Номер 3, страница 184 - гдз по физике 10 класс учебник Казахбаева, Кронгарт

3. Что называют соленоидом? В каких целях он применяется?

3. Что называют соленоидом? В каких целях он применяется?

Соленоид (от греческих слов solen - "трубка" и eidos - "подобный") — это катушка из провода, намотанного на цилиндрическую поверхность. Длина соленоида обычно значительно превышает его диаметр. Когда по проводу соленоида пропускают электрический ток, внутри него создается практически однородное (одинаковое по величине и направлению) магнитное поле, направленное вдоль оси катушки. Снаружи поле соленоида намного слабее и похоже на поле стержневого магнита.

Магнитная индукция $B$ внутри длинного соленоида без сердечника (в вакууме) определяется формулой: $B = \mu_0 n I$, где $\mu_0$ — магнитная постоянная, $n$ — количество витков на единицу длины соленоида ($n = N/L$), а $I$ — сила тока в обмотке. При наличии сердечника с относительной магнитной проницаемостью $\mu$ формула примет вид: $B = \mu_0 \mu n I$.

Хотя любой электромагнит содержит в себе соленоид (обмотку), в технике под термином "соленоид" часто понимают конкретное устройство — электромагнитный привод (актуатор), в котором подвижный ферромагнитный сердечник (плунжер или якорь) втягивается в катушку при подаче на нее тока.

В каких целях он применяется:

Соленоиды используются в двух основных качествах: как источник однородного магнитного поля и как электромеханический привод.

- Электромагнитные клапаны: Широко применяются для автоматического управления потоками жидкостей и газов. При подаче тока соленоид втягивает плунжер, который открывает или закрывает клапан. Такие клапаны стоят в стиральных и посудомоечных машинах, системах автополива, автомобильных топливных системах.

- Электромагнитные реле: Соленоид используется для замыкания или размыкания контактов в другой электрической цепи. Это позволяет управлять мощной нагрузкой с помощью слабого управляющего сигнала.

- Запорные устройства: Электромагнитные замки для дверей, шкафчиков и ворот используют соленоид для перемещения запирающего ригеля.

- Автомобильная техника: Втягивающее реле стартера автомобиля — это мощный соленоид, который выполняет две функции: вводит в зацепление шестерню стартера с маховиком двигателя и замыкает цепь питания самого стартера.

- Электроника: В качестве катушек индуктивности соленоиды являются важными компонентами электрических фильтров, колебательных контуров и других схем для хранения энергии в магнитном поле.

Ответ: Соленоид — это катушка из провода, создающая однородное магнитное поле внутри себя при прохождении тока. Он применяется как электромеханический привод (в клапанах, замках, реле) для совершения механического действия (втягивания сердечника) и как катушка индуктивности в электронных схемах.