在其100年的历史中，电动吸尘器已成为大多数人不可或缺的家用电器，原因显而易见。想象一下，用手从地毯上捡出所有这些锯末!当您通过吸管啜饮苏打水时，您正在使用所有吸力机制中最简单的一种。吸吮苏打水会导致吸管底部和吸管顶部之间的压降。底部的流体压力大于顶部，苏打水被推到您的嘴里。­

　　这与真空吸尘器中工作的基本机制相同，尽管执行有点复杂。在本文中，我们将研究真空吸尘器的内部，以了解它在清理房屋中的灰尘和碎屑时如何发挥吸力。正如我们将看到的，标准的真空吸尘器设计非常简单，但它依赖于许多物理原理来有效清洁。

　　它可能看起来像一台复杂的机器，但传统的真空吸尘器实际上只由六个基本组件组成：

　　一 进气口，其中可能包括各种清洁配件

　　一 排气口

　　一 电动机

　　一个 扇

　　一个 多孔袋

　　一个 住房 包含所有其他组件

　　当您插入真空吸尘器并将其打开时，会发生以下情况：

　　电流操作 发动机.电机连接到 扇，它具有倾斜的刀片(如 飞机 螺旋桨)。

　　作为 风扇叶片 转弯，它们迫使空气向前，朝向 排气口 (退房 飞机如何工作 找出导致这种情况的原因)。

　　当空气颗粒被向前驱动时， 密度 粒子(因此 气压) 在风扇前面增加，在风扇后面减少。

　　这 压降 风扇后面就像你啜饮饮料时吸管中的压降一样。风扇后面区域的压力水平降至真空吸尘器外部的压力水平以下( 环境气压).这会产生吸力，一个 部分真空，在真空吸尘器内部。环境空气通过进气口将自身推入真空吸尘器，因为真空吸尘器内部的气压低于外部压力。

　　只要风扇在运转并且通过真空吸尘器的通道保持打开，就会有一个 恒定的气流 穿过进气口并离开排气口。但是，流动的气流如何收集地毯上的污垢和碎屑呢?关键原则是 摩擦.

　　吸尘器刷子和袋子

　　立式真空吸尘器通常在底部有旋转刷子，以敲开地毯上的污垢。电刷可以通过真空的电机或简单地由冲动的空气旋转。在上一节中，我们看到真空吸尘器的旋转风扇产生的吸力会产生一股流动的气流，通过进气口流出排气口。这种气流就像水流一样。移动的空气颗粒在移动时会摩擦任何松散的灰尘或碎屑，如果碎屑足够轻并且吸力足够强， 摩擦 将材料通过真空吸尘器内部。这与导致树叶和其他碎片顺流而下的原理相同。一些真空设计还具有 旋转画笔 在进气口，将灰尘和污垢从地毯上踢开，以便被气流吸收。

　　当充满污垢的空气进入排气口时，它会通过 真空清洁袋.这些袋子由多孔编织材料(通常是布或纸)制成，可用作 空气过滤器.袋子上的小孔足够大，可以让空气颗粒通过，但对于大多数污垢颗粒来说太小而无法通过。因此，当气流流入袋子时，所有空气都通过材料移动，但污垢和碎屑会聚集在袋子中。

　　真空吸尘器袋只是一个过滤器，可以让空气通过，但可以防止灰尘进入。

　　您可以将真空清洁袋放在进气管和排气口之间路径的任何位置，只要气流流过它。在立式真空吸尘器中，袋子通常是路径上的最后一站：过滤后，空气立即流回外部。在 罐式真空吸尘器，袋子可以放置在风扇之前，因此空气一进入真空就会被过滤。

　　利用这个基本思想，设计师创造了各种具有广泛吸力的真空吸尘器。在下一节中，我们将介绍决定吸力的几个因素。

　　吸尘器变量

　　真空吸尘器附件用于在空气进入真空时集中空气流。由于吸力取决于通道的大小和形状，因此不同的附件更适合不同的清洁工作。在上一节中，我们看到真空吸尘器通过空气过滤器(袋子)驱动气流来吸收污垢。吸尘器的吸力取决于许多因素。吸力会更强或更弱取决于：

　　这 风扇功率：为了产生强大的吸力，电机必须以良好的速度转动。

　　这 空气通道堵塞：当真空袋中积聚大量碎屑时，空气在排出时会面临更大的阻力。由于阻力的增加，每个空气颗粒的移动速度都更慢。这就是为什么真空吸尘器在你刚刚更换袋子时比你吸尘一段时间时效果更好。

　　这 进气口末端开口的大小：由于真空风扇的速度是恒定的，因此单位时间内通过真空吸尘器的空气量也是恒定的。无论您的进气口尺寸如何，每秒都必须有相同数量的空气颗粒进入真空吸尘器。如果你使端口更小，单个空气颗粒将不得不更快地移动，以便它们在这段时间内全部通过。在空气速度增加的点，压力降低，因为 伯努利原理 (见 飞机如何工作 了解这个物理原理)。压力下降转化为进气口处更大的吸力。由于它们产生更强的吸力，因此较窄的真空附件可以比较宽的附件吸收更重的污垢颗粒。

　　在最基本的层面上，这就是真空吸尘器的全部功能。自从一个世纪前电真空发明以来，许多创新的思想家已经扩展和修改了这个想法，以创造不同类型的真空系统。

　　到目前为止，我们已经研究了最典型的真空吸尘器类型： 直立 和 罐 设计，两者都将污垢收集在多孔袋中。在真空吸尘器的大部分历史中，这些一直是最受欢迎的设计，但还有许多其他方法可以配置抽吸系统。我们将在下一节中介绍其中的一些。

　　两种立式真空吸尘器型号，一种采用传统袋式系统(右)，另一种采用新型“旋风”系统(左)。

　　中央真空系统和湿/干真空

　　可追溯到1950年代的费尔法克斯S-1：费尔法克斯将功能性与美学吸引力相结合。

　　照片由查尔斯·莱斯特提供第一台真空吸尘器，可追溯到 1800 年代中期，使用 手动波纹管 以产生吸力。它们有各种形状和大小，对日常清洁的帮助很小。第一台电动吸尘器出现在 1900 年代初，并立即取得了成功(尽管几十年来它们只作为奢 侈品出售)。

　　这个时代非常流行的真空吸尘器设计在今天重新流行起来。这种设计， 中央真空系统，把你的整个房子变成清洁工。地下室或房屋外的电动风扇通过一系列相互连接的产生吸力 墙上的管道.要使用清洁剂，请打开风扇电机并将软管连接到整个房屋中的任何各种管道出口。污垢被吸入管道并沉积在一个大罐中，您每年只清空几次。有关详细信息，请参阅 中央真空系统的工作原理.

　　湿/干真空

　　对于重型清洁工作，很多人使用 湿/干式真空吸尘器，可以拾取液体和固体的型号。液体材料会浸泡纸张或布过滤器，因此这些清洁剂需要不同类型的收集系统。

　　基本设计很简单：在通过清洁器的过程中，气流通过 更广的区域，位于 桶.当它到达这个更大的区域时，气流 减慢，原因与空气在流过狭窄附件时会加速的原因相同。这种速度下降有效地松开了空气的抓地力，因此液滴和较重的污垢颗粒可以从气流中掉落并进入桶中。完成吸尘后，您只需倾倒此桶中收集的任何内容即可。

　　湿-干真空的一种类型是蒸汽清洁器。这些吸尘器将清洁液分配到地毯上，按摩，然后吸收液体和任何污垢。

　　接下来，我们将看看吸尘方面的另外两项创新：旋风真空和机器人真空。

　　旋风真空吸尘器和机器人吸尘器

　　詹姆斯·戴森与根旋风™ DC07

　　照片由 戴森最近的一种真空清洁器变体是所谓的“旋风真空”。 这台机器由詹姆斯·戴森(James Dyson)于1980年代开发，没有传统的袋子或过滤系统。相反， 戴森 通过一个或多个发送气流 缸，沿着 高速螺旋路径.这个动作的工作方式类似于 干衣机一个 过山车 或旋转木马。当气流以螺旋状喷射时，所有污垢颗粒都会经历强大的 离心力：它们向外鞭打，远离气流。通过这种方式，污垢是从空气中提取的，而无需使用任何类型的过滤器。它只是收集在圆柱体的底部。

　　根旋风™。大量空气同时通过多个旋风分离器，提供更高、连续的吸力。

　　照片由 戴森

　　旋风分离器系统是对传统真空吸尘器的显着改进 - 无需更换袋子，并且吸力不会随着您吸收更多污垢而减少。

　　机器人吸尘器

　　直到最近，无论真空多么强大，仍然必须有人在那里推动它。输入 机器人吸尘器.这些小工具可以自行清洁，这要归功于电机、传感器和导航系统的组合。要更详细地探索一个，请查看 机器人吸尘器的工作原理.

　　未来，我们肯定会看到对基本真空吸尘器设计进行更多改进，包括新的抽吸机构和收集系统。但基本的想法，使用移动的气流来拾取污垢和碎屑，很可能会在这里停留一段时间。

　　有关真空吸尘器和相关主题的更多信息，请查看下一页上的链接。