|
หลักการทำงานของโซลินอยด์
 คุณ
เออร์สเตด เป็นผู้ตั้งกฏ ( ตามหลักความเป็นจริงที่ค้นพบ ) ว่า เมื่อมีกระแสไฟฟ้าไหลในขดลวดตัวนำใดๆ
ก็ตามจะ เกิดสนามแม่เหล็กขึ้นรอบๆตัวนำนั้น ( ดูรูปที่ 2 ) และแกยังออกกฏมือขวามาให้ดูทิศทางเส้นแรงแม่เหล็กด้วย
คือ ถ้าเอามือขวากำรอบเส้นลวด ( ท่านผู้อ่านอย่าเอาไปใช้กับไฟ 220 V หรือ
สูงกว่านะครับ เพราะอาจไม่มีโอกาสปล่อยมือได้ ) โดยนิ้วหัวแม่มือแทนทิศทางกระแสไหล
นิ้วที่เหลือทั้งหมด ( ซึ่งมี 4 นิ้ว และ จะหันไปทางเดียวกัน ถ้านิ้วไม่เก
) จะแสดงทิศทางเส้นแรง แม่เหล็กจากขั้วใต้ ไปขั้วเหนือ
รูปที่ 2 แสดงถึงทิศทางของสนามแม่เหล็กที่เกิดขึ้นเมื่อมีกระแสไหลผ่านเส้นลวด
เมื่อเราเอาเส้นลวดแบบตะกี้นี้แต่ยาวกว่าหน่อยมาขดเป็นวงๆ
หลายๆ วง ก็จะเกิดลักษณะของขดลวดขึ้น ดังรูปที่ 3 สนาม แม่เหล็กที่เกิดจากขดลวดแต่ละขดจะอยู่ใน
ทิศทางเสริมกัน และ ก่อกำเนิดเป็นเส้นแรงของสนามแม่เหล็กถาวรแท่งหนึ่ง ซึ่ง
พร้อมที่จะดูดสารแม่เหล็กทันที แต่เนื่องจากสภาพรอบๆ ขดลวดอาจเป็นอากาศ เส้นแรงแม่เหล็กจึงไม่เข้มข้นมากนัก
รูปที่ 3 แสดงทิศทางของสนามแม่เหล็กที่เกิดขึ้นในขดลวดที่มีกระแสไหล
เพื่อที่จะไม่ให้สนามแม่เหล็กที่เกิดขึ้นกระจัดกระจาย
เขาจึงใส่แกนเหล็กอ่อนรูปตัว C เข้ามารอบๆขดลวด เพื่อให้สนาม แม่เหล็กมากขึ้นดังรูปที่
4 ถ้าเอาแกนกระทุ้ง ( plunger ) มาใส่เข้าไปตรงกลางขดลวดในตำแหน่งที่ 1 แกนกระทุ้งจะถูกดูด
ให้ลึกเข้ามาจนสนิทในตำเหน่งที่ 2 ยิ่งระยะทางใกล้มากเท่าไร แรงดูดก็จะมากขึ้นเท่านั้น
รูปที่ 4 แสดงการเพิ่มเหล็กอ่อนเข้ามาเพื่อเพิ่มความเข้มของสนามแม่เหล็ก
มีข้อแตกต่างอยู่ระหว่างโซลินอยด์ไฟตรง
และโซลินอยด์ไฟสลับ คือ ในโซลินอยด์ไฟตรง กระแสที่ไหลในขดลวด จะค่อนข้างคงที่ไม่เปลี่ยนแปลง
ไม่ว่าแกนกระทุ้งจะอยู่ในตำแหน่งใดก็ตาม แต่โซลินอยด์ไฟสลับ กระแสในขณะที่แกนกระทุ้ง
อยู่นอกขดลวดจะมีค่าสูง และเมื่อแกนหระทุ้งถูกดูดเข้ามาจนสุดขดลวด กระแสจะลดต่ำลง.
ลักษณะแบบนี้นี่เองที่ทำให้เราต้อง ระวังอย่าให้เกิดการกระทุ้งในโซลินอยด์ไฟสลับ
เพราะจะทำให้เกิดกระแสมากๆ ไหลค้างอยู่ ทำให้ขดลวดร้อนขึ้น และ อาจจะไหม้เสียหายได้
แสดงการเคลื่อนที่ของแกนกระทุ้ง
ในโครงสร้างของโซลินอยด์แบบไฟสลับนั้น
จะต้องพันขดลวด shaded coil หรือ แหวน ( ring ) ซึ่งเป็นลวดพัน รอบแกนเหล็กเพียงรอบเดียว
หรือไม่กี่รอบลัดวงจรเอาไว้เลย จุดประสงค์ที่พันไว้เพราะในไฟสลับ กระแสจุลดลงมาเป็นศูนย์
นี้เองทำให้แรงดูดแม่เหล็กลดลง และ ทำให้เกิดเสียงหึ่งๆ ขึ้น และ การดูดก็ไม่แน่นแฟ้น
ขดลวดแหวนที่เพิ่มเติมเข้าไปนี้ จะทำ ให้วงจรแม่เหล็กเกิดเป็นสภาพ 2 เฟส
คือ แม้ในขณะที่กระแสเป็นศูนษ์ ก็ตาม. ขดลวดแหวนซึ่งมีกระแสที่เกิดจากการเหนี่ยว
นำกับสนามแม่เหล็ก จะยังคงมีแรงแม่เหล็กมาเสริมการดูดในช่วงนี้ได้ แต่ก็จะทำให้เกิดการสูญเสีย
( loss ) ของความร้อนในขดลวดบ้างเป็นข้อแลกเปลี่ยน
|
