螺線管

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接的機械閥門。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。

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，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。

通電螺線管的極性跟電流方向間的關係，可以用右手螺旋定則來判斷。就是用右手握住螺線管，讓四根手指彎曲且跟螺線管中電流的方向一致，則大拇指所指的那端就是螺線管的N極。注意：右手螺旋定則中所說的“電流的方向”是指螺線管中“電流的環繞方向”，右手四根手指的彎曲方嚮應跟電流的環繞方向一致。

再思考迴路b。根據安培定律，磁場繞著迴路b的環流量是可以直覺地表明，在螺線管外的磁場等於零。磁場線只以閉合迴路的形式存在。它不能像電場線一樣地從一點發散出來，或收斂於一點。假設螺線管內的磁場線的方向是朝上，則螺線管外的磁場線的方向是朝下。它們形成一條閉合迴路。但是，外面的體積超大於裡面的體積，外面的磁場線密度超低。在無限遠位置，磁場線密度等於零，磁場等於零。回想到外面的磁場是個常數，因此，外面的磁場也等於零。總結，隨著螺線管趨向於無限長，外面的磁場趨向於零。

Bh=μ0 nih；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=μ0 ni。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=μ0μ rni；其中，μ r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=μ0μ r來表達為B=μ ni。

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。

螺線管氣控閥的操作原理就好像晶體管，允許使用少量的訊號來控制很大的元件。它也是電子控制器和氣控系統之間的介面元件。

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。

變速器螺線管（transmission solenoid）依賴機電作用力來調整液壓油流過自動變速器的流量。離合器螺線管通常裝設於變速器的閥體內部。

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。

【細胞生物學】

真核細胞染色質包裝的二級結構。有組蛋白H1存在時，直徑10nm的核小體串珠結構螺旋盤繞，形成外徑30nm、內徑10nm、螺距11nm的一種染色質結構；螺旋的每圈有6個核小體，組蛋白H1對這一結構的穩定起重要作用。（圖）

【電磁學】

(也叫線圈 coil)

由導線均勻繞成的圓筒形線圈，其長度遠大於其直徑。直流電通過導線時產生磁場，把插棒式鐵心吸進螺線管中；插棒式鐵心的運動常用於驅動開關、繼電器或其他裝置。

螺線管的磁性大小與線圈匝數,線管粗細，鐵心有無，鐵心粗細，線圈疏密，鐵心材料，通過電流大小，線圈材料，電壓大小有關。

通電螺線管的極性跟電流方向的關係，可以用安培定則來判定：用右手握螺線管，讓四指指向螺線管中電流方向，則大拇指所指的那端就是螺線管的N極。