pe 2024/06/6 661

Fundamentele comutatoarelor

Întrerupătoarele sunt dispozitive simple care ne permit să pornim și să se oprească electricitatea în sistemele electrice.Sunt folosite peste tot, de la întrerupătoare ușoare din casele noastre până la circuitele complexe din interiorul gadgeturilor moderne.Întrerupătoarele au parcurs un drum lung, de la cele mecanice de bază la cele electronice avansate care fac ca tehnologia de astăzi să funcționeze fără probleme.Acest articol va analiza diferite tipuri de întrerupătoare, cum ar fi mecanic și electronic, și va explica ce face fiecare tip special.Vom vorbi, de asemenea, despre configurații comune precum SPST, SPDT și DPDT și să evidențiem lucruri de luat în considerare atunci când alegeți comutatorul potrivit pentru un loc de muncă.Indiferent dacă sunteți inginer, hobbyist sau pur și simplu curios despre modul în care funcționează lucrurile, înțelegerea comutatoarelor vă va ajuta să gestionați mai bine circuitele electrice.

Catalog

Tipuri de comutatoare

Comutatoare mecanice

Întrerupătoarele mecanice funcționează folosind piese mobile pentru a face sau rupe o conexiune electrică.Sunt dispozitive simple pe care mulți oameni le consideră ușor de utilizat și de înțeles.Când aruncați un comutator de lumină acasă, utilizați un comutator mecanic.Aceste întrerupătoare sunt construite pentru a dura și pot funcționa bine în medii dificile în care piesele electronice ar putea eșua, cum ar fi în locuri foarte calde sau reci sau unde există multe vibrații.

Întrerupătoare electronice

Întrerupătoarele electronice gestionează fluxul de energie electrică fără piese mobile.Ei folosesc materiale speciale numite semiconductori pentru a lucra rapid și fără probleme.Unele tipuri comune de întrerupătoare electronice sunt BJTS (tranzistoare de joncțiune bipolară), MOSFET (tranzistoare cu efect de câmp metal-oxid-semiconductor) și IGBT (tranzistoare bipolare ale porții izolate).Aceste comutatoare sunt foarte utile în dispozitivele care trebuie să pornească și să se oprească rapid, cum ar fi calculatoarele și alte gadgeturi moderne.

Semnalele de control ale tranzistoarelor de joncțiune bipolară (BJTS) folosind curent electric.Au trei straturi de materiale care gestionează energia electrică, amplificând semnalele electrice mici sau pornind și oprit.Acest lucru le face utile în multe dispozitive electronice.

Metal-oxid-s-semiconductor-efecte de câmp (MOSFETs) controlează energia electrică folosind tensiune electrică.Aceștia consumă puțină energie și pornesc și opriți energia electrică foarte repede.Acest lucru le face ideale pentru dispozitive digitale precum computere și dispozitive analogice precum radiouri.Ei folosesc un câmp electric pentru a controla fluxul de energie electrică printr -un canal.

Tranzistoarele bipolare de poartă izolată (IGBT) combină caracteristicile BJT-urilor și MOSFET-urilor, ceea ce le face potrivite pentru aplicații de mare putere, cum ar fi unități de motor electrice și convertoare de alimentare.Ele se ocupă de cantități mari de energie electrică și sunt utilizate în mod obișnuit în setările industriale.

SPST, SPDT, DPDT și multe altele

• stâlpi și aruncări

În întrerupătoarele electrice, „polonezii” și „aruncările” sunt idei simple care ne ajută să înțelegem cum funcționează întrerupătoarele.„Polii” ne spune câte circuite separate poate controla un comutator.De exemplu, un comutator cu un singur poli controlează un circuit, în timp ce un comutator cu dublu pol poate controla două circuite în același timp.

„Aruncările” arată câte căi diferite se poate conecta un comutator.Un comutator cu o singură aruncare se conectează la o singură cale în fiecare poziție, în timp ce un comutator dublu aruncat se poate conecta la două căi diferite, permițându-i să direcționeze electricitatea directă la una dintre cele două rute.

Tipuri comune de întrerupătoare

Aruncarea unică cu un singur pol (SPST):

Acesta este cel mai simplu tip de comutator.Controlează un circuit și se conectează la o cale, precum un comutator de lumină de bază.

Aruncarea dublă cu un singur pol (SPDT):

Acest comutator controlează un circuit, dar poate comuta între două căi diferite, ceea ce este util pentru alegerea între două surse de putere.

Aruncarea cu un singur pol dublu (DPST):

Comutatoarele DPST controlează două circuite cu un singur comutator, permițându -vă să gestionați mai multe circuite în același timp, dar cu o singură cale pe pol.

Aruncarea dublă a polului dublu (DPDT):

Comutatoarele DPDT controlează două circuite și pot comuta între două căi pentru fiecare circuit.Ele sunt adesea utilizate în situații în care trebuie să inversați direcția de curent, ca în controlul motorului.

Configurații comune

Întrerupătoarele electrice vin în modele diferite, fiecare pentru a controla circuitele electrice în moduri specifice.Înțelegerea acestor modele vă poate ajuta să alegeți comutatorul potrivit pentru nevoile dvs.Aici, vom explica trei tipuri comune de modele de comutatoare: SPST, SPDT și DPDT, în termeni simpli, care arată cum funcționează și unde le puteți folosi.

SPST (un singur pol cu ​​o singură aruncare):

Comutatorul SPST este cel mai simplu tip de comutator.Are un punct de intrare (pol) și un punct de ieșire (aruncare).Acest comutator este utilizat pentru a porni sau opri un circuit.Când comutatorul este pornit „pornit”, acesta închide circuitul, permițând să curgă electricitatea.Când întrerupătorul este „oprit”, deschide circuitul, oprind electricitatea.Întrerupătoarele SPST sunt adesea utilizate în locuri în care aveți nevoie doar de o funcție simplă de pornire/oprire, cum ar fi întrerupătoarele de lumină sau butoanele de alimentare de pe dispozitivele electronice.

SPDT (un singur pol dublu aruncare):

Un comutator SPDT este ceva mai complex decât un comutator SPST.Are un punct de intrare și două puncte de ieșire.Acest design permite comutatorului să trimită curent electric la una dintre cele două căi diferite.Când aruncați întrerupătorul, acesta conectează intrarea la una dintre cele două ieșiri.Acest lucru face ca comutatoarele SPDT să fie utile în situațiile în care trebuie să comutați fluxul de energie electrică între două opțiuni diferite, cum ar fi alegerea între două surse de alimentare sau schimbarea direcției unui motor.De exemplu, un comutator SPDT poate porni o lumină roșie într -o poziție și o lumină verde în altă poziție.

DPDT (aruncare dublă a polului):

Comutatorul DPDT combină două comutatoare SPDT într -unul.Poate controla două circuite separate în același timp.Acest comutator are două puncte de intrare și patru puncte de ieșire.Fiecare intrare se poate conecta la una dintre cele două ieșiri, oferindu -vă două căi separate pentru electricitate.Această caracteristică permite unui comutator DPDT să controleze două dispozitive sau circuite diferite cu un comutator.Întrerupătoarele DPDT sunt adesea utilizate în situațiile în care trebuie să inversați direcția unui motor schimbând fluxul de electricitate.De asemenea, pot fi utilizate în sisteme audio sau de date pentru a comuta între două surse și două ieșiri.

Alte configurații

Comutatoarele pot avea mai mult de doi poli și aruncări și sunt adesea etichetate cu coduri care includ numere.De exemplu, un comutator etichetat 3P6T are trei poli și șase aruncări.Aceasta înseamnă că întrerupătorul poate conecta trei circuite diferite, fiecare circuit având șase căi de ieșire diferite la care se poate conecta.

Într -un comutator 3P6T, „trei poli” înseamnă că există trei intrări separate.Fiecare intrare poate fi conectată la una dintre cele șase ieșiri posibile, așa cum se arată în „șase aruncări”.Această configurație este utilă în sistemele electrice complexe, unde multe căi trebuie controlate cu un singur comutator.

Pentru a înțelege cum funcționează un comutator, trebuie să știți câte circuite separate poate controla (poli) și câte căi de ieșire diferite se pot conecta fiecare circuit la (aruncări).Un comutator cu mai mulți poli și aruncări poate fi utilizat în sisteme mai complexe, deoarece poate gestiona mai multe căi.

De exemplu, un comutator 3P6T poate avea trei surse de intrare diferite și fiecare sursă se poate conecta la oricare dintre cele șase destinații de ieșire diferite.Acest tip de configurare este util pe dispozitive precum echipament audio și video, unde trebuie să gestionați fără probleme multe opțiuni de intrare și ieșire.

Caracteristici de luat în considerare atunci când alegeți un comutator

Când alegeți un comutator, gândiți -vă la următoarele caracteristici pentru a vă asigura că funcționează bine și durează mult timp:

Dimensiune

Alegeți o dimensiune a comutatorului care se potrivește scopului său.Întrerupătoarele mari gestionează o putere mare în locuri precum fabricile, în timp ce întrerupătoarele mici se încadrează în spații strânse în dispozitive precum telefoanele.Asigurați -vă că dimensiunea acceptă sarcina electrică necesară și este ușor de utilizat.De asemenea, luați în considerare expunerea la praf și umiditate, ceea ce poate afecta cât durează comutatorul.

Starea implicită

Comutatoarele pot avea diferite stări de odihnă.Majoritatea comutatoarelor rămân acolo unde le părăsiți, dar comutatoarele momentane revin la poziția inițială atunci când sunt eliberate.Comutatoarele deschise în mod normal (nu) sunt „oprite” atunci când nu sunt utilizate și porniți atunci când sunt apăsați, ca o sonerie.Comutatoarele închise în mod normal (NC) sunt „pornite” atunci când nu sunt utilizate și se opresc atunci când sunt apăsate, ca un comutator de lumină frigorifică.

Poziții

Numărul de poziții pe care un comutator le are se referă la setările sau statele sale.Mai multe poziții permit setări suplimentare într -un singur comutator, oferindu -vă un control mai mare în circuitele complexe.

Opțiuni de montare

Montarea prin găuri: aceasta implică punerea în plumb componentă prin găuri pe o placă de circuit și lipirea acestora.Oferă un sprijin puternic și este bun pentru părțile care se confruntă cu stres fizic, dar necesită mai mult spațiu.Acest tip de montare este adesea folosit în locuri cu multă agitare, cum ar fi în mașini și avioane.

Tehnologia de montare a suprafeței (SMT): Aceasta implică plasarea componentelor direct pe suprafața unei plăci de circuit.Este bun pentru modele mai mici și este obișnuit în electronica de zi cu zi, dar nu este la fel de puternic ca montarea prin găuri.

Montarea panoului: aceasta implică atașarea întrerupătorilor la panoul frontal al unei cutii sau a unei incinte.Este utilizat pentru întrerupătoarele care trebuie accesate direct și adesea gestionează utilizarea frecventă.Aceste întrerupătoare se găsesc în panouri de control industrial și tablouri de bord auto.

Opțiuni de acționare: Unele întrerupătoare sunt proiectate pentru a fi utilizate cu mănuși, având butoane mai mari pentru utilizare ușoară în locuri precum fabricile.Alte întrerupătoare au nevoie de instrumente speciale pentru a le porni sau opri, adăugând siguranță și control în zone sigure.

Evaluare curent și tensiune

Asigurați -vă că întrerupătorul poate gestiona curentul și tensiunea necesară în siguranță.Alegeți un comutator cu evaluări care se potrivesc cu nivelurile de putere din proiectul dvs.Evaluările AC și DC sunt diferite, deci asigurați -vă că comutatorul funcționează cu tipul dvs. de circuit pentru a evita supraîncălzirea sau eșecul.

Factorii de mediu

Luați în considerare cât de bine poate păstra comutatorul și apa, așa cum se arată în ratingul său IP.Întrerupătoarele ar trebui să poată gestiona vibrațiile și impacturile, în special în setările industriale.În zonele publice, utilizați comutatoare rezistente la vandal, cu carcase puternice și modele care împiedică modificarea pentru a evita deteriorarea.

Comutatoare mecanice comune

Întrerupătoarele mecanice sunt piese de bază în dispozitive electronice care permit oamenilor să controleze fluxul de energie electrică prin pornirea sau dezactivarea acesteia.Diferite tipuri de întrerupătoare sunt utilizate în funcție de ceea ce trebuie să facă, fie că este vorba de gadgeturi gospodărești, mașini industriale sau echipamente științifice.Să ne uităm la unele dintre cele mai frecvente tipuri de comutatoare mecanice, explicând care sunt acestea, cum funcționează și unde le puteți găsi.

Comutatoare de scufundare

Comutatoarele DIP (pachet dual in-line) sunt comutatoare mici care vin în grupuri în interiorul unui singur pachet.Fiecare comutator din grup este ca o pârghie minusculă care poate fi pornită sau oprită, la fel ca un comutator de lumină, și se numește un comutator cu un singur pol cu ​​un singur pol (SPST).Aceste comutatoare sunt utilizate pentru setări care nu trebuie să se schimbe des și sunt ideale pentru electronice cu putere redusă.Sunt în special utile în setările în care piese mici, cum ar fi blocurile de jumper, s -ar putea pierde cu ușurință.De multe ori puteți găsi comutatoare DIP în computere și alte dispozitive unde ajută la configurarea diferitelor configurații sau opțiuni.

Comutatoare rotative de scufundare

Comutatoarele rotative de dip sunt similare cu comutatoarele obișnuite, dar folosesc un mecanism rotativ pentru a alege dintre mai multe opțiuni în loc să se întoarcă sau să se oprească.Această rotație se poate face manual sau cu un instrument mic ca o șurubelniță.Sunt excelente pentru dispozitivele care au nevoie de mai multe setări sau moduri, cum ar fi selectarea frecvențelor în radio sau setarea canalelor în dispozitivele de comunicare.Proiectarea lor le permite să lucreze în mod fiabil chiar și în condiții grele.

Comutatoare de diapozitive

Întrerupătoarele de diapozitive au o pârghie mică pe care o mutați înainte și înapoi pentru a deschide sau închide un circuit.Această mișcare simplă le face ușor de utilizat și de înțeles.Acestea sunt utilizate în mod obișnuit în dispozitivele care trebuie să gestioneze mai multă energie decât comutatoarele de scufundare, cum ar fi în echipamente audio, benzi de alimentare și diverse electronice.Deoarece pot gestiona tensiuni și curenți mai mari, întrerupătoarele de diapozitive sunt foarte versatile și sunt adesea utilizate în multe dispozitive de zi cu zi.

Comutatoare tactile

Comutatoarele tactile sunt butoane mici care oferă un clic vizibil atunci când sunt apăsate, oferind feedback utilizatorului că comutatorul a fost activat.Aceste comutatoare sunt proiectate pentru a fi durabile și sunt destinate dispozitivelor care necesită utilizarea frecventă.Veți găsi comutatoare tactile în lucruri precum tastaturi, calculatoare și panouri de control.Sunt de obicei întrerupătoare de moment, ceea ce înseamnă că rămân doar atât timp cât le apăsați, ceea ce le face perfecte pentru aplicațiile în care sunt necesare acțiuni rapide și repetate.

Comutatoare de balansoare

Comutatoarele balansoare funcționează balansând înainte și înapoi între două poziții, utilizate de obicei pentru a activa sau opri dispozitivele.Sunt adesea montate pe un panou și pot avea lumini încorporate pentru a le face ușor de văzut și de utilizat, chiar și în întuneric.Întrerupătoarele de balansoare sunt adesea utilizate în aparate, mașini și mașini industriale, deoarece pot gestiona multă putere și sunt ușor de operat, reducând șansele de greșeli.

Întrerupătoare de butoane

Întrerupătoarele cu buton sunt comutatoare pe care le apăsați pentru a deschide sau închide un circuit.Ele pot fi fie temporare (momentane), ceea ce înseamnă că funcționează doar în timp ce sunt apăsate, fie pot rămâne pe loc (blocare) până la apăsarea din nou.Aceste butoane au mai multe forme și dimensiuni și pot avea, de asemenea, lumini LED pentru a indica dacă sunt pornite sau oprite.Întrerupătoarele de butoane de apăsare sunt foarte frecvente și se găsesc în panourile de control, la telecomande și în multe alte dispozitive, oferind o modalitate ușoară și simplă pentru ca oamenii să interacționeze cu mașinile.

Comutatoare comutatoare

Întrerupătoarele de comutare au o pârghie care poate fi ușor răsucită pentru a activa sau opri ceva, ceea ce le face bune pentru situațiile în care este nevoie de un control precis.Sunt cunoscuți pentru că sunt rezistenți și de încredere, adesea folosiți în medii provocatoare precum fabrici și laboratoare.Întrerupătoarele de comutare sunt capabile să gestioneze sarcini electrice grele, ceea ce le face ideale pentru aplicații grele.Pozițiile lor clare de pornire/oprire oferă o modalitate simplă de a ști dacă un dispozitiv este activat sau nu.

Compararea opțiunilor de comutare

Iată un rezumat care compară diferite tipuri de comutatoare pe baza mai multor caracteristici principale:

Tip	Stâlpi/aruncări	Cost	Longevitate	Evaluări de curent/tensiune	Opțiuni de montare
Scufunda	Multiplu	Scăzut	Scăzut	Scăzut	PCB
Rotativ	Multiplu	Scăzut	Scăzut	Scăzut	PCB
Diapozitiv	Singur	Mediu	Mediu	Mediu	PCB/panou
Tactil	Singur	Scăzut	Ridicat	Scăzut	PCB
Balansoar	Singur	Mediu	Mediu	Mediu	PCB/panou
Apăsaţi Buton	Singur	Ridicat	Mediu	Mediu	PCB/panou
Comutați	Singur	Ridicat	Mediu	Mediu	Panou

Concluzie

Pentru a încheia, întrerupătoarele ne ajută să controlăm circuitele electrice și să vin în diferite tipuri pentru diferite sarcini.Întrerupătoarele mecanice precum scufundarea și comutarea sunt cunoscute pentru a fi simple și fiabile, în timp ce întrerupătoarele electronice precum BJTS și MOSFET -uri sunt rapide și eficiente.Știind despre stâlpi, aruncări, configurații și funcții, cum ar fi opțiunile de montare și evaluările curente vă va ajuta să alegeți comutatorul potrivit pentru nevoile dvs.Gândindu -vă unde și cum sunt utilizate întrerupătoarele asigură că funcționează bine, fie în fabrici sau dispozitive de acasă.Învățând despre comutatoare, puteți proiecta și repara sistemele electrice în mod eficient.Pe măsură ce tehnologia crește, aceste dispozitive mici, dar puternice, vor continua să fie o mare parte din viața noastră de zi cu zi.

Întrebări frecvente [FAQ]

1. Care este principiul de bază al unui comutator?

Un comutator controlează fluxul de energie electrică într -un circuit prin deschiderea sau închiderea acestuia.Când întrerupătorul este închis, energia electrică poate curge și dispozitivele de alimentare.Când întrerupătorul este deschis, energia electrică este oprită, iar dispozitivul se oprește.

2. Care sunt elementele de bază ale întrerupătoarelor electrice?

Comutatoarele electrice controlează debitul de energie electrică prin conectarea sau deconectarea căii pe care o ia.Au cel puțin două părți metalice numite contacte care fie atingând pentru a lăsa să curgă electricitatea sau se separă pentru a o opri.Întrerupătoarele pot fi mecanice, ca un comutator de lumină pe care îl flipă, sau electronic, precum cele din calculatoare.

3. Care este funcția de bază a comutatoarelor?

Funcția de bază a întrerupătorilor este de a porni sau opri dispozitivele electrice.Acestea fac acest lucru permițând electricitatea să curgă pe dispozitiv atunci când este pornită și oprește -o atunci când este oprită.Acest lucru vă permite să controlați dispozitivele cu ușurință.

4. Care sunt cele 3 componente de bază ale unui comutator?

Un comutator are trei părți principale: actuatorul, care este partea pe care o împingeți sau flip -ul pentru a utiliza comutatorul;contactele, care sunt piesele metalice din interiorul acelei atingeri sau separate pentru a porni sau opri electricitatea;și terminalele, unde firele se conectează la comutator.

5. Care este funcționarea de bază a unui comutator?

Un comutator funcționează prin mutarea actuatorului, care conectează sau deconectează contactele din interior.Când contactele ating, circuitul este complet, iar electricitatea curge către dispozitiv, pornindu -l.Când contactele sunt separate, circuitul este rupt, iar electricitatea se oprește, oprită dispozitivul.