Типы переключателей электрических: Переключатели электрические.Виды и устройство.Работа.Применение

Содержание

Переключатели электрические.Виды и устройство.Работа.Применение

Переключатели в электротехнике служат для отключения и включения электрических цепей низкого напряжения поочередно. Например, проходные переключатели предназначены для удобства управления освещением в различных комнатах, лестницах, коридорах. Такие переключатели электрические монтируют между этажами, возле дверей помещений с несколькими входами.

Из дома удобно управлять освещением гаража и других помещений, а также фонарями на приусадебном участке. Переключатели позволяют управлять функционированием освещения, находясь при этом в другом месте, что создает определенные удобства и комфорт, а также экономится электроэнергия.

Простой выключатель имеет клавишу на две позиции и одну пару контактов, к которым подключены проводники. Переключатель, в отличие от выключателя, имеет три или более контактов. Один контакт общий, остальные являются перекидными. К каждому из этих контактов подключены провода. Чтобы управлять освещением из других мест, необходим переключатель на несколько контактов. Переключатели электрические позволяют управлять работой любых электрических устройств, а не только освещением.

Переключатели электрические работают следующим образом. Смысл их работы заключается в перекидывании основного контакта с одной цепи на другую. Чаще всего на обратной стороне корпуса переключателя изображена схема подключений проводов.

Один контакт общий (1), другие два контакта – перекидные (2 и 3). Используя два таких переключателя, и расположив их в разных местах, можно выполнить наиболее популярную и простую схему управления освещением из двух разных мест.

Совпадающие по обозначениям клеммы 2 и 3 с переключателями ПВ-1 и ПВ-2 соединены проводниками между собой. Вход 1 от ПВ-1 подключен к фазе, а ПВ-2 подключен к арматуре освещения. Другой конец светильника соединен с нулевым проводником сети.

Проверка работоспособности схемы осуществляется включением переключателя. Сначала подается напряжение, при этом лампа поочередно загорается и гаснет от отдельного действия любого из переключателей. При размыкании цепи одного из переключателей, в работу включается другая линия цепи.

Виды и конструктивные особенности

Для правильного выбора переключателя необходимо определить тип движения управления рукояткой, решаемыми задачами, схемой соединений, свойствами соединяемых цепей.

Существуют переключатели электрические, делящиеся на виды по типу движения управления рукояткой:

Угловые.
Нажимные.
Поворотные.

Угловые переключатели типа тумблера изготавливаются по двум схемам:

С врубными контактами (рисунок «а»).
Коромыслового типа (рисунок «б»).

Оба типа переключателей имеют две устойчивые позиции рукоятки. При передвижении рукоятки (1) пружина (2) сжимается, концентрируя энергию сжатия. При нахождении в позиции, изображенной пунктирной линией, устройство находится в неустойчивом равновесии.

Небольшой сдвиг рукоятки и пружина резко перемещает подвижный контакт (3) в устойчивое положение. В результате подвижный контакт скачкообразно подключается к неподвижному контакту (6).

По схеме подключения тумблерные переключатели с врубными контактами делятся на:

Однополюсные (рисунок «а»).
Однополюсные сдвоенные (рисунок «б»).
Двухполюсные на две позиции (рисунок «в, г»).

Рукоятки этих переключателей могут находиться в двух фиксированных позициях. Схемы коммутации могут быть самыми разными. Тумблеры используются для переключения схем переменного и постоянного тока. Они способны выдерживать нагрузку в цепи силой тока до 6 ампер. Сопротивление их контактов очень мало (0,02 Ом).

Надежность работы тумблеров можно выразить возможным числом переключений, которое достигает 10000 раз.

Микротумблеры

Такие тумблеры небольших размеров выигрывают в габаритах и массе, по сравнению с другими видами тумблеров.

Нажимные переключатели электрические

Переключатели электрические в виде кнопок классифицируются по типу управления:

Обычные. Цепь разомкнута или замкнута только при нажатом положении.
Залипающие. Цепь замыкается при отсутствии усилия нажатия. Для размыкания цепи необходимо снова произвести нажатие.
Сдвоенные. Цепь замыкается при нажатии одной кнопки, размыкается с помощью другой кнопки. Устройство кнопки производят на основе тумблерных переключателей, микровыключателей. Кроме основных, существуют оригинальные устройства.

Схемы подключения обычных и залипающих кнопок делят на:

Однополюсные включения (рисунок «а»).
Выключения (рисунок «б»).
Включения-выключения (рисунок «в»).
Двухполюсные включения (рисунок «г»).

Нажимные переключатели выполняют с защитой от пыли и влаги, и без защиты.

Поворотные переключатели

Галетные переключатели электрические

Среди электрических переключателей поворотного вида наибольшей популярностью пользуются галетные переключатели. С их помощью можно одновременно подключать сразу несколько электрических цепей, связанных между собой.

Устройство галетного переключателя выполнено таким образом, что металлическое кольцо (2) с выступом жестко связано с осью (1) переключателя. Общее число контактов, располагающихся через 30 градусов – 12 штук. При повороте оси на 330 градусов выполняется коммутация общего вывода с 11-ю различными цепями, которые подключены к контактам (4).

Существуют некоторые модификации галетных переключателей. Например, кольцо может выполняться разрезанным. На каждой части делается выступ. При вращении оси два общих вывода синхронно соединяются с 5-ю различными цепями.

В галетных поворотных переключателях применяются врубные ножевые контакты, которые изготавливают из сплавов меди (бронза, латунь), с покрытием слоем серебра. Ножевой контакт дает возможность снизить влияние погрешности изготовления сборки и деталей, увеличить его вибрационную стойкость и надежность.

Галетные переключатели способны переключать электрические цепи силой тока до 3 ампер, напряжением до 350 вольт постоянного тока. Для переменного тока допустимое напряжение составляет не более 300 вольт. Надежность таких переключателей составляет до 10000 переключений.

Установка переключателей производится путем пайки, кроме тумблерных видов переключателей, которые соединяются с цепью винтами. Главным требованием механической установки переключателей является требование: не изменять положение корпуса и внутренней части переключателя при приложении усилия управления. В связи с этим при применении переключателя необходимо использовать только те методы крепления, которые соответствуют техническим условиям определенного вида переключателя.

Схема перекрестного переключателя освещения

Для монтажа переключателей в трех местах необходимо вспомогательное устройство с перекрестной схемой коммутации. Такое устройство состоит из двух 1-клавишных переключателей с внутренними перемычками, выполненными в одном корпусе.

Перекрестный переключатель монтируется между 2-мя обычными. Он используется только совместно с ними, и отличается наличием 4-х клемм. Чтобы управлять освещением из 4-х мест, необходимо добавить в схему дополнительно такое же устройство. Перекрестный переключатель подключается к перекидным контактам выключателей таким образом, чтобы образовалась рабочая цепь питания освещения.

Сложные группы контактов нуждаются в большом числе проводников и подключений. Оптимальным вариантом будет сборка нескольких простых схем, вместо одной сложной, так как они будут работать более надежно, и удобнее в эксплуатации. Все основные соединения необходимо производить в распредкоробках. Выполнять скрутки проводов не допускается.

Что такое переключатель (свитчер) в радиоэлектронике

Обновлена: 10 Октября 2022 895 0

Поделиться с друзьями

Переключатель (свитчер) – устройство, служащее в радиоэлектронике для коммутации электроцепей постоянного и переменного тока и обеспечивающее требуемый рабочий режим. От функциональности этого компонента часто зависит работоспособность всего аппарата. Основные элементы свитчера: контактная пара и замыкающе-размыкающий механизм. Контакты выполняют плоскоконическими, плоскосферическими, цилиндрическими, по принципу работы они бывают прижимными и притирающимися. Для их изготовления используют платину, серебро, золото, вольфрам, латунь, бронзу. Производители предлагают целый перечень этих устройств, различающихся по конструкции и областям применения. На электронных схемах обозначение переключателя зависит от количества полюсов, позиций, порядка срабатывания контактов.

Подробно все моменты отражены в ГОСТе 2.755-87 (СТ СЭВ 5720-86).

Содержание статьи

Что такое переключатель электронного типа
Тумблеры (перекидные переключатели)
Галетные (роторные) переключатели
Клавишные (рокерные, кулисные) переключатели
DIP-переключатели

Что такое переключатель электронного типа

Электронные переключатели изготавливаются на основе микросхем различных типов с транзисторами и другими электронными компонентами. Обычно для управления электронными устройствами используется одна кнопка, нажатием на которую аппарат включают и выключают. Реже предусматривают две кнопки – для положений «Включено» и «Выключено». Часто электронное переключающее устройство находится в составе контроллера управления, который предназначен для руководства различными функциями аппаратуры.

Электромеханические переключатели: виды и основные характеристики

Электромеханические переключатели – это целое семейство устройств, различающихся по конструкции и областям применения.

Тумблеры (перекидные переключатели)

Перейти в каталог тумблеров

Это старейший вид переключателей, в большом объеме производимых на отечественных предприятиях. Основными преимуществами пружинно-рычажного устройства являются: надежность и жесткое сцепление контактной группы, входящей в схему перекидного переключателя. Благодаря этим свойствам механизм работает четко и безотказно. Наиболее распространены отечественные изделия серий ТП, ТВ, ПТ, а также зарубежные Jietong Switch.

Галетные (роторные) переключатели

Перейти в каталог галетных переключателей

Эти свитчеры, состоящие из галеты с контактной группой и роторной оси, выпускаются с разным количеством позиций, галет, различной длиной корпуса. Такие изделия применяют в системах автоматики, в измерительных приборах (они позволяют переключать диапазоны измерений), электрических цепях управления. Заслуженной популярностью пользуется продукция российских компаний, благодаря высокой технологичности, качеству сборки, герметичности корпусов, большому рабочему ресурсу.

Клавишные (рокерные, кулисные) переключатели

Эта разновидность свитчеров с активатором в виде клавиши. Они востребованы во многих областях: от большегрузной автомобильной и другой техники до бытовых приборов и компьютеров. Такие переключатели выпускаются в обширном диапазоне рабочих напряжений, допустимого тока, размеров, числа контактных групп, что позволяет подобрать оптимальную продукцию для аппаратуры разной мощности и количества коммутируемых цепей. Современные устройства изготавливаются в корпусах из прочных полимерных материалов. Корпус надежно крепится к гнезду методом пайки или соединяется клеммами. Клавишные переключатели могут монтироваться раздельно или формировать управляющую панель. Большинство таких свитчеров имеют торцевую подсветку светодиодными или неоновыми лампами. Они изготавливаются с различными степенями защиты от наружных условий: от изделий, предназначенных для эксплуатации в закрытых помещениях, до герметичных переключателей, способных работать даже под струями воды.

DIP-переключатели

DIP-переключатели зачастую используются в современной промышленной электронике, а также в компьютерах и бытовой технике. Они выполняются в монолитном ДИП-корпусе с одной или несколькими контактными группами. Переключение – угловое или горизонтальное. DIP или DIL – это название типа корпуса, который был сконструирован для электронных компонентов. Его особенность – прямоугольная форма и наличие двух рядов выводов, размещаемых на длинных сторонах. Такая конструкция позволяет увеличить плотность монтажа, по сравнению с круглыми корпусами.

Для изготовления ДИП-корпуса используется пластик PDIP или керамика CDIP. Устройства могут соединяться с платой напрямую или через промежуточную схему, в состав которой входят резисторы, декодирующие и запоминающие элементы. Второй вариант реализуют при необходимости преобразования сигнала в более высокий или низкий.

Сегодня переключающие ДИП-устройства всё реже встречаются в бытовой электронике из-за внедрения более компактных радиодеталей. Однако они по-прежнему широко применяются для комплектации промышленного оборудования.

Одна из разновидностей DIP-переключателей – поворотные, содержащие в конструкции несколько электрических контактов. При повороте колеса требуемый контакт совмещается с цифрой, указанной на корпусе, и происходит замыкание контакта. DIP-свитчеры могут выполняться в разных размерах и иметь крупные колеса для прокрутки или маленькие колесики, для вращения которых необходима отвертка.

Для тестирования исправности переключателя, а также надежности присоединения проводников к его контактам используют мультиметры.

Была ли статья полезна?

Да

Нет

Оцените статью

Что вам не понравилось?

Другие материалы по теме

Анатолий Мельник

Специалист в области радиоэлектроники и электронных компонентов. Консультант по подбору деталей в компании РадиоЭлемент.

8 типов настенных электрических выключателей и их выбор

От базового однополюсного выключателя до специальных и интеллектуальных выключателей

По

Боб Формисано

Боб Формисано — лицензированный архитектор и строитель с почти 40-летним опытом строительства новых домов и восстановления старых домов. Одной из его специальностей является ремонт старых систем, построенных еще в 1920-х годах, включая оцинкованные водопроводные трубы, проводку с ручкой и трубкой и многое другое. Его статьи о ремонте дома для The Spruce написаны более 10 лет назад.

Узнайте больше о The Spruce’s Редакционный процесс

Обновлено 07.10.22

Рассмотрено

Ларри Кэмпбелл

Рассмотрено Ларри Кэмпбелл

Ларри Кэмпбелл — подрядчик-электрик с 36-летним опытом работы в области электропроводки в жилых и коммерческих помещениях. Он работал техником-электронщиком, а затем инженером в IBM Corp., является членом Наблюдательного совета Spruce Home Improvement Review Board.

Узнайте больше о The Spruce’s Наблюдательный совет

Факт проверен

Джиллиан Дара

Факт проверен Джиллиан Дара

Джиллиан — независимый журналист с 10-летним опытом работы в жанре лайфстайл. Она пишет и проверяет факты для TripSavvy, а также проверяет факты для The Spruce.

Узнайте больше о The Spruce’s Редакционный процесс

Ель / Клэр Коэн

Настенные выключатели — это основные электрические устройства, управляющие осветительными приборами, некоторыми приборами и другими устройствами. Большинство распространенных типов переключателей бывают разных стилей, таких как тумблер, качелька, ползунок или кнопка. Стиль обычно не влияет на функцию переключателя и электрическую проводку, хотя может запутать процесс выбора.

Но сведение вариантов к самым основным типам переключателей облегчает выбор правильного для ваших нужд.

Ниже вы узнаете о восьми распространенных типах настенных выключателей и о том, для чего они лучше всего подходят.

Смотреть сейчас: объяснение 5 основных типов электрических выключателей

01 из 08
Однополюсный выключатель
Ель / Клэр Коэн
- Подходит для: Управление светильником, прибором или розеткой с одной стены
Однополюсный переключатель — это рабочая лошадка общего назначения. Вы узнаете, является ли ваш переключатель однополюсным, потому что обычно на его лицевой стороне выбиты символы ВКЛ/ВЫКЛ (хотя маркировка ВКЛ/ВЫКЛ может быть опущена на кулисных переключателях).

При внимательном рассмотрении вы заметите, что новый однополюсный переключатель имеет две винтовые клеммы латунного цвета, прикрепленные к корпусу переключателя, а также зеленый винт, соединенный с металлической планкой. При обычном использовании этот тип переключателя используется для управления протеканием тока через «горячие» провода в цепи (обычно черные провода).
При проводке однополюсного выключателя каждая из винтовых клемм латунного цвета присоединяется к горячему проводу, и, как правило, соединение с нейтральным проводом вообще отсутствует. Заземляющий провод цепи (обычно оголенный медный провод) подсоединяется к зеленому заземляющему винту на переключателе.
Наконечник
Как правило, нейтральные (обычно белые) провода к выключателям не подключаются. Если в коробке присутствуют две нейтрали, эти провода обычно соединяются так, чтобы они проходили через коробку, не касаясь переключателя. Или вы можете увидеть одиночный нейтральный провод, проходящий через коробку.
Однако иногда вы можете увидеть белый провод, прикрепленный к выключателю, и это когда он работает как горячий провод. В этом случае белый провод должен быть обмотан черной лентой рядом с клеммой выключателя, чтобы указать, что провод работает как провод под напряжением, а не как нейтральный провод.
02 из 08
Двухполюсный выключатель
Ель / Клэр Коэн
- Подходит для: Управление 240-вольтовым прибором или прибором с одной стены
Двухполюсный переключатель обычно используется в промышленности. Но его можно найти в некоторых домашних системах электропроводки, где он обычно используется для управления 240-вольтовыми приборами, такими как электрическая печь или кондиционер, электрический водонагреватель или нагреватель для джакузи. По сравнению с однополюсными выключателями двухполюсные выключатели встречаются в доме гораздо реже — возможно, у вас их вообще не будет, если у вас нет приборов, для которых они требуются.
Поскольку цепи на 240 вольт работают с двумя отдельными «горячими» проводами, эти выключатели имеют четыре винтовых клеммы латунного цвета, позволяющих управлять обоими горячими проводами в цепи — входящие провода крепятся к одному набору винтов, а отходящие горячие провода крепятся к другому набору винтов. Эти выключатели обычно рассчитаны на 30 или 40 ампер, а не на 15 или 20 ампер для стандартных однополюсных настенных выключателей.
Двухполюсные выключатели также имеют зеленый заземляющий винт для подключения заземляющего провода цепи.
03 из 08
Трехпозиционный переключатель
Ель / Клэр Коэн
- Подходит для: Управление светильником с двух разных точек на стене в комнате
Трехпозиционные выключатели используются парами и обычно находятся на обоих концах лестницы, в гаражах или подвалах с двумя входами, в коридорах и в других местах, где два отдельных настенных выключателя управляют одним светильником или прибором.
Трехпозиционный переключатель имеет три клеммных винта. В зависимости от того, где переключатель находится в конфигурации цепи, самая темная винтовая клемма, помеченная «COM» для общего, подключается либо к проводу горячей цепи, идущему от источника питания, либо к проводу, идущему к осветительному прибору. Оставшаяся пара винтовых клемм подключена к «путеводным» проводам, которые соединяют два трехпозиционных переключателя вместе.
Трехпозиционный переключатель также имеет зеленый заземляющий винт, к которому прикреплен заземляющий провод цепи из оголенной меди.
04 из 08
Четырехпозиционный переключатель
Ель / Клэр Коэн
- Подходит для: Управление светильником, розеткой или прибором с трех или более разных точек на стене
Хотя четырехпозиционные выключатели не используются обычно, их иногда можно найти в длинных коридорах и в очень больших комнатах, имеющих более двух входов. Четырехпозиционный переключатель используется между двумя трехпозиционными переключателями для обеспечения управления розеткой или осветительным прибором из нескольких мест. Если вы хотите иметь управление более чем из трех мест, например из пяти, вы все равно должны использовать два трехпозиционных переключателя (по одному на каждом конце) и три четырехпозиционных переключателя между двумя трехпозиционными переключателями.
Четырехпозиционный переключатель имеет четыре клеммы плюс клемму заземления. Две из четырех клемм обычно медного цвета, а две другие темные. Здесь нет терминала COM или «общий», как на трехпозиционном переключателе. Четырехпозиционный переключатель функционирует как коммутационное устройство для дорожных проводов между трехпозиционными переключателями.
Предупреждение
Будьте предельно осторожны при замене четырехпозиционного переключателя. В зависимости от производителя есть две уникальные компоновки клемм. Один ВХОД сверху и ВЫХОД снизу, а другой ВХОД слева и ВЫХОД справа.
05 из 08
Smart Switch
IGphotography / Getty Images
- Подходит для: Автоматического или удаленного управления осветительными приборами или приборами
Термин «умный выключатель» относится к настенному выключателю нового типа с внутренней схемой, которая позволяет управлять осветительными приборами или приборами одним из нескольких нетрадиционных способов, например, с помощью голосового помощника (например, Alexa) или с помощью интернет-приложения. Многие современные интеллектуальные выключатели, например, могут позволить вам проверять свет и включать или выключать его с помощью приложения для смартфона из любого места, где есть подключение к Интернету. Или их можно запрограммировать на автоматическое включение или выключение света или приборов по вашему выбору.
В то время как интеллектуальные выключатели обычно просто меняются местами в том же месте, где находится стандартный настенный выключатель, для большинства из них требуется соединение с нейтральным проводом, поскольку для их работы необходим небольшой ток. Таким образом, возможно, вам потребуется модернизация схемы для использования этих переключателей.
Другие интеллектуальные коммутаторы не требуют нейтрального подключения и вместо этого подключаются к Интернету по беспроводной сети через концентратор. Обязательно купите интеллектуальный переключатель, совместимый с вашим концентратором или системой голосовой автоматизации, а также освещение, которым вам нужно управлять.
06 из 08
Диммер
Ель / Кевин Норрис
- Подходит для: Регулировка интенсивности света
Диммер обеспечивает большую гибкость освещения, позволяя изменять уровень яркости лампочек. Существует несколько подкатегорий диммеров.
Например, поворотный диммер включает в себя ручку, которую вы поворачиваете, чтобы увеличить или уменьшить яркость. Вы нажимаете ручку, чтобы полностью выключить (или включить) свет. Ползунковый диммер обычно включает в себя тумблер, который включает и выключает свет, а также ползунковый регулятор, который увеличивает или уменьшает яркость. Некоторые диммеры имеют очень незаметные ползунки, которые практически сливаются с остальной частью переключателя.
Диммеры с однополюсным переключателем подключаются для управления яркостью света только с одного переключателя. Существуют также диммеры для других типов выключателей.
07 из 08
Переключатель присутствия
Фотография Бретта Холмса / Getty Images
- Подходит для: Удобное включение света/приборов, когда они вам нужны, и их отключение для экономии энергии, когда они вам не нужны
Датчик присутствия включает в себя датчик движения, который обнаруживает, когда кто-то входит в комнату, и включает свет. Свет будет гореть в течение заданного времени. Затем, пока датчик не обнаружит больше движения, он отключит свет для экономии энергии.
Цензоры обычно кажутся довольно плоскими и прямоугольными. И у них есть какой-то переключатель, позволяющий полностью выключить свет, настроить его так, чтобы он всегда был включен, или использовать его с режимом цензуры.
Цензоры также имеют функцию обнаружения дневного света, поэтому они не будут включаться в зависимости от движения днем, когда вам не нужен дополнительный свет. Кроме того, их можно использовать с вытяжными вентиляторами, например, в ванной, поэтому вам не нужно беспокоиться о том, чтобы не забыть включить и выключить вентилятор.
08 из 08
Специальный переключатель
tab1962 / Getty Images
- Подходит для: Соответствует особым требованиям к светильнику или электроприбору
Существует несколько типов специальных выключателей, которые выходят за рамки простого включения и выключения света или электроприборов. Например, некоторые выключатели имеют таймеры, которые включают и выключают свет или прибор в одно и то же время каждый день. Это хороший вариант для уличного освещения, позволяющий включать его после наступления темноты, даже если вас нет дома, и выключать сразу после восхода солнца, чтобы не тратить энергию впустую. Точно так же существуют выключатели с временной задержкой, которые оставляют свет или прибор включенным на заданное время после его включения, а затем автоматически отключают его.
Другие выключатели также имеют розетку, чтобы у вас было дополнительное место для подключения электроники. Более того, помимо переключателей и ручек, есть также сенсорные переключатели, которые включают плоскую сенсорную панель, которую вы нажимаете для управления электрическим током.
Кроме того, некоторые специальные выключатели предназначены специально для светодиодных ламп и ламп CFL, и их часто необходимо использовать, если в вашем светильнике есть энергосберегающие лампы с регулируемой яркостью. Кроме того, есть специальные переключатели, которые могут управлять скоростью вентиляторов, а также их световыми компонентами, если они есть.

Выбор настенного выключателя

Выбор правильного настенного выключателя зависит от того, как светильник или прибор управляется в электрической цепи, от типа управляемой цепи и от желаемой степени автоматизации или удаленного управления.

Стандартные однополюсные выключатели, трехпозиционные и четырехпозиционные выключатели предназначены для стандартных бытовых цепей напряжением 120 вольт. И ваш выбор будет зависеть от того, хотите ли вы управлять светильником с одного, двух, трех или более мест на стене.

Двухполюсные выключатели — это специальные устройства, которые используются только тогда, когда вам нужно управлять 240-вольтовыми цепями, обеспечивающими питание основных бытовых приборов. Интеллектуальный коммутатор можно использовать там, где вам нужна гибкость автоматизации работы коммутатора или устройства или удаленного управления ими через Интернет.

типов переключателей | Механические, электронные, характеристики

В этом уроке мы узнаем, что такое переключатель, какие существуют типы переключателей, механические переключатели, электронные переключатели, их символы и многое другое о переключателях.

Краткое описание

Что такое коммутатор?

Выключатель — это устройство, предназначенное для прерывания тока в цепи. Проще говоря, переключатель может замыкать или размыкать электрическую цепь. Каждое электрическое и электронное приложение использует как минимум один переключатель для включения и выключения устройства.

Итак, выключатели являются частью системы управления и без них невозможно осуществление управления. Выключатель может выполнять две функции, а именно: полностью ВКЛ (путем замыкания контактов) или полностью ВЫКЛ (путем размыкания контактов).

Когда контакты переключателя замкнуты, переключатель создает замкнутый путь для протекания тока и, следовательно, нагрузка потребляет энергию от источника. Когда контакты переключателя разомкнуты, нагрузка не будет потреблять мощность, как показано на рисунке ниже.

Еще одна важная функция переключателя — отклонять поток электрического тока в цепи. Рассмотрим следующую схему. Когда переключатель находится в положении А, загорается лампа 1, а когда он находится в положении В, загорается лампа 2.

Переключатель имеет множество применений в различных областях, таких как дома, автомобили, промышленность, военные, аэрокосмические и так далее. В домашних и офисных приложениях мы используем простые кулисные переключатели для включения и выключения приборов, таких как освещение, компьютеры, вентиляторы и т. д. В некоторых приложениях используется многопозиционное переключение (например, проводка в здании), где два или более переключателя подключены для управления электрическая нагрузка из более чем одного места, как, например, двухпозиционный переключатель.

Характеристики коммутатора

Прежде чем двигаться дальше и рассматривать различные типы коммутаторов, давайте рассмотрим некоторые важные моменты в характеристиках коммутатора.

Двумя важными характеристиками переключателя являются его полюсы и дальность действия. Полюс представляет собой контакт, а бросок представляет собой контактное соединение. Количество полюсов и ходов используются для описания переключателя.
Некоторые стандартные количества полюсов и направлений: одиночные (1 полюс или 1 направление) и двойные (2 полюса или 2 переключателя).
Если количество полюсов или бросков больше 2, то число часто используется напрямую. Например, трехполюсный шестипозиционный переключатель часто обозначается как 3P6T.
Еще одной важной характеристикой переключателя является его действие, т. е. является ли оно мгновенным или фиксируемым. Мгновенные переключатели (например, нажимные кнопки) используются для мгновенного контакта (на короткое время или пока кнопка нажата).
Переключатели с фиксацией на руке, удерживайте контакт до тех пор, пока он не будет переведен в другое положение.

Типы переключателей

В основном переключатели могут быть двух типов. Это:

Механический
Электронный

Механические переключатели — это физические переключатели, которые необходимо активировать физически, перемещая, нажимая, отпуская или касаясь их контактов. С другой стороны, электронные переключатели

не требуют физического контакта для управления цепью. Они активируются полупроводниковым действием.

Механические переключатели

Механические выключатели можно разделить на различные типы на основе нескольких факторов, таких как способ приведения в действие (ручные, концевые и технологические выключатели), количество контактов (одноконтактные и многоконтактные выключатели), количество полюсов и ходов (SPST, DPDT, SPDT и т. д.), работа и конструкция (кнопка, тумблер, поворотный переключатель, джойстик и т. д.), в зависимости от состояния (мгновенные и заблокированные переключатели) и т. д. подразделяются на следующие виды. Полюс представляет собой количество отдельных силовых цепей, которые можно коммутировать. Большинство выключателей имеют один, два или три полюса и обозначаются как однополюсные, двухполюсные и трехполюсные.

Количество бросков представляет собой количество состояний, в которые ток может пройти через переключатель. Большинство переключателей рассчитаны на одно- или двухпозиционное переключение, которые обозначаются как однопозиционные и двухпозиционные переключатели.

Однополюсный однопозиционный переключатель (SPST)

Это основной переключатель ВКЛ и ВЫКЛ, состоящий из одного входного и одного выходного контактов.
Он переключает одну цепь и может включать (ВКЛ) или отключать (ВЫКЛ) нагрузку.
Контакты SPST могут быть как нормально разомкнутыми, так и нормально замкнутыми.

Однополюсный двухпозиционный переключатель (SPDT)

Этот переключатель имеет три контакта: один входной контакт, а остальные два — выходные контакты.
Это означает, что он состоит из двух положений ВКЛ и одного положения ВЫКЛ.
В большинстве схем эти переключатели используются для переключения входа между двумя вариантами выходов.
Контакт, который подключен к входу по умолчанию, называется нормально замкнутым контактом, а контакт, который будет подключен во время работы ВКЛ, является нормально открытым контактом.

Двухполюсный однопозиционный переключатель (DPST)

Этот переключатель состоит из четырех клемм: двух входных контактов и двух выходных контактов.
Он ведет себя как две отдельные конфигурации SPST, работающие одновременно.
Он имеет только одно положение ВКЛ, но может активировать два контакта одновременно, так что каждый входной контакт будет подключен к соответствующему выходному контакту.
В положении OFF оба переключателя находятся в разомкнутом состоянии.
Этот тип переключателей используется для одновременного управления двумя разными цепями.
Также контакты этого переключателя могут быть как нормально разомкнутыми, так и нормально замкнутыми конфигурациями.

Двухполюсный двухпозиционный переключатель (DPDT)

Это двойной переключатель ВКЛ/ВЫКЛ, состоящий из двух положений ВКЛ.
Он имеет шесть клемм, две из которых являются входными контактами, а остальные четыре — выходными контактами.
Он ведет себя как две отдельные конфигурации SPDT, работающие одновременно.
Два входных контакта подключены к одному набору выходных контактов в одном положении и в другом положении, входные контакты подключены к другому набору выходных контактов.

Кнопочный переключатель

Это контактный переключатель мгновенного действия, который замыкает или разрывает соединение, пока действует давление (или когда кнопка нажата).
Как правило, это давление подается кнопкой, нажатой чьим-то пальцем.
Эта кнопка возвращается в нормальное положение после снятия давления.
Внутренний пружинный механизм управляет этими двумя состояниями (нажато и отпущено) кнопки.
Состоит из неподвижных и подвижных контактов, из которых неподвижные контакты соединены последовательно с коммутируемой цепью, а подвижные контакты присоединены к кнопке.
Кнопки в основном подразделяются на нормально открытые, нормально закрытые и двойного действия, как показано на рисунке выше.
Кнопки двойного действия обычно используются для управления двумя электрическими цепями.

Тумблер

Тумблер приводится в действие вручную (или толкается вверх или вниз) с помощью механической рукоятки, рычага или качающегося механизма. Они обычно используются в качестве переключателей управления освещением.
Большинство этих переключателей имеют два или более положения рычага в версиях переключателя SPDT, SPST, DPST и DPDT. Они используются для коммутации больших токов (до 10 А), а также могут использоваться для коммутации малых токов.
Они доступны в различных номиналах, размерах и стилях и используются для различных типов приложений. Состояние ВКЛ может быть любым из их положений уровня, однако, по соглашению, положение вниз является закрытым или включенным положением.

Концевой выключатель

Схемы управления концевым выключателем показаны на рисунке выше, на котором представлены четыре разновидности концевых выключателей.
Некоторые переключатели приводятся в действие присутствием объекта или отсутствием объектов или движением машины, а не руками человека. Эти выключатели называются концевыми выключателями.
Эти переключатели состоят из рычага бамперного типа, приводимого в действие объектом. Когда этот рычаг бампера приводится в действие, контакты переключателя меняют положение.

Поплавковые выключатели

Поплавковые выключатели в основном используются для управления насосами с двигателями постоянного и переменного тока в зависимости от жидкости или воды в резервуаре или отстойнике.
Этот переключатель срабатывает, когда поплавок (или плавучий объект) перемещается вниз или вверх в зависимости от уровня воды в резервуаре.
Это плавающее движение узла стержня или цепи и противовеса вызывает размыкание или замыкание электрических контактов. Другой формой поплавкового выключателя является выключатель типа ртутной лампы, который не состоит из поплавкового стержня или цепи.
Эта лампочка состоит из ртутных контактов, так что при повышении или понижении уровня жидкости состояние контактов также меняется.
Символ шарового поплавкового переключателя показан на рисунке выше. Эти поплавковые выключатели могут быть нормально разомкнутыми или нормально замкнутыми.

Реле потока

В основном используются для обнаружения движения жидкости или потока воздуха по трубе или воздуховоду. Реле расхода воздуха (или микропереключатель) выполнено по принципу мгновенного действия.
Этот микропереключатель крепится к металлическому рычагу. К этому металлическому рычагу присоединяется тонкий пластиковый или металлический элемент.
Когда большое количество воздуха проходит через металлическую или пластиковую деталь, это вызывает движение металлического рычага и, таким образом, приводит в действие контакты переключателя.
имеют лопасть, которая вставляется поперек потока жидкости в трубе. Когда жидкость течет по трубе, сила, действующая на лопасть, изменяет положение контактов.
На приведенном выше рисунке показан символ переключателя, используемый как для потока воздуха, так и для потока жидкости. Символ флажка на переключателе указывает на лопасть, которая определяет поток или движение жидкости.
Эти переключатели снова нормально разомкнуты или нормально замкнуты.

Реле давления

Эти реле обычно используются в промышленности для измерения давления в гидравлических системах и пневматических устройствах.
В зависимости от диапазона измеряемого давления эти реле давления подразделяются на реле давления с мембранным управлением, реле давления с металлическим сильфоном и реле давления поршневого типа.
Во всех этих типах датчик давления управляет набором контактов (которые могут быть как двухполюсными, так и однополюсными).
Этот символ переключателя состоит из полукруга, соединенного с линией, плоская часть которой указывает на диафрагму. Эти переключатели могут быть как нормально разомкнутыми, так и нормально замкнутыми.

Реле температуры

Наиболее распространенным термочувствительным элементом является биметаллическая пластина, работающая по принципу теплового расширения.
Биметаллические пластины изготовлены из двух разнородных металлов (имеющих разную степень теплового расширения) и соединены друг с другом.
Контакты переключателя срабатывают, когда из-за температуры полоса изгибается или закручивается. Другой метод работы с температурным выключателем заключается в использовании трубки из ртутного стекла.
Когда лампочка нагревается, ртуть в трубке расширяется, а затем создает давление для срабатывания контактов.

Джойстик-переключатель

Джойстик-переключатель представляет собой устройство управления с ручным управлением, используемое в основном в портативном контрольном оборудовании.
Он состоит из рычага, который свободно перемещается более чем по одной оси движения.
В зависимости от движения нажатого рычага срабатывают один или несколько переключающих контактов.
Они идеально подходят для опускания, подъема и запуска движений влево и вправо.
Они используются для строительной техники, кабельного управления и кранов. Символ джойстика показан ниже.

Поворотные переключатели

Используются для подключения одной линии к одной из многих линий.
Примерами таких переключателей являются селекторы диапазона в электроизмерительном оборудовании, селекторы каналов в устройствах связи и селекторы диапазонов в многодиапазонных радиостанциях.
Состоит из одного или нескольких подвижных контактов (ручки) и более одного неподвижного контакта.
Эти переключатели поставляются с различным расположением контактов, например, однополюсные 12-контактные, 3-полюсные 4-контактные, 2-полюсные 6-контактные и 4-полюсные 3-контактные.

Электронные переключатели

Электронные переключатели обычно называют твердотельными переключателями, поскольку в них нет физических движущихся частей и, следовательно, нет физических контактов. Большинство приборов управляются полупроводниковыми переключателями, такими как моторные приводы и оборудование HVAC.

На сегодняшний день на потребительском, промышленном и автомобильном рынке доступны твердотельные переключатели различных типов с различными размерами и номиналами. Некоторые из этих твердотельных переключателей включают транзисторы, тиристоры, полевые МОП-транзисторы, симисторы и IGBT.

Биполярные транзисторы

Транзистор либо пропускает ток, либо блокирует его, аналогично работе обычного переключателя.

В переключающих схемах транзистор работает в режиме отсечки для состояния ВЫКЛ или блокировки тока и в режиме насыщения для состояния ВКЛ. Активная область транзистора не используется для переключения приложений.

Транзисторы NPN и PNP работают или включаются, когда на них подается достаточный базовый ток. Когда через клемму базы протекает небольшой ток, питаемый управляющей схемой (подключенной между базой и эмиттером), он заставляет транзистор открывать путь коллектор-эмиттер.

И выключается, когда ток базы снимается, а напряжение базы уменьшается до небольшого отрицательного значения. Несмотря на то, что он использует небольшой ток базы, он способен пропускать гораздо более высокие токи по пути коллектор-эмиттер.

Силовой диод

Диод может выполнять операции переключения между состояниями высокого и низкого импеданса. Полупроводниковые материалы, такие как кремний и германий, используются для изготовления диодов.

Обычно силовые диоды изготавливаются с использованием кремния для обеспечения работы устройства при более высоких токах и более высоких температурах перехода. Они сконструированы путем соединения полупроводниковых материалов p- и n-типа вместе с образованием PN-перехода. Он имеет две клеммы, а именно анод и катод.

Когда анод становится положительным по отношению к катоду и при приложении напряжения выше порогового уровня, PN-переход смещается в прямом направлении и начинает проводить (как переключатель ВКЛ). Когда вывод катода становится положительным по отношению к аноду, PN-переход смещается в обратном направлении и блокирует протекание тока (как выключатель).

МОП-транзистор

Пожалуй, самым популярным и наиболее часто используемым полупроводниковым переключающим устройством является МОП-транзистор. Полевой транзистор на основе оксида металла и полупроводника (MOSFET) представляет собой однополярное и высокочастотное переключающее устройство. Наиболее часто используемым коммутационным устройством являются силовые электронные приложения. Он имеет три клеммы, а именно сток (выход), исток (общий) и затвор (вход).

Это устройство, управляемое напряжением, т. е. путем управления входным напряжением (от затвора к истоку) регулируется сопротивление между стоком и истоком, что дополнительно определяет состояние ВКЛ и ВЫКЛ устройства.

MOSFET могут быть P-Channel или N-Channel устройствами. N-канальный МОП-транзистор включается путем подачи положительного напряжения V _GS по отношению к истоку (при условии, что напряжение V _GS должно быть больше порогового напряжения).

P-канальный MOSFET работает аналогично N-канальному MOSFET, но использует обратную полярность напряжения. Оба В _GS и V _DD отрицательны по отношению к источнику для включения P-канального МОП-транзистора.

IGBT

IGBT (биполярный транзистор с изолированным затвором) сочетает в себе несколько преимуществ силового транзистора с биполярным переходом и силового МОП-транзистора. Как и полевой МОП-транзистор, это устройство, управляемое напряжением, имеет более низкое падение напряжения в состоянии ВКЛ (меньше, чем у МОП-транзистора, и ближе к силовому транзистору).

Это трехполюсное полупроводниковое быстродействующее коммутационное устройство. Эти клеммы эмиттер, коллектор и затвор.

Подобно MOSFET, IGBT можно включить, подав положительное напряжение (выше порогового напряжения) между затвором и эмиттером. IGBT можно отключить, уменьшив напряжение на затворе-эмиттере до нуля. В большинстве случаев требуется отрицательное напряжение, чтобы уменьшить потери при выключении и безопасно отключить IGBT.

SCR

Кремниевый управляемый выпрямитель (SCR) является одним из наиболее широко используемых быстродействующих переключающих устройств для приложений управления питанием. Это однонаправленное устройство, подобное диоду, состоящее из трех выводов, а именно анода, катода и затвора.

Тиристор включается и выключается путем управления входом затвора и условиями смещения клемм анода и катода. SCR состоит из четырех слоев чередующихся слоев P и N, так что границы каждого слоя образуют соединения J1, J2 и J3.

TRIAC

Triac (или TRI или AC ) переключатель представляет собой двунаправленное коммутационное устройство, которое представляет собой эквивалентную схему двух встречных SCR, соединенных с одной клеммой затвора.

Способность управлять мощностью переменного тока как при положительных, так и при отрицательных пиках формы сигнала напряжения часто позволяет использовать эти устройства в регуляторах скорости двигателя, регуляторах освещенности, системах контроля давления, приводах двигателей и другом оборудовании управления переменным током.

DIAC

DIAC (или DI ode AC Switch) представляет собой двунаправленное коммутационное устройство и состоит из двух выводов, которые не называются анодом и катодом, поскольку это двунаправленное устройство, т. е. DIAC может работать в любом направлении независимо от идентификации терминала. Это указывает на то, что DIAC можно использовать в любом направлении.

Когда на DIAC подается напряжение, он работает либо в режиме прямой блокировки, либо в режиме обратной блокировки, если приложенное напряжение не меньше напряжения отключения. Как только напряжение увеличивается больше, чем напряжение пробоя, происходит лавинный прорыв, и устройство начинает проводить ток.

Запирающий тиристор

A GTO (Запирающий тиристор) представляет собой биполярное полупроводниковое переключающее устройство. Он имеет три вывода: анод, катод и затвор. Как следует из названия, это коммутационное устройство способно выключаться через клемму затвора.

GTO включается при подаче небольшого положительного тока затвора, который запускает режим проводимости. Он может быть выключен отрицательным импульсом на затвор. Символ GTO состоит из двойных стрелок на клемме затвора, что представляет двунаправленный поток тока через клемму затвора.