। प्रारंभ करनेवाला कॉइल वाटर-कूल्ड कॉपर ट्यूब या कॉपर बसबार से बना होता है।

मध्यम आवृत्ति प्रतिष्ठानों में, सिंगल-लेयर वाइंडिंग का उपयोग किया जाता है, और औद्योगिक फ़्रीक्वेंसी वाइंडिंग में, वाइंडिंग सिंगल-लेयर या मल्टी-लेयर हो सकती है। यह प्रारंभ करनेवाला में बिजली के नुकसान की संभावित कमी और लोड मापदंडों के अनुपालन की शर्तों और वोल्टेज मापदंडों और बिजली आपूर्ति के शक्ति कारक के कारण है। आगमनात्मक कॉइल की कठोरता सुनिश्चित करने के लिए, इसकी पोटीन का उपयोग अक्सर अंतिम एस्बेस्टस-सीमेंट प्लेटों के बीच किया जाता है।

आधुनिक प्रतिष्ठानों में प्रेरण सख्त और हीटिंग सोलनॉइड्स उच्च-आवृत्ति एसी मोड में काम करते हैं, इसलिए उन्हें आमतौर पर फेरोमैग्नेटिक कोर की आवश्यकता नहीं होती है।

सोलनॉइड मोटर

सिंगल-कॉइल सोलनॉइड मोटर्स में, ऑपरेटिंग कॉइल को चालू और बंद करने से क्रैंक मैकेनिज्म का एक यांत्रिक आंदोलन होता है, और वापसी एक स्प्रिंग द्वारा की जाती है, जो सोलनॉइड वाल्व और सोलनॉइड लॉक में होता है।

बहु-घुमावदार सोलनॉइड मोटर्स में, वाल्वों की मदद से कॉइल का वैकल्पिक सक्रियण किया जाता है। प्रत्येक कॉइल के लिए, विद्युत स्रोत से करंट को साइनसॉइडल वोल्टेज के आधे चक्रों में से एक में आपूर्ति की जाती है। कोर क्रमिक रूप से एक या दूसरे कॉइल द्वारा आकर्षित होता है, एक पारस्परिक गति करता है, क्रैंकशाफ्ट या पहिया को घुमाने के लिए प्रेरित करता है।

प्रायोगिक सुविधाओं में सोलिनेड्स

CERN में लार्ज हैड्रॉन कोलाइडर में संचालित ATLAS डिटेक्टर जैसे प्रायोगिक संस्थापन शक्तिशाली विद्युत चुम्बकों का उपयोग करते हैं जिनमें सोलिनेड्स भी शामिल हैं। कण भौतिकी प्रयोग पदार्थ के निर्माण खंडों की खोज करने और हमारे ब्रह्मांड को बनाए रखने वाली प्रकृति की मूलभूत शक्तियों की जांच करने के लिए आयोजित किए जाते हैं।

टेस्ला कॉइल्स

अंत में, निकोला टेस्ला की विरासत के पारखी कॉइल बनाने के लिए हमेशा सोलनॉइड का उपयोग करते हैं। टेस्ला ट्रांसफॉर्मर की सेकेंडरी वाइंडिंग एक सोलनॉइड से ज्यादा कुछ नहीं है। और कॉइल में तार की लंबाई बहुत महत्वपूर्ण हो जाती है, क्योंकि यहां कॉइल के निर्माता सोलनॉइड का उपयोग इलेक्ट्रोमैग्नेट्स के रूप में नहीं, बल्कि वेवगाइड्स के रूप में, रेज़ोनेटर के रूप में करते हैं, जिसमें किसी भी ऑसिलेटिंग सर्किट की तरह, न केवल होता है तार का अधिष्ठापन, लेकिन इस मामले में गठित समाई भी मोड़ पर मित्र के निकट से होती है। वैसे, द्वितीयक वाइंडिंग के शीर्ष पर स्थित टॉरॉयड को इस वितरित समाई की भरपाई के लिए डिज़ाइन किया गया है।

हमें उम्मीद है कि हमारा लेख आपके लिए उपयोगी था और अब आप जानते हैं कि आधुनिक दुनिया में सोलनॉइड क्या है और इसके कितने अनुप्रयोग हैं, क्योंकि हमने उन सभी को सूचीबद्ध नहीं किया है।