螺線管（Solenoid）是個三維線圈。
在物理學裡，術語螺線管指的是多重卷繞的導線，卷繞內部可以是空心的，或者有一個金屬芯。當有電流通過導線時，螺線管內部會產生均勻磁場。螺線管是很重要的元件·。很多物理實驗的正確操作需要有均勻磁場。螺線管也可以用為電磁鐵或電感器。
基本介紹
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名詞解釋
在工程學里，螺線管也指為一些轉換器（transducer），將能量轉換為直線運動。螺線管操作閥（solenoid valve）是一種綜合原件，內中最重要的組件是機電螺線管。機電螺線管是一種機電原件，可以用來操作氣控閥或液壓閥。螺線管開關是一種繼電器，使用機電螺線管來操作電開關。例如，汽車的起動器螺線管是一種機電螺線管。
由導線繞成的通常為長圓柱形的線圈。電流通過線圈時產生磁場(magnetic field)。此磁場能移動置於其軸線上的鐵棒。螺線管常用於通過導通或切斷電流的方式來操縱與鐵棒相連線的機械閥門。在大多數汽車中螺線管用於操縱給起動發動機供能的大電流開關。
磁場
再思考迴路c，根據安培定律，因為沒有任何電流穿過迴路c，所以，磁場沿著迴路c的分量的線積分，又稱為磁場繞著迴路c的環流量，等於零。在螺線管內，因為對稱性，磁場繞著迴路c的徑向部分的環流量等於零。但是，螺線管內軸向部分（z-軸方向）的環流量不等於零：朝著正z-軸方向，磁場繞著直線段1的環流量，與朝著負z-軸方向，磁場繞著直線段2的環流量，兩個環流量相等。隨著螺線管趨向於無限長，我們可以假設磁場不相依於z-坐標，在直線段1任意位置的磁場都相等。同樣的，在直線段2任意位置的磁場都相等。所以，在直線段1任意位置的磁場等於直線段2任意位置的磁場。由於我們可以任意改變迴路的尺寸，而得到答案仍舊不變，所以，唯一可能的解釋，就是在螺線管內的磁場是個常數，不隨位置的不同而改變。同樣的論點可以用在迴路a，所以，在螺線管外的磁場是個常數，不隨位置的不同而改變。假設螺線管的管長趨向於無限長，則可以忽略邊緣效應（fringe effect）。如右圖，思考迴路b，使用右手定則來尋找環繞著載流導線的磁場。假若我們將右手握住載流導線，大拇指指向電流方向，則其它手指會指向磁場的方向。對於一個管長很長的螺線管，磁場的徑向部分都因為對稱性而互相抵消。所以，只有z-分量不等於零。在螺線管內，磁場朝著正z-軸方向；在螺線管外，磁場朝著負z-軸方向。
Bh = μ0nih；其中，B是磁場，h是迴路b的軸向長度，μ0是真空磁導率，n是單位長度的線圈數，i是電流。
所以，磁場是B = μ0ni。這個方程只對空心的螺線管有效。假設，螺線管內中含有金屬芯（例如鐵芯），則雖然其它參數不變，磁場的大小會有所改變。用方程表達B = μ0μrni；其中，μr是金屬芯的相對磁導率（relative permeability）。
磁場又可以用金屬芯的磁導率μ = μ0μr來表達為B = μni。
機電螺線管
機電螺線管常見於電子彈珠檯、點陣式印表機、燃料噴射裝置等等。機電螺線管是由電磁感應線圈，卷繞於可移動的不鏽鋼或鐵材質的電樞（armature）外面，所組成的機電原件。當感應線圈乘載電流時，會有磁場產生，感應線圈變成一個電磁鐵，吸引或排斥電樞，造成電樞的移動。這機制所給出的機械力可以用來操控其它機械（像氣控閥或液壓閥）。機電螺線管給出的是近距離作用力；對於遠距離，作用力會顯得微弱。由於可以用控制電路直接控制，機電螺線管的反應時間非常快速。
螺線管氣控閥
螺線管氣控閥是一種開關，運送空氣給氣控原件。後者通常是某種致動器。螺線管是由一個小尺寸線性螺線管與一個平衡的，易移動的金屬芯組成的。螺線管可以控制金屬芯的位置，引導氣體流往正確的進氣口。這共同組成的氣閥，使得小量的電流施加於螺線管，就能夠引導高氣壓的氣體，通常高至100 psi（7 bar, 0.7 MPa, 0.7 MN/m2）。有些螺線管的操作規格遠超過這氣壓。
螺線管液壓閥
一般而言，螺線管液壓閥的運作原理類似於螺線管氣控閥。主要的不同處是，螺線管液壓閥控制液壓油的流動，液壓通常大約為3000 psi（210 bar, 21 MPa, 21 MN/m2）。在航空製造業里，液壓機械使用螺線管來操控液壓油的流動致動器，給予致動器足夠的力量來彎曲鈦金屬板。
螺線管操控的閥門常常用於農業灌溉系統。在這裡，使用相當便宜的小尺寸螺線管來開啟或關閉一個小前嚮導閥，讓少量的水施加液壓於活塞。後者機械地耦合於主閥門，有足夠的力量來開關主閥門。
汽車起動器螺線管
在汽車內，起動器螺線管（starter solenoid）是汽車起動器（starter）系統的一部分，又稱為起動繼電器。當駕駛者轉動鑰匙來發動汽車時，車子的電池送出一小股電流到起動器螺線管，關閉一對重形接觸。這動作允許電池送出一大股電流到汽車的起動器馬達，供給馬達的起動。
