Schalter

Im Elektrotechnik, a Schalter ist ein Elektrische Komponente das kann den leitenden Pfad in einem trennen oder verbinden Stromkreisunterbrechen elektrischer Strom oder um es von einem Leiter auf einen anderen ablenken.^[1][2] Der häufigste Schaltertyp ist ein elektromechanisches Gerät, das aus einem oder mehreren beweglichen Sätzen besteht elektrische Kontakte mit externen Schaltungen verbunden. Wenn ein Kontaktpaar Berührungsstrom zwischen ihnen passieren kann, während die Kontakte, wenn die Kontakte getrennt sind, kein Strom fließen kann.

Switches werden in vielen verschiedenen Konfigurationen hergestellt. Sie können mehrere Kontaktsätze haben, die vom gleichen Knopf oder Aktuator gesteuert werden, und die Kontakte können gleichzeitig, nacheinander oder abwechselnd funktionieren. Ein Schalter kann beispielsweise manuell bedient werden a Lichtschalter oder eine Tastaturschaltfläche oder kann als funktionieren können Sensorelement die Position eines Maschinenteils, des Flüssigkeitsspiegels, des Drucks oder der Temperatur zu erfassen, wie z. Thermostat. Es gibt viele spezialisierte Formen, wie die Kippschalter, Drehschalter, Quecksilberschalter, Druckknopf Schalter, Umkehrschalter, Relais, und Leistungsschalter. Eine übliche Verwendung ist die Steuerung der Beleuchtung, wobei mehrere Schalter in eine Schaltung verdrahtet werden können, um eine bequeme Steuerung von Leuchten zu ermöglichen. Schalter in Hochleistungsschaltungen müssen eine spezielle Konstruktion haben, um destruktives Lichtbogen zu verhindern, wenn sie geöffnet werden.

Beschreibung

Elektrische Schalter. Oben, links nach rechts: Leistungsschalter, Quecksilberschalter, Waferschalter, DIP Schalter, Oberflächenmontageschalter, Reed-Schalter. Unten, links nach rechts: Wandschalter (US-Stil), Miniatur-Kippschalter, In-Line-Switch, Schalter mit dem Druckknopf, Rockerschalter, Mikroschalter.

Die bekannteste Form des Schalters ist ein manuell betriebenes elektromechanisches Gerät mit einem oder mehreren Sätzen von elektrische Kontakte, die mit externen Schaltungen verbunden sind. Jeder Kontaktaufnahme kann in einem von zwei Zuständen sein: Entweder "geschlossen", was bedeutet, dass die Kontakte berührt und der Strom zwischen ihnen oder "offen" fließen kann, was bedeutet, dass die Kontakte getrennt sind und der Schalter nicht leitend ist. Der Mechanismus, der den Übergang zwischen diesen beiden Zuständen (offen oder geschlossen) betätigt (es gibt andere Arten von Handlungen) entweder eine "entweder eine"alternative Aktion"(Drehen Sie den Schalter für kontinuierlich" oder "aus" oder ") oder"momentan"(Push for" on "und veröffentlichen Sie für" Off ") Typ.

Ein Schalter kann direkt von einem Menschen als Steuersignal für ein System wie eine Computer -Tastatur -Taste oder zum Steuerstrom in einer Schaltung wie a manipuliert werden, wie z. Lichtschalter. Automatisch betätigte Schalter können verwendet werden, um die Bewegungen von Maschinen beispielsweise zu steuern, um anzuzeigen, dass eine Garagentür ihre volle offene Position erreicht hat oder dass eine Werkzeugmaschine in der Lage ist, ein anderes Werkstück zu akzeptieren. Schalter können durch Prozessvariablen wie Druck, Temperatur, Strömung, Strom, Spannung und Kraft betrieben werden, die als wirken Sensoren in einem Prozess und verwendet, um ein System automatisch zu steuern. Zum Beispiel a Thermostat ist ein temperaturbetriebener Schalter, der zur Steuerung eines Heizprozesses verwendet wird. Ein Schalter, der von einem anderen elektrischen Stromkreis betrieben wird Relais. Große Schalter können von einem Motorantriebsmechanismus remote betrieben werden. Einige Schalter werden verwendet, um die elektrische Leistung von einem System zu isolieren, was einen sichtbaren Isolationspunkt bietet, der bei Bedarf vor Aufhebung von Vorhängung geliefert werden kann, um einen versehentlichen Betrieb einer Maschine während der Wartung zu verhindern, oder um einen elektrischen Stoß zu vermeiden.

Ein idealer Schalter hätte keinen Spannungsabfall, wenn es geschlossen ist, und würde keine Spannung oder Strombewertung haben. Es würde Null haben Anstiegszeit und Abfallzeit Während der staatlichen Veränderungen und den Zustand, ohne zwischen den Positionen zu "abprallen".

Praktische Schalter bleiben diesem Ideal nicht mehr; Als Ergebnis von Rauheit und Oxidfilmen zeigen sie Kontakt Widerstand, Grenzen des Stroms und der Spannung, die sie verarbeiten können, endliche Schaltzeiten usw. Der ideale Schalter wird häufig in der Schaltungsanalyse verwendet, da er das zu lösene System der Gleichungen erheblich vereinfacht. Dies kann jedoch zu einer weniger genauen Lösung führen. Die theoretische Behandlung der Auswirkungen nicht idealer Eigenschaften ist bei der Gestaltung großer Netzwerke von Schalter erforderlich, wie zum Beispiel bei Telefonbörsen verwendet.

Kontakte

Ein Kippschalter in der Position "On".

Im einfachsten Fall hat ein Schalter oft zwei leitende Teile, oft Metall, genannt Kontakte, an eine externe Schaltung verbunden, die sich berühren, um die Schaltung zu vervollständigen (zu machen) und die Schaltung zu öffnen (zu brechen). Das Kontaktmaterial wird wegen seines Korrosionswiderstands ausgewählt, da sich die meisten Metalle bilden isolieren Oxide, die verhindern würden, dass der Schalter funktioniert. Kontaktmaterialien werden auch auf der Grundlage von ausgewählt elektrische Leitfähigkeit, Härte (Widerstand gegen Schleifverschleiß), mechanische Festigkeit, niedrige Kosten und niedrige Toxizität. Die Bildung von Oxidschichten an der Kontaktfläche sowie Oberflächenrauheit und Kontaktdruck bestimmen die Kontakt Widerstand, und Benetzungsstrom eines mechanischen Schalters. Manchmal sind die Kontakte plattiert mit edle Metalle, für ihre hervorragende Leitfähigkeit und Resistenz gegen Korrosion. Sie können so ausgelegt sein, dass sie sich gegenseitig wischen, um eine Kontamination abzuräumen. Manchmal werden nichtmetallische Leiter wie leitfähiger Kunststoff verwendet. Um die Bildung von Isolieroxiden zu verhindern, ein Minimum Benetzungsstrom kann für ein bestimmtes Switch -Design angegeben werden.

Kontakt Terminologie

Triple-Pole-Single-Pow (TPST oder 3PST) Messer wechseln verwendet, um die Wicklungen einer 3 -Phasen -Windkraftanlage für kurz zu machen Bremsen Zwecke. Hier ist der Schalter in der offenen Position angezeigt.

In der Elektronik werden die Schalter nach der Anordnung ihrer Kontakte klassifiziert. Ein Paar Kontakte soll sein "abgeschlossen"Wenn der Strom von einem zum anderen fließen kann. Wenn die Kontakte von einem getrennt werden Isolierluftspalt, sie sollen sein "offen", und kein Strom kann bei normalen Spannungen zwischen ihnen fließen. Die Begriffe"machen"Für die Schließung von Kontakten und"Unterbrechung"Zum Öffnen von Kontakten werden ebenfalls weit verbreitet.

Die Begriffe Pole und Wurf werden auch verwendet, um den Schalterkontaktvariationen zu beschreiben. Die Anzahl der "Stangen"Ist die Anzahl der elektrisch getrennten Schalter, die von einem einzelnen physischen Aktuator gesteuert werden. Zum Beispiel a"2-pole"Switch verfügt über zwei separate parallele Kontaktsätze, die über den gleichen Mechanismus im Einklang stehen und schließen. Die Anzahl der Anzahl von"Würfe"Ist die Anzahl der anderen separaten Kabelpfadoptionen als" Öffnen ", die der Schalter für jeden Pol annehmen kann. Ein Einzel-Throw-Switch verfügt Kann mit zwei anderen Kontakten verbunden werden, ein Triple-Pow-Wert hat einen Kontakt, der mit einem von drei anderen Kontakten usw. verbunden werden kann.^[3]

In einem Schalter, in dem die Kontakte in einem Zustand bleiben, sofern nicht betätigt, wie z. Druckknopf Switch können die Kontakte beider Normalerweise offen (abgekürzt "nein." oder "nein") bis durch den Betrieb des Schalters geschlossen wurde oder normalerweise geschlossen (""N.C." oder "NC") und von der Switch -Aktion geöffnet. Ein Schalter mit beiden Kontaktarten wird als a genannt Umschalter oder Doppel-Wurfschalter. Das kann sein "Vordergrund"("MBB"oder Kurzschluss), die beide Schaltungen momentan verbinden oder sein mögen"Break-For-Make"("BBM"oder nicht abhorten), das eine Schaltung unterbricht, bevor er die andere schließt.

Diese Begriffe haben zu Abkürzungen für die in der verwendeten Schaltertypen geführt Elektronik Branche wie "Einzelpole, Single-Throw"(Spst) (der einfachste Typ", ein- oder aus ") oder"einzelner Power, Doppelstreck"(SPDT), die einen der zwei Anschlüsse an das gemeinsame Terminal verbinden. elektrische Energie Verkabelung (d. H. Haus- und Baukabel nach Elektriker), Namen beinhalten im Allgemeinen das Suffix "-Weg"; Diese Begriffe unterscheiden sich jedoch zwischen Britisches Englisch und amerikanisches Englisch (d. h. die Begriffe zwei Wege und Drei Wege werden mit unterschiedlichen Bedeutungen verwendet).

Elektronikspezifikation und Abkürzung	Erweiterung von Abkürzung	britisch Netz Verdrahtung Name	amerikanisch elektrisch Verdrahtung Name	Beschreibung	Symbol
Spst	Einzelpol, Einzelwurf	Einweg	Zwei-Wege	Ein einfacher Ein-Aus-Schalter: Die beiden Klemmen sind entweder miteinander verbunden oder voneinander getrennt. Ein Beispiel ist a Lichtschalter.
Spst-nr Form a[4]	Einzelpol, Einzelwurf, normalerweise offen			Ein einfacher Ein-Aus-Schalter. Die beiden Anschlüsse sind normalerweise getrennt (geöffnet) und sind beim Aktivieren des Schalters geschlossen. Ein Beispiel ist a PushButton Switch.
Spst-nc Form b[4]	Einzelpol, Einzelwurf, normalerweise geschlossen			Ein einfacher Ein-Aus-Schalter. Die beiden Klemmen sind normalerweise miteinander verbunden (geschlossen) und sind offen, wenn der Schalter aktiviert ist. Ein Beispiel ist a PushButton Switch.
Spdt Form c[4]	Einzelpol, Doppelwurf	Zwei-Wege	Dreiweg	Ein einfacher Wechselschalter des Wechsels: C (COM, Common) ist entweder mit L1 oder L2 verbunden.
SPCO SPTT, C.O.	Einzelpolderwechsel oder Einzelpol, zentrieren oder Einzelpol, dreifacher Wurf			Ähnlich zu Spdt. Einige Lieferanten verwenden SPCO/SPTT Für Schalter mit einer stabilen Ausschaltposition in der Mitte und Spdt für diejenigen ohne.
DPST	Doppelstange, Einzelwurf	Doppelpol	Doppelpol	Äquivalent zu zwei Spst Schalter, die durch einen einzelnen Mechanismus gesteuert werden.
DPDT	Doppelstange, Doppelwurf			Äquivalent zu zwei Spdt Schalter, die durch einen einzelnen Mechanismus gesteuert werden.
DPCO	Doppelpolwechsel oder Doppelpol, zentrieren			Schematisch gleichwertig zu DPDT. Einige Lieferanten verwenden DPCO Für Schalter mit einer stabilen Mittelposition und DPDT für diejenigen ohne. Ein DPDT/DPCO -Switch mit einer mittleren Position kann in der Mitte "aus" werden, weder mit L1 noch L2 oder "ON" angeschlossen werden und gleichzeitig mit L1 und L2 verbunden sind. Die Positionen solcher Schalter werden allgemein als "On-Off-On" bzw. "On-On" bezeichnet.
		Zwischenschalter	Vier-Wege-Schalter	DPDT Wechseln Sie intern für Polaritäts-Reversal-Anwendungen verdrahtet: Nur vier als sechs Drähte werden außerhalb des Switch-Gehäuses gebracht.
2p6t	Zwei Pole, sechs Wurf			Wechselschalter mit einem COM (Common), der mit L1, L2, L3, L4, L5 oder L6 verbunden werden kann; mit einem zweiten Schalter (2p, zwei Pole), der durch einen einzelnen Mechanismus gesteuert wird.

Schalter mit einer größeren Anzahl von Polen oder Würfen können beschrieben werden, indem das "S" oder "D" durch eine Zahl (z. B. 3pst, SP4T usw.) oder in einigen Fällen der Buchstabe "T" (für "Triple" oder "oder in einigen Fällen ersetzt wird" oder " Q "(für" Vierfach "). Im Rest dieses Artikels die Begriffe Spst, Spdt und dazwischenliegend wird verwendet, um die Mehrdeutigkeit zu vermeiden.

Wenden Sie sich an Bounce

Schnappschuss von Switch Spring auf einem Oszilloskop. Der Schalter springt mehrmals zwischen und aus dem Schalter, bevor er sich entspannt.

Kontakt Bounce (auch genannt Geschwätz) ist ein häufiges Problem bei mechanischen Schalter und Relais, was als Ergebnis von Elektrik entsteht Kontakt Widerstand (ECR) Phänomene an Grenzflächen. Switch- und Relaiskontakte bestehen normalerweise aus federnden Metallen. Wenn die Kontakte zusammenkommen, wirken ihre Dynamik und Elastizität zusammen, um sie ein oder mehrmals auseinander zu springen, bevor sie stetig Kontakt herstellen. Das Ergebnis ist ein schnell gepulster elektrischer Strom anstelle eines sauberen Übergangs von Null zum vollen Strom. Der Effekt ist normalerweise unwichtig in Stromkreisen, verursacht jedoch in einigen Problemen zu Problemen analog und Logikschaltungen Das reagiert schnell genug, um die OFF -Impulse als Datenstrom falsch zu interpretieren.^[5] Bei der Konstruktion von Mikrokontakten steuern die Oberflächenstruktur (Oberflächenrauheit) und minimieren die Bildung von passivierte Schichten Auf metallischen Oberflächen sind maßgeblich zur Hemmung des Geschwätzes beteiligt.

Die Auswirkungen des Kontaktabsprungs können durch Verwendung von beseitigt werden mit Quecksilber geführte Kontakte, aber diese werden jetzt aufgrund der Gefahren von Quecksilber selten verwendet. Alternativ können Kontaktschaltungsspannungen sein Tiefpass gefiltert Mehrfachimpulse zu erscheinen oder zu beseitigen. In digitalen Systemen können mehrere Proben des Kontaktzustands mit geringer Geschwindigkeit entnommen und auf eine stetige Sequenz untersucht werden, sodass sich die Kontakte erledigen können, bevor sich die Kontaktstufe als zuverlässig und bewirkt. Sprung in SPDT Switch -Kontakte Signale können mit a herausgefiltert werden SR Flip-Flop (Riegel) oder Schmitt-Trigger. Alle diese Methoden werden als "Debouncing" bezeichnet.

In dem Hammond -OrgelEs werden mehrere Drähte unter den Klavierschlüssel der Handbücher zusammengedrückt. Ihr hüpfender und nicht synchroner Schließen der Schalter ist bekannt als Hammond -Klick Es gibt Kompositionen, die diese Funktion verwenden und betonen. Etwas elektronische Organe haben eine schaltbare Nachbildung dieses Soundeffekts.^[6]

Bögen und Quenchieren

Wenn die umgeschaltete Leistung ausreichend groß ist, reicht der Elektronenfluss über Öffnungsschalterkontakte aus ionisieren Die Luftmoleküle über die winzige Lücke zwischen den Kontakten beim Öffnen des Schalters und bilden a Gasplasma, auch bekannt als ein elektrischer Bogen. Das Plasma ist von geringem Widerstand und kann den Stromfluss aufrechterhalten, selbst wenn der Trennungsabstand zwischen den Schalterkontakten stetig zunimmt. Das Plasma ist ebenfalls sehr heiß und kann die Metalloberflächen der Schalterkontakte untergraben (dasselbe wahr für Vakuumschalter). Elektrisches Strom -Lichtbogen verursacht signifikant Verschlechterung der Kontakte und auch signifikant Elektromagnetische Interferenz (EMI), der die Verwendung von benötigt Bogenunterdrückung Methoden.^[7]

Wenn die Spannung ausreichend hoch ist, kann sich auch ein Bogen bilden, wenn der Schalter geschlossen und der Kontaktansatz ist. Wenn das Spannungspotential ausreicht, um die zu überschreiten Die Spannung unterbrechen Von der Luft, die die Kontakte trennt, wird ein Bogen gebildet, der bis zum vollständig geschlossenen Schalter und den Schalteroberflächen in Kontakt kommt.

In beiden Fällen besteht die Standardmethode zur Minimierung der ARC-Bildung und zur Verhinderung von Kontaktschäden darin, einen sich schnell bewegenden Schaltermechanismus zu verwenden, wobei typischerweise ein Federbetrieb verwendet wird Spitzenpunktmechanismus Um eine schnelle Bewegung von Schaltkontakten zu gewährleisten, unabhängig von der Geschwindigkeit, mit der die Schaltregelung vom Benutzer betrieben wird. Die Bewegung des Schaltersteuerungshebels wendet die Spannung auf eine Feder an, bis ein Wendepunkt erreicht ist und die Kontakte plötzlich aufgehen oder geschlossen werden, wenn die Federspannung freigesetzt wird.

Mit zunehmender Ausschaltung der Leistung werden andere Methoden verwendet, um die Bogenbildung zu minimieren oder zu verhindern. Ein Plasma ist heiß und wird aufgrund von steigen Konvektion Luftströme. Der Bogen kann mit einer Reihe von nicht leitenden Klingen, die sich über den Abstand zwischen Schaltkontakten erstrecken und wird gelöscht. EIN Puffer Kann verwendet werden, um einen plötzlichen Hochgeschwindigkeitsburst von Gas über die Schalterkontakte zu blasen, die die Länge des Bogens schnell ausdehnen, um es schnell zu löschen.

Extrem große Schalter haben häufig Schalterkontakte, die von etwas anderem als Luft umgeben sind, um den Bogen schneller zu löschen. Beispielsweise können die Switch -Kontakte in einem Vakuum betrieben werden, das in eingetaucht ist Mineralöl, oder in Schwefelhexafluorid.

Im Wechselstromdienst geht der Strom regelmäßig durch Null durch. Dieser Effekt macht es schwieriger, beim Öffnen einen Bogen zu erhalten. Hersteller können Schalter mit einer niedrigeren Spannung oder Strombewertung bewerten, wenn sie in Gleichstromkreisen verwendet werden.

Stromschaltung

Wenn ein Switch so ausgelegt ist, dass die Leistung erheblicher Leistung wechselt, muss der Übergangszustand des Schalters sowie die Fähigkeit, kontinuierliche Betriebsströme standzuhalten, berücksichtigt werden. Wenn sich ein Schalter im Zustand befindet, liegt sein Widerstand nahe Null und in den Kontakten wird nur sehr wenig Strom fallen. Wenn sich ein Schalter im Aus -Status befindet, ist sein Widerstand extrem hoch und in den Kontakten wird noch weniger Strom fallen. Wenn der Schalter jedoch geschnitzt ist, muss der Widerstand durch einen Zustand gehen, in dem ein Viertel der Nennleistung der Last (oder schlimmer, wenn die Last nicht rein resistiv ist) kurz in den Schalter fallen.

Aus diesem Grund haben Power -Switches, die einen Laststrom unterbrechen sollen, Federmechanismen, um sicherzustellen, dass der Übergang zwischen ein- und ausgeschaltet ist, unabhängig von der Geschwindigkeit, mit der der Benutzer den Rocker bewegt.

Netzschalter sind normalerweise in zwei Arten erhältlich. Ein momentaner On -Off -Schalter (wie auf a Laserpointer) Normalerweise die Form einer Taste annimmt und schließt die Schaltung nur, wenn die Taste depressiv ist. Ein regelmäßiger On -Off -Switch (wie auf a Taschenlampe) hat ein konstantes Ein-Aus-Merkmal. Dual-Action-Switches enthalten beide Funktionen.

Induktive Lasten

Wenn ein stark induktiv Last wie eine Elektromotor wird ausgeschaltet, der Strom kann nicht sofort auf Null fallen; a Funke springt über die Öffnungskontakte. Schalter für induktiv Lasten müssen bewertet werden, um diese Fälle zu verarbeiten. Der Funke wird verursachen Elektromagnetische Interferenz wenn nicht unterdrückt; a Dämpfer Netzwerk von a Widerstand und Kondensator In Serie wird der Funke unterdrückt.^[8]

Glühlampen

Ein "T-bewertet" Wandschalter (das T ist für Wolfram Filament)^[9] Das eignet sich für Glühlasten.

Wenn eingeschaltet, ein Glühlampe zeichnet eine große Einflussstrom von etwa zehnfachen dem stationären Strom; Wenn sich das Filament erwärmt, steigt sein Widerstand und der Strom nimmt zu einem stationären Wert ab. Ein Schalter, der für eine Glühlampenlast ausgelegt ist, kann diesem Einbruchstrom standhalten.^[9]

Benetzungsstrom

Benetzungsstrom ist der minimale Strom, der durch einen mechanischen Schalter fließen muss, während er betrieben wird, um jeden Film von zu durchbrechen Oxidation Das kann auf den Switch -Kontakten hinterlegt worden sein.^[10] Der Oxidationsfilm tritt häufig in Gebieten mit hoher auf Feuchtigkeit. Die Bereitstellung einer ausreichenden Benetzungsstrom ist ein entscheidender Schritt zum Entwerfen Systeme Dadurch werden empfindliche Schalter mit geringem Kontaktdruck als Sensoreingänge verwendet. Wenn dies nicht der Fall ist, kann dies dazu führen, dass Schalter aufgrund der Kontaktoxidation elektrisch "geöffnet" bleiben.

Aktuator

Der bewegliche Teil, der die Betriebskraft auf die Kontakte anwendet Aktuator, und kann ein sein Umschalten oder Dolly, a Rocker, a Druckknopf oder jede Art von mechanischer Verknüpfung (siehe Foto).

Vorgespannte Schalter

Ein Schalter behält normalerweise seine festgelegte Position nach dem Betrieb. Ein verzerrter Schalter enthält einen Mechanismus, der ihn in eine andere Position entspringt, wenn sie von einem Bediener freigesetzt werden. Der Moment Druckknopf Switch ist eine Art voreingenommener Schalter. Der häufigste Typ ist ein "Push-to-Make-Switch" (oder normalerweise geöffnet oder no), wodurch der Kontakt hergestellt wird, wenn die Taste gedrückt wird, und unterbricht, wenn die Taste freigegeben wird. Jede Taste einer Computertastatur ist beispielsweise ein normalerweise offener "Push-to-Make" -Schalter. Ein "Push-to-Break" -Schalter (oder normalerweise geschlossener oder NC) spricht sich dagegen den Kontakt, wenn die Taste gedrückt wird, und tritt beim Freilösen Kontakt auf. Ein Beispiel für einen Schalter für Push-to-Break-Schalter ist eine Taste, mit der eine Tür von einem geschlossen wurde Elektromagnet. Die Innenlampe eines Haushalts Kühlschrank wird durch einen Schalter gesteuert, der offen gehalten wird, wenn die Tür geschlossen ist.

Drehschalter

Ein dreideckiger Rotationsschalter. Eine beliebige Anzahl von Schaltelementen kann auf diese Weise gestapelt werden, indem eine längere Welle und zusätzliche Abstandsabstand zwischen jedem Schaltelement verwendet werden.

Ein Drehschalter arbeitet mit einer Verdrehungsbewegung des Betriebsgriffs mit mindestens zwei Positionen. Eine oder mehrere Positionen des Schalters können momentan (mit einer Feder verzerrt) sein, wodurch der Bediener den Schalter in der Position gedrückt halten muss. Andere Positionen können eine Entspannung haben, um die Position zu halten, wenn sie freigegeben werden. Ein Rotationsschalter kann mehrere Ebenen oder "Decks" haben, damit er mehrere Schaltkreise steuern kann.

Eine Form des Drehschalters besteht aus einer Spindel oder einem "Rotor", der einen Kontaktarm oder "gesprochen" hat, der wie eine Kamera von seiner Oberfläche projiziert. Es verfügt über eine Reihe von Klemmen, die in einem Kreis um den Rotor angeordnet sind und von denen jeder als Kontakt für den "Speichen" dient, durch den eine von verschiedenen elektrischen Schaltungen an den Rotor angeschlossen werden kann. Der Schalter ist geschichtet, um die Verwendung mehrerer Pole zu ermöglichen. Jede Schicht entspricht einem Pol. Normalerweise hat ein solcher Schalter einen Rückfallmechanismus, sodass er von einer aktiven Position zu einer anderen "klickt", anstatt in einer Zwischenposition zu stehen. Ein Drehschalter bietet somit einen größeren Pol- und Wurffähigkeiten als einfachere Schalter.

Andere Typen verwenden einen CAM -Mechanismus, um mehrere unabhängige Kontaktsätze zu betreiben.

Rotationsschalter wurden bis zu den frühen 1970er Jahren als Kanalauswahlern in Fernsehempfängern als Bereichsauswahl für elektrische Messgeräte verwendet, als Bandauswahl auf Multi-Band-Radios und anderen ähnlichen Zwecken. In der Industrie werden Rotationsschalter zur Kontrolle der Messinstrumente verwendet, Schaltanlage, oder in Kontrollschaltungen. Zum Beispiel a funkgesteuert Overhead-Kran kann einen großen Multi-Kreislauf-Drehschalter haben, um fest verdrahtete Steuersignale von den lokalen Handelsteuerungen in der Kabine auf die Ausgänge des Fernbedienungsempfängers zu übertragen.

Kippschalter

Ein Kippschalter mit vier Eingängen und Ausgängen.

Bank of Toggle -Schalter ein Daten General Nova Minicomputer Frontblende.

Kippschalter mit der gemeinsamen Abdeckung, die bestimmte verbotene Kombinationen verhindert

A Kippschalter oder Becherschalter ist eine Klasse elektrischer Schalter, die von einem Mechanischen manuell betätigt werden Hebel, Handlungsmechanismus oder Schaukelmechanismus.

Kippschalter sind in vielen verschiedenen Stilen und Größen erhältlich und werden in zahlreichen Anwendungen verwendet. Viele sollen die gleichzeitige Betätigung mehrerer Sätze von bieten elektrische Kontakte, oder die Kontrolle großer Mengen von elektrischer Strom oder Netz Spannungen.

Das Wort "Umschüttung" ist ein Hinweis auf eine Art Mechanismus oder Gelenk, das aus zwei Armen besteht, die fast miteinander in Einklang stehen und mit einem Ellbogen-ähnlichen Drehpunkt verbunden sind. Der Phrase "Toggle Switch" wird jedoch mit einem kurzen Griff und einer positiven Snap-Action auf einen Schalter angewendet, unabhängig davon, ob er tatsächlich einen Umschaltmechanismus enthält oder nicht. In ähnlicher Weise wird ein Schalter, bei dem ein definitiver Klick zu hören ist, als "positiver Ein-Aus-Switch" bezeichnet.^[11] Eine sehr häufige Verwendung dieser Art von Schalter besteht darin, die Leuchten oder andere elektrische Geräte ein- oder auszuschalten. Mehrere Kippschalter können mechanisch verknüpft werden, um verbotene Kombinationen zu verhindern.

In einigen Kontexten besonders ComputerEin Kippschalter oder die Wirkung des Umschaltens wird im unterschiedlichen Sinne eines mechanischen oder Softwareschalters verstanden, der bei jeder mechanischen Konstruktion zwischen zwei Zuständen wechselt. Zum Beispiel die Caps Lock Taste auf einem Computer führt dazu, dass alle Buchstaben in den Hauptstädten erzeugt werden, nachdem er einmal gedrückt wurde. Das Drücken erneut zu den niedrigeren Buchstaben.

Besondere Typen

Geöffnet Schwimmerschalter einer schmutzigen Wasserpumpe

Schalter können so ausgelegt sein, dass sie auf jede Art von mechanischen Stimulus reagieren: beispielsweise Vibration (Trembler -Schalter), Neigung, Luftdruck, Flüssigkeitsspiegel (a) Schwimmerschalter), die Drehung eines Schlüssels (Schlüsselschalter), lineare oder rotierende Bewegung (a Grenzschalter oder Mikroschalter) oder Vorhandensein eines Magnetfeldes (das Reed-Schalter). Viele Schalter werden automatisch durch Änderungen in einem Umgebungszustand oder durch Bewegung der Maschinen betrieben. EIN Grenzschalter wird beispielsweise in Werkzeugmaschinen verwendet, um den Betrieb mit der richtigen Position von Werkzeugen zu verbinden. Bei Heiz- oder Kühlsystemen a Segelschalter stellt sicher, dass der Luftstrom in einem Kanal angemessen ist. Druckschalter auf Flüssigkeitsdruck reagieren.

Quecksilberkippschalter

Der Quecksilberschalter besteht aus einem Tropfen von Merkur in einem Glas Glühbirne mit zwei oder mehr Kontakten. Die beiden Kontakte gehen durch das Glas und sind durch das Quecksilber verbunden, wenn die Glühbirne geneigt ist, um das Quecksilber auf sie zu rollen.

Diese Art von Schalter funktioniert viel besser als der Ballkippschalter wie der flüssiges Metall Die Verbindung wird von Schmutz, Schmutz und Oxidation nicht beeinflusst. Die Kontakte sammeln, um sicherzustellen, dass eine sprubfreie Verbindung mit sehr geringer Resistenz und Bewegung und Vibration keinen schlechten Kontakt erzeugen. Diese Typen können für Präzisionsarbeiten verwendet werden.

Es kann auch verwendet werden, wenn das Lichtbogen gefährlich ist (z. B. in Gegenwart von explosivem Dampf), da die gesamte Einheit versiegelt ist.

Messer wechseln

Ein Hochspannungs-Trennschalter, der in einer elektrischen Umspannung verwendet wird. Solche Schalter werden hauptsächlich zum Isolieren von Schaltkreisen verwendet und können normalerweise keinen Laststrom brechen. Hochspannungsschalter sind für die höchsten Transmissionsspannungen von bis zu 1 Million Volt erhältlich. Dieser Switch ist Banden betrieben, so dass alle drei Phasen gleichzeitig unterbrochen werden.

Messerschalter bestehen aus einer flachen Metallklinge, die an einem Ende angesagt ist, mit einem Isoliergriff für den Betrieb und einem festen Kontakt. Wenn der Schalter geschlossen ist, fließt der Strom durch den geplatzten Drehpunkt und die Klinge und durch den festen Kontakt. Solche Schalter sind normalerweise nicht eingeschlossen. Das Messer und die Kontakte werden normalerweise gebildet von Kupfer, Stahl, oder Messingabhängig von der Anwendung. Feste Kontakte können mit einer Feder gesichert werden. Mehrere parallele Klingen können gleichzeitig um einen Griff betrieben werden. Die Teile können an einer Isolierbasis mit Klemmen für die Verkabelung montiert werden oder direkt an eine isolierte Schaltplatte in einer großen Baugruppe verschraubt werden. Da die elektrischen Kontakte ausgesetzt sind, wird der Schalter nur verwendet, wenn Menschen nicht versehentlich mit dem Schalter in Kontakt kommen oder wenn die Spannung so niedrig ist, dass sie keine Gefahr darstellen.

Messerschalter werden in vielen Größen von Miniaturschalter bis zu großen Geräten hergestellt, mit denen Tausende von Ampere getragen werden. Bei der elektrischen Übertragung und Verteilung werden in Schaltkreisen bis zu den höchsten Spannungen betriebene Schalter verwendet.

Die Nachteile des Messerschalters sind die langsame Öffnungsgeschwindigkeit und die Nähe des Bedieners zu exponierten lebenden Teilen. Metall-verknüpfte Sicherheit Schalter trennen werden zur Isolierung von Schaltkreisen in der industriellen Energieverteilung verwendet. Manchmal werden federbelastete Hilfsblätter eingebaut, die während des Öffnens den vollen Strom vorübergehend tragen, und dann schnell teilweise zum schnell löschenden Bogen.

Fußschalter

Ein Fußschalter ist ein robuster Schalter, der nach Fußdruck betrieben wird. Ein Beispiel für die Verwendung ist die Kontrolle eines Werkzeugmaschinens, sodass der Bediener beide Hände frei haben können, das Werkstück zu manipulieren. Die Fußsteuerung eines E -Gitarristen eines E -Gitarristen Effektpedale und Ampere sind auch Fußschalten.

Umkehrschalter

Ein DPDT -Schalter hat sechs Verbindungen, aber da die Polaritätsumkehr eine sehr häufige Verwendung von DPDT -Schalter ist, sind einige Variationen des DPDT -Schalters speziell für die Polaritätsumkehr verdrahtet. Diese Crossover -Schalter haben nur vier Klemmen als sechs. Zwei der Terminals sind Eingänge und zwei sind Ausgänge. Wenn der 4-Wege-Schalter an eine Batterie oder eine andere DC-Quelle angeschlossen ist, wählt er entweder aus der normalen oder umgekehrten Polarität aus. Solche Schalter können auch als Zwischenschalter in a verwendet werden Multiway -Switching System zur Steuerung von Lampen durch mehr als zwei Schalter.

Lichtschalter

Beim Gebäudekabel werden Lichtschalter an praktischen Stellen installiert, um die Beleuchtung und gelegentlich andere Schaltkreise zu steuern. Mithilfe von mehrpoligen Schalter,, Multiway -Switching Die Kontrolle über eine Lampe kann von zwei oder mehr Orten wie den Enden eines Korridors oder Treppenhauses erhalten werden. EIN drahtloser Lichtschalter Ermöglicht die Fernbedienung von Lampen aus Gründen der Bequemlichkeit; Einige Lampen enthalten a Berührungsschalter Was die Lampe elektronisch steuert, wenn sie irgendwo berührt werden. In öffentlichen Gebäuden verschiedene Arten von Vandal resistente Schalter werden verwendet, um die nicht autorisierte Verwendung zu verhindern.

Schaltungsschalter

Folieschalter sind mechanische Schalter mit einem Schieberegler, der sich von der offenen (Aus) Position zur geschlossenen (Ein-) Position bewegt (Objektträger).

Elektronische Schalter

Drei Druckknopfschalter (taktile Schalter). Die Hauptskala ist Zentimeter.

A Relais ist ein elektrisch betriebener Schalter. Viele Relais verwenden ein Elektromagnet, um einen Schaltmechanismus mechanisch zu betreiben, aber auch andere Betriebsprinzipien werden verwendet. Festkörperrelais Steuerungsschaltungen ohne bewegliche Teile, statt ein Halbleitergerät zur Durchführung von Switching - oft a mit Silizium kontrollierter Gleichrichter oder Triac.

Das Analoger Schalter verwendet zwei Mosfet Transistoren in a Übertragstor Anordnung als Schalter, der wie ein Relais mit einigen Vorteilen und mehreren Einschränkungen im Vergleich zu einem elektromechanischen Relais funktioniert.

Das Leistungstransistoren) in einem Spannungsregler umschalten, so wie ein Netzteil, werden wie ein Schalter verwendet, um abwechselnd Stromfluss zu lassen und die Leistung aus dem Fließen zu blockieren.

Viele Menschen benutzen Metonymie Um eine Vielzahl von Geräten aufzurufen, die Signale und Kommunikationspfade zwischen elektrischen Geräten konzeptionell verbinden oder trennen, sind die Wege analog zu der Art und Weise, wie mechanische Schalter anschließen und die Pfade trennen, damit Elektronen zwischen zwei Leitern fließen können. Frühe Telefonsysteme verwendeten automatisch betätigt Strowger -Schalter Telefonanrufer anschließen; Telefonbörsen enthalten einen oder mehrere Querlatte heute.

Seit dem Aufkommen von Digitale Logik In den 1950er Jahren der Begriff Schalter hat sich auf eine Vielzahl von Digital verbreitet aktive Geräte wie zum Beispiel Transistoren und Logik -Tore deren Funktion ist es, ihren Ausgangszustand zwischen zwei zu ändern Logikniveaus oder anders anschließen Signal Linien und sogar Computer, Netzwerkschalter, deren Funktion es ist, Verbindungen zwischen verschiedenen bereitzustellen Häfen in einem Computernetzwerk. Die am weitesten gebrauchten elektronischer Schalter in Digitale Schaltungen ist der Metal-Oxid-Jemonial-Feld-Effekt-Transistor (MOSFET).^[12]

Der Begriff "geschaltet" wird ebenfalls angewendet Telekommunikationsnetzwerkeund bedeutet ein Netzwerk, das ist Schaltung umgeschaltetBereitstellung dedizierter Schaltungen für die Kommunikation zwischen Endknoten wie dem öffentliches Fernsprechwählnetz. Das gemeinsame Merkmal all dieser Verwendungen besteht darin, dass sie sich auf Geräte beziehen, die a steuern binär Zustand: Sie sind entweder an oder aus, abgeschlossen oder offen, in Verbindung gebracht oder nicht verbunden.

Andere Schalter

Siehe auch

Verweise

Externe Links

• Medien im Zusammenhang mit elektrischen Schalter bei Wikimedia Commons