Принцип работы проходного выключателя света: Что такое проходной выключатель: описание и разновидности - sk-amigo.ru

Содержание

Принцип работы выключателя

Как устроен выключатель? Принцип работы

Устройство и принцип работы обычного размыкателя

Простым вариантом является одноклавишный выключатель, который можно встретить в любой квартире или частном доме. Подключаются такие устройства достаточно просто.

Такой прерыватель состоит из двух клемм и подвижного контакта. При нажатии клавиши цепь замыкается, в результате чего напряжение подается на потребитель, которым может быть осветительный прибор, вентилятор или даже розетка.

На задней части размыкающего механизма расположены 2 клеммы, к одной из которых подводится питание, а вторая коммутируется с потребителем, на который напрямую идет ноль. Нажатие клавиши приводит к подаче фазы на светильник или иное устройство.

Выключатели с подсветкой: как это работает

Схема подобного устройства схожа с предыдущим вариантом, однако в ней имеются некоторые дополнения. Чтобы понять, как устроен выключатель с подсветкой, стоит вспомнить некоторые моменты из школьного курса физики. Электрический ток течет по пути наименьшего сопротивления – именно на этом законе основана работа подобного размыкателя. Параллельно разъединителю в схему включается неоновая лампочка с сопротивлением со стороны подачи фазы. Получается, что второй контакт напрямую соединен с нулем через люстру или иной осветительный прибор. Этого напряжения вполне хватает для функционирования лампочки внутри клавиши.

При замыкании основного контакта ток устремляется к люстре, где сопротивление стремится к нулю. На подсветке остается его незначительная часть, не способная зажечь неоновую лампочку. При отключении люстры ток снова направляется через сопротивление на подсветку.

Что такое дифференциальный автоматический выключатель, какое у него назначение

Прибор подпадает под категорию широкого диапазона автоматических выключателей. Как мы знаем, существует несколько типов миниатюрных автоматических выключателей, таких как MCCB, которые работают по другому принципу и имеют разные цели безопасности.

Функция прибора. Автоматический выключатель остаточного тока – это устройство, которое измеряет ток и отключает любую цепь низкого напряжения (несбалансированного тока) при возникновении какой-либо неисправности.

Автоматический выключатель остаточного тока в основном устанавливается для предотвращения ударов или смерти людей от ударов. Это предотвращает несчастные случаи, отключая главную цепь в течение доли секунды.

Типы автоматических выключателей

Существуют такие типы:

2-полюсный: предназначен для однофазной линии, состоящей из одного разъема под напряжением и одного нейтрального провода.
4-полюсный: он рассчитан на трехфазную линию, состоящую из 4 слотов, где могут быть подключены три фазовых провода и нейтральный провод.

Следовательно, он обеспечивает устройство защиты в режиме реального времени для основных цепей, используемых в промышленности и других высоковольтных коммерческих местах, где из-за этого всегда существует риск поражения электрическим током и несчастного случая.

Характеристики автоматических выключателей

Разделение выключателей по нормам и типам:

Если текущий рейтинг C 2 > = 800 A, дискриминация должна быть обеспечена посредством координационного исследования с использованием данных производителя.
Для диапазона номинальных токов 800 A> C 2 > 250 A должно быть обеспечено различие между кривыми перегрузки. Дискриминация считается достигнутой, если минимальное значение перегрузки C 1 > = 1,5 x максимальное значение перегрузки C 2 .
Если текущее значение C 2 <250 A, считается, что дискриминационное разрешение, если минимальное значение перегрузки C 1 > = 1,5 x значение перегрузки C 2 .

Существуют два основных требования.

Срабатывание: срабатывание устройства – это минимальный ток, при котором инициируется отключение в защитном сигнале.
Защитное устройство обнаруживает, что значение тока превысило значение срабатывания.

Для достижения успеха в избирательном режиме обычно требуется манипулирование до тех пор, пока не будет достигнута координация с окружающими кривыми выключателями. Все это может быть сделано с помощью автоматического выключателя. На рисунках 4 и 5 ниже – снимки экрана PowerCAD показывающие диапазон настроек, которые можно настроить в расцепителях. На рисунке 5 – только один параметр, который можно отрегулировать.

Schneider Micrologic 5.3A (ПО для тестировки) содержит широкий диапазон различных настроек для значений тока и времени, что позволяет легко различать при согласовании соответствующие кривые время-ток. В отличие от этого на рис. 5 существующий расцепитель Schneider TM160D, который имеет только возможность изменения текущего устройства.

Рисунок 4. Пример диапазона настроек с использованием расцепителя Schneider Micrologic 5.3AРисунок 5. Пример ограниченных настроек с использованием расцепителя Schneider TM160D

Если все требования в AS / NZS 3000: 2018 выполнены, успешная координация была установлена. Пример правильного выбора автоматического выключателя показан ниже на рисунке 6. Красная кривая – автоматический выключатель 630A, расположенный в главном распределительном щите. Синяя кривая представляет собой автоматический выключатель на 160 А, расположенный на распределительной панели солнечных батарей, он является примером идеальной избирательности между защитными устройствами.

Рисунок 6. Пример успешного распознавания защитного устройства

В отличие от этого, на рисунках 7 и 8 показаны два примера неправильной координации между автоматическими выключателями с использованием тех же устройств, что и на рисунке 6. Хотя каждый расцепитель оставался одинаковым, настройки расстановки были отрегулированы для обоих устройств для каждого сценария. На рисунке 7 выдается ошибка при распознавании устройства в программном обеспечении PowerCAD, поскольку две кривые перекрывают друг друга. Это может привести к нежелательному отключению, при этом может произойти срабатывание выключателя 630A в восходящем направлении до появления синей кривой 160A. Аналогичным образом, рисунок 8 не содержит надлежащей избирательности устройства, поскольку он не соответствует пункту 2.5.7.2.3 (a) (iii), где минимальный номинальный уровень верхнего выключателя (красная кривая) должен быть в 1,5 раза больше максимального номинального значения нижестоящего автоматического выключателя (синяя кривая) в мгновенной области.

Рисунок 7. Пример неправильной координации из-за перекрывающихся кривых, как продемонстрировано PowerCADРисунок 8. Пример неправильной координации из-за несоблюдения пункта в AS / NZS 3000: 2018, как продемонстрировано PowerCAD

Как выбрать автоматический выключатель по мощности и по жилам кабеля

Таблица характеристик:

Сила тока (А)	Мощность сети с 1 фазой (кВт)	Мощность 3-фазной сети (кВт)	Допустимые сечения проводов (мм2)
—	—	—	медных	алюминиевых
1	0,2	0,5	1	2,5
2	0,4	1,1	1	2,5
3	0,7	1,6	1	2,5
4	0,9	2,1	1	2,5
5	1,1	2,6	1	2,5
6	1,3	3,2	1	2,5
8	1,7	5,1	1,5	2,5
10	2,2	5,3	1,5	2,5
16	3,5	8,4	1,5	2,5
20	4,4	10,5	2,5	4
25	5,5	13,2	4	6
32	7	16,8	6	10
40	8,8	21,1	10	16
50	11	26,3	10	16
63	13,9	33,2	16	25
80	17,6	52,5	25	35
100	22	65,7	35	50

Обозначение автоматического выключателя на схеме ГОСТ

ГОСТ предполагает такие нормы:

Обозначение автоматического выключателя на схеме ГОСТ

Заключение

Поскольку сетевые приложения становятся все более строгими, исследования координации защитных устройств – все более распространенные до подключения фотоэлектрической системы к сети. Координация защиты одинаково важна для обеспечения безопасности оператора системы и компонентов системы. Поэтому важно, чтобы при проектировании эти исследования проводились до монтажа и окончательного проектирования, поскольку это дорогостоящая и сложная процедура замены выключателей после включения системы.

Автор: Тимеркаев Борис

Тимеркаев Борис — 68-летний доктор физико-математических наук, профессор из России. Он является заведующим кафедрой общей физики в Казанском национальном исследовательском техническом университете имени А. Н. ТУПОЛЕВА — КАИ

Что такое выключатель нагрузки и как он используется?

Разъединение нагруженных электрических цепей всегда сопряжено с риском искрообразования. Особую опасность таит в себе отключение нагрузки на высоковольтных линиях. Мощная электрическая дуга, образующаяся при коммутации незащищённых контактных ножей, может привести к разрушению силовых контактов и к выходу из строя электрических приборов. Обезопасить процесс коммутации цепей способен выключатель нагрузки, оборудованный устройствами для экстренного гашения дуги.

Выключатели нагрузки (ВН) принадлежат к тем видам коммутационных приборов, которые, по уровню допускаемых токов, занимают промежуточное положение между обычными разъединителями и специальными выключателями номинальных токов, способных отсекать сверхтоки в аварийных ситуациях. Несмотря на то, что коммутация номинального тока выключателем нагрузки допускается, однако прибор не рассчитан на отключение токов перегрузок в случае КЗ. Для этих целей предусмотрено применение специальных высоковольтных предохранителей.

Содержание

Применение
Преимущества и недостатки
Устройство и принцип работы
Виды
Автогазовый (газогенерирующий) выключатель
Вакуумный высоковольтный выключатель
Элегазовые ВН
Условное обозначение и маркировка
Отличие от автоматического выключателя
Технические параметры
Подключение
Полезное видео по теме

Применение

Выключатели нагрузки применяются в распределительных сетях с целью коммутации линий, силовых трансформаторов, работающих при номинальных напряжениях. Устройства могут использоваться для включения/отключения дополнительных нагрузок, но они не предназначены для защиты от коротких замыканий, за исключением тех конструкций, в которых установлены плавкие предохранители (см. рис. 1).

Рис. 1. ВН с предохранителями

Такими разъединителями мощности оборудуются высоковольтные линии на 6 – 10 кВ, для токов, не превышающих 400 – 600 А. Для коммутации и защиты более мощных линий электропередач применяются релейные устройства. В маломощных сетях допускается использование ВН без предохранителей.

Существуют компактные выключатели нагрузок до 100 А, которые легко монтируются в распределительных устройствах. Такие рубильники внешне похожи на конструкцию автоматического выключателя (см. рис. 2) и устанавливаются на входах сетей многоквартирных и частных домов. Они управляются только вручную и не отключаются при достижении тока срабатывания защиты.

Рис. 2. Маломощные выключатели нагрузки

Наличие модульного выключателя мощности не исключает необходимости защиты проводки в аварийных режимах другими способами. В частности, аварийное отключение домашней электрической сети обеспечивают автоматические пакетные выключатели, но использовать их для частого отключения нагрузки не рекомендуется из-за быстрого износа контактов. В этом смысле переключатель нагрузки более надёжен, так как его контакты рассчитаны на такие режимы работы.

Преимущества и недостатки

У рассматриваемых коммутационных аппаратов есть сильные и слабые стороны.

К преимуществам относятся:

меньшая себестоимость, по сравнению с другими видами выключателей;
быстрое и надёжное включение и отключение номинальных токов нагрузок;
возможность применения дешёвых плавких предохранителей для защиты от перегрузок;
наличие у высоковольтных ВН видимого разрыва контактов, что позволяет обходиться без дополнительного разъединителя.

Недостатки:

ограниченный ресурс эксплуатации;
разрыв цепи возможен только для токов, в пределах номинальных значений мощностей;
после срабатывания предохранителя необходима его замена.

Устройство и принцип работы

Конструкция высоковольтного выключателя нагрузки очень напоминает устройство трехполюсных разъединителей. На раме расположены поворачиваемые в вертикальной плоскости подвижные ножи, имеющие серповидную форму. Они входят в камеру, где расположены неподвижные контакты.

Управление поворотом ножей осуществляется с помощью механизмов, ручных приводов, либо полуавтоматических устройств. Электромагнитный привод, использующий соленоид обеспечивает дистанционное отключение нагрузки высоковольтных приборов, а в отдельных случаях работу в автоматическом управлении.

На рисунке 3 представлен чертёж трёхполюсного ВН с ручным приводом.

Рис. 3. Чертёж выключателя нагрузки ВНА

Обратите внимание (рисунок слева) на то, что в конструкции предусмотрено установку предохранителей, которые не показаны на чертеже. Все токоведущие части отделены от рамы мощными изоляторами (рисунок справа).

Для обеспечения необходимой скорости разъединения контактов применяются пружинные механизмы. При повороте вала пружина накапливает потенциальную энергию, которая в определённый момент высвобождается, направляя накопленную мощь на движение ножей. Пружинный механизм хорошо виден на рисунке 4.

Рис. 4. Выключатель нагрузки ВНА с пружинным механизмом

В комплект выключателя нагрузки могут входить стационарные ножи заземления. Эти элементы дополнительной защиты имеют механизмы блокировки от ошибочных действий персонала.

Главное отличие ВН от разъединителей – это наличие дугогасительных устройств, обеспечивающих сохранность неподвижных и подвижных контактов при коммутации. Гашение электрической дуги, которая неизбежно зажигается при отключении или включении нагруженной цепи, происходит в дугогасительных камерах, оборудованных вкладышами, изготовленных из полимеров. Дуги гасятся потоком продуктов испарения вкладышей, образующихся под действием высоких температур возникающего разряда.

В зависимости от конструкции ВН принцип гашения может отличаться. Следует помнить, что камеры гашения не обеспечивают абсолютного отсутствия дуги, которая, хоть и на очень короткий период времени, всё-таки возникает. Задача состоит в том, чтобы как можно быстрее подавить разрастание разряда, устранив условия для его существования.

Эффект гашения достигается различными способами: путём сдувания ионизированного воздуха с контактов, заполнением камер специальными смесями газов или созданием вакуума. В зависимости от принципа подавления дуги различают разные типы выключателей.

Виды

По способу гашения дуги в камерах, ВН подразделяются на следующие виды:

автогазовые;
элегазовые;
вакуумные;
воздушные;
масляные;
электромагнитные.

Автогазовый (газогенерирующий) выключатель

Устройство предназначено для оперативной коммутации силового электрооборудования. Подавление дуги происходит под действием газов, генерируемых в камере гашения. Вкладыш из мочевиноформальдегидной смолы или из полиметилметакрилата, расположенный внутри камеры, в момент коммутации дугогасительных контактов молниеносно нагревается. Под действием высокой температуры происходит испарение верхнего слоя полимера, а образовавшийся поток газов интенсивно гасит электрическую дугу.

Условие для испарения вкладыша создают дугогасительные контакты, запуская процесс «продольного дутья». Во включенном состоянии номинальный ток протекает по основным контактам.

Автогазовые ВН активно используются в России и в странах СНГ. Они применяются на подстанциях, устанавливаются в распределительных устройствах электросетей 6 – 10 кВ с изолированной нейтралью. В основном их монтируют там, где экономически не выгодно применять установки другого типа, а использование разъединителей запрещено правилами ПУЭ.

Данный тип выключателей имеет самую низкую стоимость и высокую ремонтопригодность. Эти преимущества способствуют росту популярности газогенерирующих выключателей.

Вакуумный высоковольтный выключатель

Очень эффективное, но дорогое устройство, позволяющее выключать не только номинальные токи нагрузки, но и сверхтоки при КЗ. Контакты вакуумных выключателей находятся в вакуумной камере со сверхнизким давлением (порядка 10-6 — 10-8 Н/м). Отсутствие газа создаёт очень большое сопротивление, что препятствует горению дуги.

При размыкании/замыкании контактов дуга всё-таки возникает (за счёт образования плазмы из паров металла контактов), но она практически мгновенно, гаснет, в момент перехода через ноль. В течение 7 – 10 мк/с пары конденсируются на поверхности контактов и на других деталях камеры.

Существуют разновидности:

вакуумные выключатели до 35 000 В;
устройства для напряжений, превышающих 35 кВ;
вакуумные контакторы для сетей в 1000 В и выше.

Основные достоинства:

работа выключателя в любом положении;
коммутационная износостойкость;
стабильная работа;
пожарная безопасность.

Из недостатков можно выделить сравнительно высокую стоимость из-за сложности технологии производства камер.

Элегазовые ВН

В коммутационных аппаратах данного типа для гашения дуги используется элегаз. Работает устройство по принципу автогазовых выключателей, но вместо воздуха для гашения дуги применяется шестифтористая сера (SF6) с добавками других газов.

В корпус камеры гашения из герметической ёмкости поступает элегаз, который не выбрасывается в атмосферу, а используется повторно. Различают колонковые и баковые устройства (см. рис. 5).

Рис. 5. Баковый элегазовый ВН

В конструкциях таких выключателей используется встроенные трансформаторы тока. Современные элегазовые ВН могут работать в распределительных устройствах сверхвысокого напряжения, достигающего 1150 кВ.

Условное обозначение и маркировка

Для маркировки выключателей нагрузки используются буквенные и цифровые символы, сгруппированные по группам:

ВН Х-Х-00/0-0 хх 0 Х0.

Заметим, что приведённая структура обозначения может отличаться в маркировках разных типов конструкций.

Рассмотрим один из вариантов.

Первая группа букв содержит информацию о типе выключателя. ВН – выключатель нагрузки. Иногда буква Н отсутствует, а на её месте, а чаще всего Х на второй позиции обозначает тип изделия либо вариант исполнения.

Буквенное обозначение типов конструкции:

М – масляный;
ММ – маломасляный
А– автогазовый.

(Элегазовые рубильники имеют свою структуру обозначения).

Буквенное обозначение вариантов исполнения:

М – модернизированный;
П – пружинный привод;
Р – ручной привод;
Э – электромагнитный.

Х на третьей позиции может обозначать расположение привода:

П – правое;
Л – левое.

На четвёртой позиции (00) цифры, указывающие номинальное напряжение в кВ.

5 позиция (/0) – номинальный ток отключения, в кА.

6 позиция (0) – номинальный (сквозной) ток выключателя.

7 позиция (хх) – расположение заземляющих ножей (иногда климатическое исполнение). п – за предохранителями, в – со стороны контактов заземления.

8 позиция (0) – обозначает тип устройства подающего команды для отключения (при наличии).

9 позиция (Х0) – климатическое исполнение и категория размещения.

Пример: маркировка ВВЭ – 15 – 25/ 680 – УЗ означает: Выключатель вакуумный, с электромагнитным приводом, рассчитанный на напряжение 15 кВ, ток термической стойкости – 25 кА, номинальный ток ВН – 680 А, применяется в условиях умеренного климата, предназначен для внутренней установки.

На рисунке 6 приведён пример обозначения на схеме.

Рис. 6. Обозначение на схемах

Отличие от автоматического выключателя

Основной признак отличия от автоматического выключателя в том, что рассматриваемые устройства не могут работать в автоматическом режиме. Для отключения ВН требуется вмешательство оператора – с помощью ручного привода или дистанционно (в зависимости от конструктивного исполнения). Автоматический выключатель размыкает цепь при достижении тока срабатывания защиты.

Отличить устройства можно по их маркировке и по внешнему виду.

Технические параметры

Выключатели нагрузки характеризуются тремя важными параметрами:

номинальным напряжением;
током термической стойкости;
номинальным током ВН.

Другие параметры учитываются исходя из условий расположения, желаемого способа коммутации и выбора типа исполнения.

В качестве примера приводим таблицу параметров для ВН:

Тип изделия	U ном, кВ	Тип предохранителя	I ном. предохранителя, кА	максимальный ток, кА	Масса (без привода), кг
ВНП-3	3	ПК-З	80	31,5	50
200	31,5	55
ВН-16	6	—	—	—	36
10	—	—	—	36
ВНП-16	6	ПК-6	50	20	62
80	20	64
160	20	78
ВНП-16	10	ПК-10	32	12,5	52
50	12,5	65
100	12,5	79
ВНП-17	6	ПК-6	50	20	62
80	20	64
160	20	78
ВНП-17	10	ПК-10	32	12,5	52
50	12,5	65
80	12,5	79

Технические параметры других типов выключателей нагрузки можно узнать у продавца или из других источников информации.

Подключение

На линиях электропередач ВН размещают перед силовыми трансформаторами. Если техническая документация предусматривает наличие разъединителей – они устанавливаются после ВН.

В многоквартирной электросети ВН устанавливаются в распределительных щитках (если есть доступ) или в другом доступном месте, отдельно на каждую квартиру.

В производственных цехах мини рубильник целесообразно устанавливать возле каждого станка, для обеспечения возможности экстренного его отключения.

В бытовой электросети выключатели нагрузки устанавливаются, как правило, перед счётчиком, хотя могут монтироваться и после прибора учёта. Но обязательно перед защитными устройствами – автоматами, пробками и т. п. В качестве примера приводим схему подключения ВН в однофазной сети.

Рис. 7. Схема подключения ВН в домашней сети

Полезное видео по теме

//www.youtube.com/embed/gXNj7OhXCDs?feature=oembed

Установка одноклавишного выключателя

При монтаже или ремонте домашней электропроводки неизбежно возникает необходимость в установке или замене выключателей света. Такие работы не представляют особенной сложности и вполне могут быть выполнены неспециалистом, имеющим понятие о том, что представляет собой схема подключения светильника и каких правил электробезопасности следует придерживаться при ее монтаже. Именно поэтому перед тем как приступать к выполнению подобных работ следует предварительно разобраться, как подключить выключатель света.

Применение одноклавишных устройств целесообразно в тех случаях, когда необходимо организовать коммутацию провода, через который получает питание одна лампочка или светильник. Если нужно подключить люстру, имеющую в своем составе большое количество светильников, то лучше использовать многоклавишное устройство. Другим случаем, в котором предпочтительнее использовать двух- или трехклавишные выключатели является ситуация, когда с помощью такого устройства необходимо обеспечить включение лампочек в разных помещениях, например, в коридоре, ванной и туалете.

Необходимые инструменты и материалы

Перед тем, как приступить к работам по установке одноклавишного выключателя, необходимо позаботиться о наличии таких инструментов и расходных материалов:

Выключатель.
Подрозетник.
Светильник с лампой.
Изолента.
Нож для зачистки изоляции.
Индикаторная отвертка.

В том случае, если до установки коммутационного устройства не сделана разводка проводов и не выполнен монтаж подрозетника, придется запастись такими дополнительными инструментами и материалами:

Алебастр.
Шпаклевка.
Распределительная коробка. Эта деталь нужна только тогда, когда необходимо смонтировать новую проводку в помещении. В противном случае нужно просто найти ближайшую установленную коробку и через нее подключить светильник и выключатель.
Перфоратор.
Емкость для размешивания шпаклевки.
Болгарка с кругом по бетону.
Стремянка.
Шпатель.
Провода.

Виды одноклавишных выключателей

По способу установки различают два вида таких устройств: внутренний и накладной. Их принцип действия не имеет различий и заключается в том, что при нажатии на клавишу происходит замыкание или размыкание электрической цепи.

Изделие накладного типа используется главным образом в помещениях с деревянными стенами. Его главное достоинство – это предельная простота установки. Такое устройство легко может быть применено в качестве временного выключателя, который устанавливается с целью избежания масштабных ремонтных работ, чреватых большими финансовыми затратами.

Встроенная модель, несомненно, выглядит более компактной и эстетически привлекательной, чем ее предыдущий аналог. Однако для ее установки необходимо обеспечить скрытую проводку. Такие работы предусматривают необходимость штробления стен для прокладки электрических проводов, что чревато большим количеством пыли и повреждением облицовки стен. Именно поэтому установку встроенных розеток и выключателей стараются совместить с выполнением ремонтных работ в квартире.

Внутреннее устройство одноклавишного выключателя

Одноклавишный выключатель состоит из следующих основных частей:

Рабочий механизм. Является основной частью устройства. Он включает в себя привод клавиши, установленный на металлической рамке. Для крепления всей конструкции в подрозетнике рамка имеет пару раздвижных лапок. Подключение электрических проводов осуществляется через специальные контакты. Установка рабочего механизма выполняется таким же образом, как и монтаж электрической розетки.

Пластиковая клавиша. Служит для удобства включения и отключения контактов устройства.
Декоративная рамка. Этот элемент изготавливается из диэлектрического материала и выполняет также функцию защиты от поражения электрическим током. Рамка может крепиться к основной части с помощью пластиковых защелок или металлических болтов.

Несколько более сложным является устройство выключателя с подсветкой, который обладает неоспоримым преимуществом – его отлично видно в темноте. Такая функция не только избавляет человека от необходимости шарить в потемках в поисках выключателя, а и дает возможность использовать это устройство в качестве своеобразного ночника.

Различают также модульные и влагозащищенные выключатели. Модульные устройства предназначены для установки в кабель-канал и применяются главным образом для подключения светильников в офисных помещениях. Что касается влагозащищенных моделей, то их использование целесообразно в помещениях с повышенной влажностью воздуха, например, в санузлах, ванных комнатах или на улице при подключении наружных светильников.

Схема подключения одноклавишного выключателя

Главным правилом, которое должно соблюдаться при монтаже коммутационных устройств, является необходимость их установки на фазном проводе. Другими словами, при отключении с помощью такого устройства лампочки, светильника или другого потребителя на его входе пропадает фаза. Это дает гарантию защиты от случайного поражения электрическим током в случае нарушения изоляции электропроводки или при касании открытых токоведущих частей.

Если выключатель подключен правильно, то при его отключении можно безо всякого риска менять перегоревшие лампочки и выполнять работы по техническому обслуживанию светильника.

Установка выключателя света выполняется по схеме, которая представлена на рисунке.

Как видно из схемы, никаких сложностей правильное подключение выключателя света не вызывает. На рисунке также указан заземляющий провод, идущий через распределительную коробку к светильнику. В электрических проводках домов старой постройки такой проводник может отсутствовать.

Для правильного соединения проводов в распределительной коробке лучше лишний раз проверить чтобы проводник, идущий через выключатель к светильнику, был именно фазным. Сделать это проще всего с использованием обыкновенной индикаторной отвертки.

Несколько более сложной является проходная схема подключения одноклавишного выключателя, которая используется для обеспечения удобства пользования освещением, например, в длинных коридорах или для подключения наружных светильников. Пользуясь этой схемой, можно обеспечить включение и выключение таких светильников при помощи двух расположенных в разных местах выключателей.

Как видно из схемы, в ней предусмотрено два различных пути прохождения тока через два установленных в цепи выключателя. Питание светильников осуществляется только в том случае, если контакты выключателей замыкают проводники одной и той же ветви. Этого может быть сделано путем изменения положения клавиши любого из них.

Порядок выполнения работ по установке

Перед установкой выключателя необходимо сделать прокладку электрических проводов, соединяющих светильник, распределительную коробку и сам выключатель.

Если монтируется устройство встроенного типа, то нужно предварительно установить подрозетник, выпустив из него примерно 10 см провода. Это должно быть сделано для удобства подсоединения провода к контактам выключателя.

Установка подрозетника (коробки) осуществляется таким же образом, как и в случае с подключением электрической розетки. После высверливания углубления в стене подрозетник закрепляется в нем при помощи алебастра.

Если все подготовительные работы уже сделаны, то можно приступать к установке выключателя.

Пошаговая инструкция по правильной установке одноклавишного выключателя выглядит следующим образом:

При установке выключателя с подсветкой все работы выполняются таким же образом, как и при подключении обыкновенного устройства. Единственным отличием является необходимость присоединения к контактам выключателя небольшой электрической цепи, состоящей из токоограничивающего резистора и неоновой лампочки или светодиода.

Принцип действия такой подсветки достаточно прост. Благодаря большому сопротивлению резистора при замкнутых контактах выключателя электрический ток практически не проходит через светодиод. Зато при размыкании рабочих контактов выключателя цепь подсветки становится единственным путем, через который возможно прохождения тока.

Следует заметить, что при выборе коммутационного устройства, предназначенного для работы с энергосберегающими лампами, нужно обращать внимание на элементы подсветки. Если в ней используется светодиод, то лампа в светильнике может немного мигать в выключенном состоянии.

Правила электробезопасности при установке выключателей

Чтобы избежать поражения электрическим током в процессе монтажа и эксплуатации выключателя света, необходимо четко придерживаться следующих правил:

Не работать под напряжением. Перед выполнением любых действий с электрической проводкой необходимо отключить автомат на вводе в квартиру. Единственный случай, при котором может понадобиться его включение, это определение фазного и нулевого провода в распределительной коробке.
Правильное подключение устройства должно быть сделано так, чтобы при его работе размыкался фазный провод.

Таким образом, установка одноклавишного выключателя света не представляет особенной сложности. Для правильного монтажа подобных устройств не нужно обладать огромным опытом или каким-то специальным мастерством. Вместе с тем, к любым работам, проводимым в электрической проводке квартиры, следует относиться чрезвычайно ответственно.

Модульные автоматические выключатели. Устройство и принцип работы

Пишет Le-Capitaine в сообществе Гильдия Электриков.

Модульные автоматические выключатели (далее автоматы) нашли широкое применение в различных электроустановках, от промышленных до бытовых, благодаря своей компактности, простоте конструкции (следовательно надёжности) и невысокой стоимости. Производители выпускают достаточно широкую линейку модульных автоматов с различным числом полюсов (от 1-го до 4-х) на различные номинальные токи, до 125А включительно. Модульными их называют потому, что производятся они в виде одинаковых, по габаритным размерам и принципу устройства, однополюсных модулей, из которых собираются 2-х, 3-х и 4-х полюсные автоматы (т.е. многополюсные автоматы не имеют цельного корпуса, а состоят из соответствующего количества однополюсных модулей). Ширина модуля стандартизирована и равна 17,5 мм. Некоторые модели автоматов имеют ширину корпуса большую, чем ширина стандартного модуля, но, как правило, производители стремятся соблюдать кратность стандартной ширины, что облегчает проектирование внутренней компоновки щитов и шкафов. Кратность при этом может быть дробной с шагом 0,5, например, 1,5, что означает ширину корпуса равную 26,25 мм (на практике 26,5 мм, что несущественно):

Крайний правый автомат имеет более широкие модули

Увеличенная ширина корпуса обусловлена, в первую очередь, повышенной отключающей способностью таких автоматов.Независимо от номинального тока, на который рассчитан автомат, от его отключающей способности, время-токовой характеристики, а так же рода тока (переменный или постоянный), принцип его работы и принцип устройства его узлов одинаков. Все вышеперечисленные параметры определяются конструктивными особенностями отдельных функциональных узлов автомата, которые не оказывают никакого влияния на сам принцип их работы. Фото ниже демонстрирует сказанное:

Сверху вниз: AC -10А: DC — 2А; АС — 2А

У представленных автоматов конструктивно отличаются лишь электромагниты (разное число витков и сечение провода), тепловая защита (биметаллическая пластина), устройство гашения дуги (форма дугогасительной камеры, дугогасительная решётка, взаимное расположение проводящих элементов). Остальные элементы конструкции автомата идентичны друг другу, что позволяет существенно упростить (удешевить) их производство за счёт унификации отдельных узлов и деталей.

В модульных автоматах одновременно реализовано два вида защиты: тепловая и электромагнитная.

Тепловая защита (её принято называть тепловым расцепителем) выполнена на биметаллической пластине:

Её свойства таковы, что при нагреве, за счёт разного коэффициента линейного расширения входящих в неё металлов, одна сторона пластины удлиняется больше чем другая. Как следствие, это приводит к её изгибу. Изгиб тем больше, чем выше степень нагрева пластины. Поскольку один конец пластины жёстко зафиксирован, то благодаря тому, что другой конец пластины свободен, при достаточной степени изгиба, она способна воздействовать посредством подвижной скобы на механизм расцепителя:

//www.youtube.com/embed/DnAlJbv2Cwk?wmode=opaque&rel=0

Нагрев биметаллической пластины обусловлен током, который протекает либо непосредственно через неё, либо, как в случае на фото выше, через опоясывающий её змеевидный проводник. Тем самым подчеркнём, что, несмотря на то, что именно электрический ток вызывает нагрев пластины, степень её нагрева определяется не только величиной тока, но и теплообменом с окружающей средой, и временем, в течение которого протекает этот ток. Очевидно, что часть тепла пластина успевает отдавать в окружающее пространство и скорость теплообмена тем выше, чем больше разница температур окружающей среды и самой пластины. Т.е., при одной и той же величине тока, но при различной температуре окружающей среды, за один и тот же промежуток времени, пластина получит неодинаковую степень нагрева, а следовательно, и степень изгиба. Или, для того чтобы пластина одним и тем же током, но при различной температуре окружающей среды получила одинаковую степень изгиба (например, такую, при которой сможет оказать воздействие на механизм расцепителя), потребуется разное время, однако, при определённых величинах тока и температуры, этого может вовсе не случиться. В качестве аналогии можно представить процесс кипячения воды на морозе, если мощность, скажем кипятильника, недостаточна, вода не закипит никогда, хотя и будет продолжать греться. В связи с этими обстоятельствами, производители оговаривают, что тепловой расцепитель рассчитан на определённый номинальный ток при том условии, что температура окружающей среды равна 30С (иногда эта цифра может быть иной и поэтому всегда будет не лишним посмотреть техническую документации на конкретную модель). Кроме того, из-за разброса различных параметров элементов теплового расцепителя при их производстве, невозможно получить тепловые расцепители с абсолютно одинаковыми характеристиками их работы и, для более точной подстройки, на производстве используют винт юстировки, с помощью которого возможно в некоторой степени сузить разброс, но не свести его к нулю.

На основании изложенного можно сделать вывод:

работа теплового расцепителя зависит от температуры окружающей среды и может иметь достаточно продолжительное время реакции с момента возникновения тока, превышающего номинальный, до момента срабатывания механизма расцепления, от секунд до десятков минут, в зависимости от величины этого тока.

Электромагнитная защита (её принято называть электромагнитным расцепителем или мгновенным расц

Как сделать проходной выключатель из обычного своими руками

Проходным выключателем называется устройство, с помощью которого можно управлять одним источником света из различных мест. Эти приспособления устанавливаются в длинных коридорах, а также в переходах и на лестницах. В последнее время их все чаще стали использовать в спальнях: один переключатель на входе в помещение, а второй – около кровати. Удобство их заключается в том, что для того, чтоб выключить свет в коридоре или комнате, нет нужды возвращаться. Используются они и в кабинетах: в этом случае, усевшись за стол и включив настольный светильник, можно, не вставая с рабочего места, погасить верхнюю лампу. В этой статье речь пойдет о том, как сделать проходной выключатель из обычного самому.

Особенности проходного выключателя

В отличие от обычного двойного выключателя, проходной имеет три контакта. Эти устройства соединяются между собой посредством трехжильного кабеля, который может проходить открыто снаружи, а может быть спрятан внутрь стены в проштробленную канавку.

Подключение осуществляется таким образом, чтобы нулевой провод шел к источнику света, а фаза – в разрыв электроцепи к выключателю. Нулевой кабель идет через коробку электрораспределения на лампу, фаза – на вход.

К выходу подключается два кабеля, и посредством перемычки происходит попеременное замыкание электрической цепи. Эти провода подключаются ко второму переключателю, и один из них выходит дальше, на светильник. Таким образом, осуществляется переброска электричества с первой линии на вторую.

Такое устройство, как выключатель тройной проходной, сегодня имеется в свободной продаже, вот только стоимость его достаточно велика. И если у вас нет желания переплачивать немалые деньги, можно сделать проходной выключатель своими руками. Для этого не понадобится ни специального инструмента, ни каких-то особых профессиональных навыков.

Внешне проходной выключатель неотличим от обычного, и может иметь одну или более клавиш переключения. Разница между ними заключается во внутреннем устройстве. В домашних условиях обычно используются маршевые выключатели с одной клавишей. Впрочем, переходное устройство правильнее называть переключателем, поскольку оно предназначено для переключения электроцепей. Если помещение имеет большую площадь, может понадобиться приспособление с несколькими клавишами.

Переделка: порядок действий

Переработка обычного выключателя в проходной заключается в добавлении третьего контакта. Для этой операции нам желательно иметь два выключателя, сделанных одним производителем: на одну и на две клавиши.

По размеру они не должны отличаться друг от друга. При покупке двухклавишного устройства нужно обратить внимание, имеется ли возможность поменять клеммы местами таким образом, чтобы замыкание и размыкание каждой из цепей происходило независимо от другой. Таким образом, одно из положений клавиши переключателя будет соответствовать включению первой цепи, другое – второй.

Теперь переходим непосредственно к самой работе по переделке устройства:

Ослабляем зажимы подходящих кабелей, а также винты распорок подрозетника – это нужно для того, чтобы вытащить выключатель из гнезда в стене. Естественно, электричество при этом должно быть выключено. Желательно также определить при помощи щупа местонахождение фазы и сделать соответствующие метки на пластиковой изоляции провода. Это позволит максимально облегчить обратный монтаж приспособления.
Сняв выключатель, переворачиваем его на обратную сторону, разгибаем корпусные зажимы и извлекаем электрическую часть. При помощи обычной отвертки это можно сделать за две-три минуты. Затем толстой шлицевой отверткой вынимаем толкатели-пружинки, находящиеся в станине. Тонкой отверткой сделать это не получится. При извлечении толкателей будьте аккуратны и не торопитесь, чтобы не поломать и не погнуть элементы.

С торцов демонтированной части выключателя имеется два зубца – их нужно поддеть при помощи шлицевой отвертки.
Переходим к основному этапу процедуры. На керамической основе устройства имеется три группы контактов: общие, индивидуальные и подвижные (коромысла). Один из контактов-коромысел должен быть развернут на 180 градусов, после чего одну контактную площадку, относящуюся к общей группе, нужно срезать (изолировать после этого не нужно). После этого ранее снятая часть изделия устанавливается на место.

Затем клавишу с одинарного выключателя снимается и устанавливается на переделанное двухклавишное устройство. Если одинарного выключателя у вас нет, можно две кнопки склеить между собой. Проще всего это сделать с помощью специального пистолета. Теперь при замыкании контактов одной цепи другая повиснет в воздухе.

Как видно из вышеописанного, процедура достаточно несложна и не отнимет у вас много времени.

Недостатки проходных выключателей

Необходимо отметить, что эти устройства в силу своей специфики имеют небольшие недостатки:

Невозможно определить, выключено или включено устройство, по расположению его клавиш.
Нельзя одновременно из разных мест включать или выключать лампу.

Эти незначительные минусы никак не сказываются на работе устройства и вряд ли могут повлиять на решение про их установку или самостоятельное изготовление, но надо быть готовым, что в первое время после установки переключателя может возникать некоторая путаница.

Наглядно процесс переделывания обычного выключателя в проходной на видео:

Если нет желания разбирать выключатель, то в следующем видео рассмотрен способ подключения напрямую. Он не так эффективен как первый, но как вариант в случае крайней необходимости может пригодиться:

Заключение

Проходной переключатель, как приобретенный в магазине, так и сделанный самостоятельно – очень удобное приспособление. Включение и выключение осветительного прибора из разных мест позволяет избежать необходимости возвращаться из одного конца помещения в другой только для того, чтобы щелкнуть клавишей.

В этом материале мы подробно разобрались с тем, как можно переделать обычный выключатель в проходной. При определенной сноровке вы не только сэкономите свои финансы, но и сами сделаете вполне работоспособный и аккуратный переключатель, практически ничем не уступающий фабричному. Применять его можно точно так же, как и заводское изделие. А похвастаться наличием такого самодельного устройства в своем доме может далеко не каждый, поэтому для вас это будет дополнительным поводом гордиться собой.

тип установки, крепление проводов и способ управления

При монтаже освещения используются различные виды выключателей, которые подбираются в зависимости от параметров осветительного оборудования и дизайна интерьера. Чтобы выбрать подходящую модель, надо знать какие бывают выключатели – в чем их различие по способу монтажа, подключению и принципу действия.

Скрытый и наружный способы установки

Самое первое c чем придется определиться – какой нужен выключатель по типу установки, которая может быть внутренний или наружной.

В первом случае монтаж производится внутри стены, для чего в ней вырезаются отверстия соответствующего размера. Этот вид устройств используется чаще всего, так как преимущественно проводка прокладывается скрытым способом.

Наружные выключатели применяются либо в деревянных домах, в которых проводка чаще всего делается открытого типа, или когда приборы освещения прокладываются по временной схеме – в этом случае чтобы не резать стены провода прокладывают на их поверхности.

В плане дизайна выключатели для скрытого монтажа более привлекательны, так как на стене видно только их лицевую часть.

Крепление проводки к клеммам выключателей

Для установки в бытовых системах освещения применяются только две разновидности креплений проводки к контактам выключателей – винтовая и безвинтовая.

Винтовое соединение это стандартный более привычное привычный способ крепления когда провод вставляется в клемму, которая болтом притягивается к основанию. У этого метода крепления есть один недостаток – под воздействием электрического тока все проводники немного вибрируют, поэтому со временем такое соединение может ослабнуть, особенно если жила многопроволочная.

Безвинтовое соединение это по сути зажим на пружине – в который провод вставляется и затем фиксируется. Форма зажима препятствует самопроизвольному выпадению вставленной в него жилы, а пружина нивелирует вибрации вызываемые током, поэтому такое соединение не нуждается в периодическом подтягивание контактов.

К недостаткам безвинтовых соединений относятся малая площадь контакта между проводом и зажимом и то, что они не рассчитаны на подключение алюминиевых проводов.

В случае крайней необходимости алюминиевые провода использовать все же можно, но для этого придется дополнительно купить специальную смазку, которой надо покрыть провода перед их фиксацией в зажимах.

На практике нет особой разницы между использованием тех или иных выключателей так как современные осветительные устройства обладают невысокой мощностью. Следовательно ток через клеммы проходит небольшой и не оказывает заметного влияния ни на болтовые соединения ни на зажимы.

Способ включения

Зачастую это основной критерий, по которому выбираются выключатели. Кроме различий во внутренней начинке, способ подключения напрямую влияет на дизайн устройства – будет он универсальным, под стиль ретро или наоборот – какой-либо из современных направлений.

Стандартные клавишные

Это наиболее распространенный вид выключателей. Изготавливают их для наружной и внутренней проводки – они отличаются простотой конструкции и удобством в использовании. Принцип действия максимально упрощен – внутри такого устройства находится механический двухпозиционный переключатель, который замыкает либо размыкает электрическую цепь.

Зачастую из одной точки включают несколько приборов освещения – например, это могут быть туалет и ванная, или просто разные лампы на одной люстре, для чего нужно несколько выключателей. Чтобы не загромождать пространство стены, делают выключатели с двумя, тремя и более клавишами.

В свою очередь к такому типу можно отнести следующие виды выключателей света:

Кнопочные

Их контакты действуют в паре с пружинным механизмом – при нажатии кнопки они замыкаются, а при повторном нажатии происходит размыкание цепи. Изначально такие выключатели устанавливались на настольных лампах, а затем такой механизм стал устанавливаться и на настенных моделях. По стоимости они несколько дороже стандартных клавишных выключателей, но это компенсируется некоторой нестандартностью решения.

Веревочные

По сути это несколько переделанный вариант кнопочного выключателя – к нему добавлен рычаг, одно плечо которого нажимает на кнопку, а к другому подсоединена веревка (цепочка).

Чаще всего такие устройства используются как дизайнерский ход, но они имеют и некоторые практические преимущества: их гораздо проще найти в темноте, а также к ним легче добраться ребенку.

Поворотные

Принципиально их электрическая схема ничем не отличаются от клавишных – они также имеют только два положения, но включение и выключение освещения происходит после поворота ручки на корпусе. Используются они достаточно редко, но все еще популярны при создании открытой электропроводки в стиле ретро. В отличие от двух и трехклавишных, конструкционно поворотный выключатель предполагается только в одиночном исполнении.

Ползунковые

Самая простая конструкция – при перемещении ползунка соединяются контакты и замыкается цепь. При обратном движении ползунка защелка перестает удерживать контакты и они разъединяются под действием пружины. По ряду причин используются только для включения переносных приборов – для стационарного освещения практичнее применять другие конструкции.

Выключатели проходные

По сути, это не выключатели, а двухпозиционные переключатели, которые замыкают одну либо вторую ветку электрической цепи. Основа их электросхемы – три контакта: один на входе и два на выходе – переключения замыкают входящий провод с одним из исходящих. Особенность их конструкции позволяет при использовании двух переключателей собрать схему, в которой один источник освещения будет включаться и выключаться из двух разных мест.

Внешне такие выключатели ничем не отличаются от стандартных клавишных, но есть одна особенность по способу включения.

Если обычные имеют строго обозначенные положения «вкл-выкл», то у проходных они могут постоянно меняться.

К примеру, есть два выключателя, клавиши обоих находятся в положении «вниз» и освещение выключено. Когда в первой точке переключить клавишу вверх, то свет включится. Затем надо выключить освещение во второй точке, для чего клавиша на ней тоже переключается (с нижнего положения на верхнее). Теперь чтобы включить свет в первой точке надо уже опустить клавишу в положение «вниз» и т.д.

Перекрёстные (реверсивные)

Сделаны для использования в паре с проходными переключателями, в том случае, если надо включать освещение из трех и более мест. Схема такого переключателя представляет собой четыре контакта – по два на входе и выходе. В одном положении входящие контакты замкнуты с соответствующими по расположению исходящими (1 с 3, а 2 с 4), а при переключении они меняются местами (1 идет на 4, а 2 на 3).

Из схемы видно, что в случае необходимости перекрестный переключатель можно использовать в качестве обычного выключателя, но так как стоимость его несколько выше стандартной модели, то целесообразность такого решения будет под вопросом.

Выключатели-светорегуляторы (Диммеры)

Второе название таких выключателей происходит от английского слова dimmer, что переводится как затемнение и исчерпывающе характеризует возможности этого класса устройств – плавное изменение уровня освещенности от максимального до полного выключения.

По сути это резистор переменного сопротивления который устанавливается в электрическую цепь последовательно к нагрузке.

Пример работы таких выключателей мог видеть каждый посетитель кинотеатра – когда свет понемногу начинает гаснуть, значит сейчас начнется фильм и надо поскорее занимать места, если не успели этого сделать заранее.

В домашних условиях такие выключатели будут полезны для установки нужной интенсивности освещения, ведь, к примеру, для чтения и просмотра телевизора яркость нужна разная.

Также полезным такой регулятор будет если в семье есть маленький ребёнок, которого может испугать неожиданная смена освещения.

Сенсорные

Такие типы выключателей изготавливаются на основе двух принципиально различных схем. Изначально они использовали наличие у человеческого тела наличие определенной электрической емкости – в основе такого устройства применяется конденсаторная схема. После прикосновения к контакту емкость изменялась и подавался сигнал на включение или выключение освещения. Даже в первоначальном варианте такой выключатель света позволял плавно регулировать уровень освещенности – если просто дотронуться до контакта, то лампа выключался сразу, а если удерживать палец на контактной пластине то постепенно.

Современные устройства оснащаются миниатюрными дисплеями, наподобие экрана мобильного телефона, а управление происходит посредством микросхемы. Это позволяет добавлять в такие выключатели дополнительными функциями: таймер, подсветка и т.п.

Акустические

Интересное решение, позволяющая без дополнительных устройство включать и отключать освещение из любой части комнаты. От какого устройства есть как несомненное преимущество такие очевидные недостатки, из-за которых рекомендуется рассмотреть возможность установки его в паре с другим выключателем.

К минусам относятся самопроизвольное срабатывание, например, если открывать шампанское или просто похлопать ребенку за рассказанный стих.

Если настройка или размещение выключателя произведены неудачно, то он не всегда будет срабатывать с первого раза – особенно этим грешат бюджетные модели.

Также надо учитывать, что рано или поздно свет надо будет включить бесшумно, а еще, такие выключатели не могут регулировать уровень освещенности.

Управляемые дистанционно

Эти устройства являются одной из ступеней развития концепции «умного дома». После установки таких выключателей, освещение можно регулировать посредством пульта дистанционного управления: включать, выключать, приглушать – полный набор функций зависит от производителя.

Так как все управление производится как с пульта, так и напрямую с выключателя, то недостатки такого устройства сведены к минимуму, а заключаются они в необходимости держать пульт под рукой и при этом стараться не сесть на него и избегать прочих механических воздействий.

Очевидно, что стоимость таких устройств будет на порядок выше, чем у стандартных выключателей.

Дополнительные функции

Выключатели для умного дома не ограничиваются просто функцией дистанционного управления – они изготавливаются в разнообразных вариациях, среди которых следующие:

Выключатели с подсветкой. Очень удобно видеть где он расположен, если заходить в темную комнату. Да и просто ночью огонек будет ориентиром, благодаря которому знаешь в какую сторону надо идти, если не включен ночник. Минус таких устройств в параллельном подключении светодиода – если прибором освещения выступает лампа дневного света (или экономка) со стартером, то через светодиод будет происходить постепенная зарядка конденсатора. Когда он будет полностью заряжен, то отдаст накопленное электричество лампе и она на короткое мгновение начнет светиться – обычно это очень раздражает.

Выключатели контрольные. Устанавливаются в том случае, когда лампа находится в одном помещении, а сам выключатель освещения в другом. На корпусе есть контрольная лампочка, которая загорается вместе с включаемым освещением – это позволяет издалека оценить, к примеру, не забыли ли выключить свет в ванной.

Выключатели-таймеры. Через некий заранее определенный промежуток времени после включения такой выключатель выключит свет. Чаще всего используется в прихожих, подвалах или туалетах. Продвинутые модели могут давать голосовые предупреждения, что скоро собираются выключить свет.

Выключатели с датчиком движения. Включают освещение, когда мимо них происходит перемещение какого-либо объекта, что существенно экономит электроэнергию – лампа светит не всю ночь, а несколько минут.

Недостаток бюджетных моделей – они способны обнаружить движение только в перпендикулярной плоскости, а если идти напрямую на датчик, то он будет считать, что ничего не происходит.

Выключатели с датчиком присутствия. Одна из самых продвинутых моделей – способна уловить инфракрасное излучение, что всегда исходит от человека, и на основании этого определить, что в помещении требуется включить освещение. Соответственно, свет не отключится, пока человек будет находиться в комнате, поэтому в спальне такой выключатель можно ставить, только если он дополнительно оборудован пультом ДУ.

По каким критериям надо выбирать выключатель на следующем видео:

Как итог – стандартные выключатели это далеко не все, что может предложить рынок осветительных приборов. Чтобы сделать правильный выбор надо оценить свои потребности и готовность мириться с возможные недостатками, которые есть у каждого из видов бытовых выключателей. Также стоит помнить, что эти приборы устанавливаются не на один год и в доме их не так много. Поэтому, если вопрос бюджета не стоит слишком уж остро, то экономия на хороших выключателях вряд ли будет оправданной.

О проходных выключателях: особенности квартирного проходного выключателя

Такие переключатели делают управление освещением и электроприборами удобнее, так как оно осуществляется из двух мест. Рассмотрим, как подключить проходной выключатель вместо старой схемы и его преимущества.

Внешний вид переключателей

Применение таких выключателей позволит управлять освещением и другими электроприборами, включать или выключать их из 2 или 3 мест. Например, в гостиной комнате 2-мя выключателями можно включать люстру с разных мест. Этот метод можно использовать и для других осветительных приборов. Выключатель располагается в любом подходящем месте. Места расположения в квартире выключателей определяются по желанию хозяина помещения, ограничений в количестве нет. Использование переключающих устройств не только добавит удобство в управлении, но и увеличит расключения в распределительной коробке. Внешний вид таких выключателей показан на рис. выше.

Устройство и разновидности

По внешнему виду конструкции они такие же, как обычные, разнообразие возможно только по дизайну. По внешнему виду разница только в маркировке (рис. выше): на проходных изображено 2 треугольника, расположены они вертикально, а на промежуточном – горизонтально.

По принципу работы проходной похож на обычный. Разница только в конструкции контактной группы. У простых переключателей группа электроконтактов работает только на замыкание или размыкание цепи. Принцип работы проходного выключателя ничем не отличается от обычного. Разнятся они только в переключении входной цепи, то есть один вход на 2 выхода (направления).

Рассмотрим, как работает проходной выключатель. Например, перекрёстный выключатель имеет 2 группы клемм. Переключение происходит одновременно (синхронно). Таким образом, получается два входа на две выходные линии управления. Такая комбинация расширяет возможности управления нагрузками. Промышленность выпускает разнообразные переходные выключатели и продолжает работать над расширением ассортимента. Приобрести их можно от производителей:

Legrand Celiane – Франция;
Schneider Electric – Франция/Россия;
Merten – Германия;
Werkel – Швейцария;
CHINT – Китай;
Viko – Турция;
Livolo.

По назначению эти выключатели выпускаются следующих видов:

Одноклавишый – 1 вход и 2 выхода,
Двухклавишный – 2 группы: 1 вход и 2 выхода,
Переключающие – 2 входа и 2 выхода,
Переключающий с сенсорным управлением (клавиши отсутствуют).

По типу исполнения они выпускаются для внутренней и наружной электропроводки. Современная технология позволяет создавать выключатели с электронным управлением. Широко используются для включения и регулировки пульты управления. Начинает применяться сенсорное (электронное) управление. Выключатели фирмы Livolo выполняют ту же функцию, что и механические выключатели. Хотя, по сравнению с механическими, они современнее. Конструкция удобная для монтажа, в основном для внутренней установки. На передней стороне сенсорная панель похожа на панель телефона. Есть подсветка: включено – красный, выключено – синий. Кружечками обозначены места касания, соединяемые между собой 3 проводами: 1й вход – фаза, 2й – выход на следующий и третий Сом провод для синхронизации (управления) между выключателями.

Схемы подключения

К ним больше подходит название проходной переключатель, так как они переключают входную электроцепь. Переключающий выключатель иногда называют выключателем перекидным из-за реверсивного принципа работы. По конструкции они такие же. С такими переключателями можно сэкономить на оплате за электроэнергию, так как сокращается время работы потребителей электроэнергии.

По месту расположения его часто называют промежуточным или выключатель маршевый, например, на лестничной площадке или в длинном коридоре. Назначение и принцип работы выключателя при этом не меняются.

Начинать изменения в электропроводке нужно с составления электромонтажной схемы помещения. На схеме указать, сколько и где будут располагаться: выключатели, лампочки, люстры, бра, розетки, прожекторы. При этом учитывать свои пожелания и финансовые возможности, подсчитать количество и тип изделий. Чаще используется управление с помощью проходных выключателей с двух или трёх мест, можно и с большего количества, по необходимости. Схема подключения проходного выключателя с 3х мест на одну нагрузку изображена на рис. ниже.

Управление нагрузкой с 3х мест

Здесь все 3 переключателя равноправно включают или выключают лампу. Чем больше будет промежуточных, тем больше точек управления для любой нагрузки.

Если убрать промежуточный проходной выключатель, то получится управление с 2 разных мест, а если поменять на двойной, то проходной выключатель для бра может использоваться и для включения (выключения) второго освещения. Схема подключения двухклавишного проходного выключателя на 2 направления изображена на рис. ниже.

Схема включения нагрузок с 2-х мест

Таким образом, при подключении проходного выключателя или переключателя в разных вариантах, комбинируя количество переключателей, можно установить удобные места для управления имеющимися нагрузками. Для управления 3 приборами понадобится простой 3 клавишный. В свободной продаже таких нет, значит, их можно заменить простыми. Это позволит теми же выключателями управлять любой нагрузкой. Схема подключения тройного выключателя обычная. Трёхклавишный – включается в цепь после проходных и переключает напряжение на любую выбранную из 3 нагрузок. Если позволяет нагрузочная способность выключателей, то нагрузки можно включать в параллельном варианте.

Применение выключателей с электронным управлением не изменяет принцип управления. Люстры с пультом управления не требуют наличия выключателей. Они сами себя включают и выключают с пульта управления.

Проходной своими руками

Для самостоятельного изменения мест включения света необходимы элементарные знания в электротехнике: что такое электросхема, уметь читать и рисовать электрическую схему, умение пользоваться мультиметром, прозвонкой или контролькой, знать, в чём отличие фазы от нуля и напряжения от тока.

В целях экономии вы можете самостоятельно изготовить необходимый выключатель света. Чтобы определить, какой тип переключателя необходим, нужно нарисовать план-схему переделки. Монтаж для выключателя проходного аналогичный, как и для обычных. Увеличивается только количество проводов и скруток. Подключается всё по проекту.

Рассмотрим, как сделать проходной выключатель своими руками. Чаще всего собирают одноклавишный. Здесь несколько вариантов, например, собрать проходной выключатель из обычного. Ещё из вариантов – собрать из 2-х простых выключателей от производителя. Лучший вариант – это переключатели фирмы Lezard.

У продавца уточнить, есть ли у выключателей свободные места, для дополнительных клемм. Аккуратно разобрать и переставить 2 клеммы вместе с коромыслом и толкатель с пружинкой. Важно, чтобы при переключении 1-я группа замыкалась, а 2-я – размыкалась. С любой стороны соединить клеммы. Это будет вход, а противоположные – 2 выхода. На рис. ниже показан вариант расположения клемм после переделки.

Расположение клемм выключателя после переделки

Ещё дешевле использовать перекидной тумблер, ампер на 5-10. Можно использовать тумблер с реле на 220 вольт и коммутирующим током до 5 А. Другой вариант – использовать галетные переключатели, поворотные или кнопочные. Но такая конструкция более громоздкая.

Самостоятельно изготовить проходной надёжный выключатель проблематично. Можно использовать галетные переключатели с необходимым набором, реле с переключающими контактами на 220В и тумблером для включения реле.

Переключающие трёхклавишные применяется редко, и в свободной продаже таких нет, но заменить можно с применением электроники. Это уже обойдётся дороже, дешевле заказать готовый.

Наряду с электросхемой, необходимо нарисовать монтажную схему электропроводки, показать, где и как подключить тройной выключатель и все остальные переключатели и нагрузки. Она будет как шпаргалка, когда подсоединяете проводку, чтобы не перепутать провода.

При монтаже необходимо для надёжности использовать цветные провода и кабели. Необходимо придерживаться правил эксплуатации электроустановок (ПУЭ). Нулевой провод напрямую проложить к патрону, а фазный провод, чтобы прошёл на переключатели, чтобы отключалась фаза от светильника при выключенном свете. Заземляющий провод, как и нулевой, присоединить напрямую к нагрузкам. На этих проводах предусмотреть поменьше промежуточных скруток, делать только необходимые.

Все промежуточные соединения производить в распределительной коробке методом скрутки или специальными зажимами. Подсоединённые провода уложить в пластиковые каналы. Если возможно, использовать распределительный щит.

Необходимо помнить! Общая мощность средней квартиры по нагрузке не превышает 16-25 ампер.
Желательно электропроводку разделить на группы по мощности равномерно. Если нет уверенности справиться с монтажными работами, необходимо обратиться к профессиональным работникам. При монтаже сенсорных переключателей сенсорную панель нужно снять и установить после окончания работ.
Использование современных устройств приближает каждого к проживанию в умном доме. Все чаще применяют возможности светильника с датчиком движения и другими датчиками, что позволяет экономить электроэнергию и на коммутирующей аппаратуре, проводе.
Видео
Проходной выключатель: принцип работы и подключение
Проходной выключатель существенно расширяет возможности пользователей в управление осветительными приборами. Конструкция и схема подключения проходного выключателя позволяют управлять одним осветительным прибором или группой светильников из нескольких мест. Это широко используется в зданиях, отдельных помещениях и сооружениях различного назначения с большими площадями.
Использование проходных выключателей в доме
Имея проходные выключатели на разных концах стадиона, концертного зала или других обширных объектах, можно включить все освещение на входе. При необходимости выйти из сооружения на противоположной стороне не требуется возвращаться к выключателю, которым свет был включен – на другом выходе стоит такой же проходной выключатель. Электрические схемы с проходными переключателями позволяют управлять освещением из нескольких разных мест.
Очень удобно применение таких электросхем в подземных переходах, туннелях, все чаще схемы с проходными выключателями используют в частных домах и на лестничных маршах в подъездах многоэтажных домов.
Конструкция и принцип работы
Проходной выключатель по внешнему виду ничем не отличается от обычных изделий. Существенная разница – в конструкции контактной группы, которая скрыта внутри корпуса. Простой выключатель замыкает и размыкает электрическую цепь на одном проводе. Схема подключения проходного выключателя при изменении положения клавиш размыкает одну цепь и сразу замыкает другую. Принцип перекидывания контактов схемы обеспечивает работу выключателей в паре для управления одним и тем же источником света. По техническому решению такой элемент в схеме правильно бы было назвать не проходной выключатель, а переключатель. Профессиональная терминология уже сформировалась, и изменения могут внести только больше путаницы, поэтому все остается как есть.
При перекидывании контактов проходного выключателя размыкается один участок цепи освещения, и замыкается другой. Схема подключения проходного выключателя изменяется так, что любой из выключателей находится в готовности включить или выключить свет. Проходной выключатель можно использовать только в паре с другим. Практически есть возможность подключения в схему проходного выключателя так, чтобы он работал как простой, но тогда теряется смысл всех элементов его конструкции.
Виды
Как и обычные выключатели, проходные разделяются в зависимости от вида проводки: для внешней проводки, для скрытой проводки.
По конструктивному исполнению контактных клемм: клеммы с винтовыми зажимами, клеммы зажимные пружинные.
По количеству клавиш:
одноклавишные;
двухклавишные;
трехклавишные.
У них все как у обычных выключателей, отличие – в конструкции и работе контактной группы. Принципом одноклавишного проходного выключателя является перекидывание входного контакта на один из двух выходных. Двухклавишные проходные выключатели, как и трехклавишные, в своем корпусе содержат 2 или 3 конструкции контактной группы одноклавишного выключателя.
Подключение проходного выключателя несложное, все можно сделать своими руками. Меняются количество контактов, клавиш, размеры выключателей, принцип работы остается одним.
Схема строения одно-, двух-, и трехклавишного выключателей
одноклавишный выключатель имеет одну вводную клемму и две выходных;
двухклавишный выключатель – две входных клеммы и четыре выходных;
трехклавишный выключатель – три входные клеммы и шесть выходных.
Управление освещением с 2х мест
Одним осветительным прибором или группой светильников можно управлять с двух мест: это могут быть бра в коридоре или фонарные столбы вдоль садовой дорожки. Потребуется обычная схема подключения проходного выключателя, точнее с двумя проходными одноклавишными выключателями, потому что они работают только парами. На таком примере легче всего понять, как работают проходные выключатели. На рисунке ниже показывается, как подключить проходной выключатель в схему.
Схема включения проходных выключателей
Фаза от сети 220 В подключается к входной клемме одного из проходных выключателей, его клеммы на выходе соединяются с выходными второго. Остается свободная входная клемма второго выключателя, его подключают к осветительному прибору. Второй контакт осветительного прибора соединяется к нулевому проводу сети. По схеме видно, что лампа находится в выключенном состоянии, при изменении положения группы контактов любого переключателя на нее подается ток. Следующее переключение на одном из двух переключателей обрывает цепь, лампа погаснет.
Ближе к реальным условиям схему монтажа показывает картинка расключения кабелей и проводов в распределительной коробке. По требованиям ПУЭ (Правила Устройства Электроустановок) в данном случае используется кабель с тремя медными жилами:
красный – фаза;
синий – 0;
желто-зеленый – заземляющий провод.
Расключение кабелей и проводов в распределительной коробке
Схема разделяется на четыре участка цепи:
кабель от сети питания 220 В: с защитного автомата в распределительном щите до коробки;
кабель от одного проходного выключателя до расключающей коробки;
кабель от другого проходного выключателя до коробки расключения;
кабель от осветительного прибора до распределительной коробки.
В коробку заводится четыре кабеля.
Требования к цвету проводов по функциональному назначению выполнимы в полной мере только на двух участках. От распределительного щита и светильника до коробки при расключении контактов проходных выключателей они выполняются частично. Допускается использовать провода любого цвета. Если запутались, проверьте мультиметром в режиме прозвонки или другим измерительным прибором. На входные контакты переключателей обязательно подключается фаза (красный) провод.
Для управления двумя группами освещения применяется схема подключения двухклавишного проходного выключателя. Если человек понял, как подключаются одноклавишные проходные выключатели, он разберется, как подключить тройной выключатель.
Схема подключения двухклавишного проходного выключателя
Управление освещением из 3х мест
Для управления освещением из трех мест потребуется перекрестный проходной выключатель. Установить его можно в любом удобном для использования месте. В схеме перекрестный выключатель подключается между обычными проходными выключателями. Использоваться они могут на лестничных маршах, для освещения дворов и других объектах, по желанию заказчика.
Перекрестный выключатель несложно сделать своими руками, для этого нужно немного переделать двухклавишный проходной выключатель. На выходные контакты ставятся две перемычки, а две клавиши объединяют в одну, можно просто приклеить одну к другой. Клеить надо так, чтобы крепежные отверстия на клавишах совпадали со штырьками на выключателе. Зазор между клавишами можно компенсировать прокладкой из картона, к которой с двух сторон нужно приклеить пластиковые планки.
В магазинах есть готовые изделия, можно не изобретать велосипед, просто купить и поставить.
Схема управления освещением из 3х мест
На схемах А1 и А2 (ниже) показываются разные варианты подключения, но функциональное назначение остается прежним – соблюдается принцип парности перекидывания контактов.
Варианты подключения перекрестного выключателя
В случаях, когда элементом освещения являются большая люстра с двумя группами лампочек или просто два ряда бра вдоль длинного коридора, надо применять двухклавишные проходные и перекрестные выключатели. Схема немного сложнее, но видно, что работает тот же принцип перекидывания контактов. При выключении источника света одним выключателей контакты замыкают цепи других выключателей.
Схема находится в таком состоянии, что при нажатии любой клавиши этой группы светильников ток проходит на контакты ламп. На основе этих схем можно сделать управление освещением с четырех и более мест, вставляя дополнительные перекрестные выключатели.
Схема подключения четырех переключателей
Пример использования
К ситуации, когда по темному двору нужно пройти к дому, идеально подходит схема с проходными выключателями в двух местах. В частном доме легко реализовать этот проект своими руками. В прихожей рядом с распределительным щитом нужно установить распределительную коробку и один проходной выключатель. Второй – необходимо поставить с внутренней стороны на заборе возле калитки, в качестве осветительных приборов можно использовать фонарные столбы, установленные вдоль дорожки. В крупных магазинах электротоваров есть много вариантов с оригинальной декоративной отделкой.
Подключение следует сделать по вышеописанной схеме. Кабеля от уличного выключателя и между столбами рекомендуется прокладывать под землей в пластиковых трубах. Зарывать глубоко не надо, 30-40 см для защиты от механических повреждений будет достаточно. Учитывать глубину промерзания в каждом регионе нет смысла, это не водопровод, медные провода не промерзнут.
Как подключить. Видео
Как подключить проходной переключатель по всем правилам можно узнать из этого видео.
Изучив принципы работы схемы с двумя одноклавишными выключателями и собрав ее своими руками, можно без посторонней помощи начинать монтаж более сложных схем с двухклавишными выключателями в трех местах или трехклавишными – в двух местах, если в этом есть необходимость.
Оцените статью:
Проходные выключатели: их разновидности и особенности
Проходные электровыключатели, по сравнению с обычными, предназначены для сложного и комфортного управления освещением. Они позволяют управлять одним светильником из нескольких мест. Например, у вас в квартире длинная комнаты: вы пришли домой после работы, включили свет на входе, разделись и пошли на кухню, а на другом конце прихожей выключили свет вторым выключателем.
Удобство такого управления в отсутствии необходимости в возвращении на исходную позицию для отключения освещения. Еще совсем недавно проходные коммутаторы использовали только в протяженных конструкциях – коридорах, лестницах, на дачных участках. Сейчас их устанавливают везде. Например, в спальне, один электровыключатель устанавливается на входе, а второй – возле кровати. Вошел – включил свет, лег в кровать – выключил.
Принцип работы и терминология
Понятие «проходной выключатель» не совсем обозначает его функциональную принадлежность. Если его применять по прямому назначению, то логичнее употреблять термин «проходной переключатель». Но в обиходе прижились оба варианты.
Проводной выключатель внешне ничем не отличается от стандартного. Разница только в организации системы контактов. Для начала вспомним как работает обычный выключатель. Основное его назначение – это размыкание и замыкание цепи. Назначения переключателя, в принципе, также.
Разницу можно заметить, если взглянуть на условные обозначения.
На рисунке видно, что переключатель оснащен третьим контактом, назначение которого разительно отличается от двухклавишного выключателя, который также имеет три контакта.
Фактически, разница работы выключатели и переключателя происходит в момент размыкания электрической цепи:
выключатель разрывает цепь;
переключатель разрывает одну цепь и замыкает вторую.
Вторая цепь в данном случае – это контакты парного переключателя, так как эти устройства не работают самостоятельно.
Рассмотрим схему подключения проходных переключателей с управлением из двух мест.
Принцип работы контактов такого выключателя похож на коромысло. На рынке, кстати, редко, но все же встречаются переключатели с нулевым положением, то есть разомкнутыми могут быть сразу две цепи. Проходной коммутатор можно использовать как обычный – третий контакт в таком случае не подключается.
Второй вариант, когда из обычного выключателя делается проходной, рассматривать не будем. Это было характерно для 90 лет, но сейчас на рынке представлено достаточное количество моделей по приемлемым ценам и экспериментировать в данном направлении не совсем целесообразно.
Виды переключателей
На рисунках ниже представлены функциональные схемы различных проходных выключателей.
Самые распространенные варианты:
одноклавишные;
двухклавишные;
трехклавишные.
Также популярностью пользуется перекрестный электровыключатель, используемый для управления из трех и более мест и представляющий собой два одноклавишных переключателя, спаренных внутренними перемычками. Перекрестный переключатель можно изготовить из двухклавишного электровыключателя, установив внешние перемычки. Перекрестник имеет одну клавишу, перекидывающую одновременно две контактных группы, а у двухклавишного – каждая клавиша управляет своей группой.
Схемы включения в электрическую сеть
Существует несколько схем подключения переключателей. Использование конкретной схемы зависит от количества управляемых светильников и количества мест управления.
Схема управления с двух мест
Для начала рассмотрим самую популярную схему – управление с двух мест.
Для работы переключателей понадобиться прокладка трехжильной проводки к каждому устройству. Распределительная коробка монтируется напротив одного из выключателей. В нее заводятся следующие провода:
кабель питания;
кабель одного выключателя;
кабель второго выключателя;
кабель осветительного прибора.
Также может быть еще один кабеля отходящей линии, но в простой схеме он не учитывается.
Посмотрим наглядно схему подключения в распределительной коробке.
Схема управления двумя светильниками
Данная схема позволит управлять двумя светильниками с двух мест. Она практически аналогична предыдущей, за исключением использования двухклавишных выключателей.
Для экономии можно установить внешнюю перемычку для второй секции выключателя, а не прокладывать два провода к первому выключателю.
Схема управления из трех мест
Для реализации такой схемы понадобится пара одноклавишных выключателей и перекрестный переключатель. Для работы перекрестника потребуется четырехжильный кабель, либо два двухжильных.
Схемы управления из четырех и более мест
Если в предыдущую схему добавить еще один перекрестный переключатель, то управлять освещением можно из четырех мест. Включается он последовательно с первым перекрестником.
Схема управления двумя светильниками из трех мест
Такая схема имеет множество недостатков – большое количество соединений и множество хлопот по маркировке жил кабеля.
Во всех рассмотренных схемам показано начальное положение контактов переходных выключателей.
На этом собственно и все, что следует знать начинающему электрику.
Основы, принцип работы и применение
MOSFET (Металлооксидный полупроводниковый полевой транзистор) — это полупроводниковое устройство, которое широко используется для коммутации и усиления электронных сигналов в электронных устройствах. МОП-транзистор — это либо сердечник, либо интегральная схема, где он спроектирован и изготовлен в виде единого кристалла, поскольку доступны устройства очень малых размеров. Введение устройства MOSFET внесло изменения в область коммутации в электронике .Давайте подробно объясним эту концепцию.
Что такое полевой МОП-транзистор?
МОП-транзистор — это четырехконтактное устройство с выводами истока (S), затвора (G), стока (D) и корпуса (B). Как правило, корпус полевого МОП-транзистора соединен с выводом истока, образуя трехконтактное устройство, такое как полевой транзистор. MOSFET обычно считается транзистором и используется как в аналоговых, так и в цифровых схемах. Это базовое введение в MOSFET . Общая структура этого устройства следующая:

MOSFET
Из приведенной выше структуры MOSFET функциональность MOSFET зависит от электрических изменений, происходящих в ширине канала вместе с потоком носителей (дырок или электронов).Носители заряда входят в канал через вывод истока и выходят через сток.
Ширина канала контролируется напряжением на электроде, который называется затвором и расположен между истоком и стоком. Он изолирован от канала очень тонким слоем оксида металла. Емкость MOS, которая существует в устройстве, является важной частью, в которой вся операция осуществляется через нее. Полевой МОП-транзистор
с клеммами
МОП-транзистор может работать двумя способами.
Режим истощения
Режим расширения
Режим истощения
Когда на клемме затвора нет напряжения, канал показывает максимальную проводимость.В то время как, когда напряжение на выводе затвора является положительным или отрицательным, проводимость канала уменьшается.
Например,
Режим расширения
Когда нет напряжения на клемме затвора, устройство не проводит ток. Когда на выводе затвора имеется максимальное напряжение, устройство показывает повышенную проводимость.
Режим расширения
Принцип работы полевого МОП-транзистора
Основным принципом устройства полевого МОП-транзистора является возможность управления напряжением и током между выводами истока и стока.Он работает почти как переключатель, а функциональность устройства основана на МОП-конденсаторе. Конденсатор MOS является основной частью MOSFET.
Поверхность полупроводника в нижнем оксидном слое, который расположен между выводами истока и стока, может быть инвертирован из p-типа в n-тип путем приложения положительного или отрицательного напряжения затвора соответственно. Когда мы прикладываем силу отталкивания к положительному напряжению затвора, то дырки, находящиеся под оксидным слоем, толкаются вниз вместе с подложкой.
Область обеднения, заполненная связанными отрицательными зарядами, которые связаны с атомами акцептора. Когда достигаются электроны, развивается канал. Положительное напряжение также притягивает электроны из n + областей истока и стока в канал. Теперь, если между стоком и истоком приложено напряжение, ток свободно течет между истоком и стоком, а напряжение затвора управляет электронами в канале. Если вместо положительного напряжения приложить отрицательное напряжение, под слоем оксида образуется дырочный канал.Блок-схема полевого МОП-транзистора
МОП-транзистор с Р-каналом
МОП-транзистор с Р-каналом имеет область Р-канала, расположенную между выводами истока и стока. Это четырехконтактное устройство, имеющее выводы как затвор, сток, исток и корпус. Сток и исток представляют собой сильно легированную p + область, а тело или подложка — n-типа. Ток идет в направлении положительно заряженных дырок.
Когда мы прикладываем отрицательное напряжение с силой отталкивания к выводу затвора, электроны, находящиеся под оксидным слоем, проталкиваются вниз в подложку.Область обеднения заселена связанными положительными зарядами, которые связаны с донорными атомами. Отрицательное напряжение затвора также притягивает дырки из области истока и стока p + в область канала.
Режим истощения P Channel Расширенный режим P-канала
N-канальный MOSFET
N-канальный MOSFET имеет N-канальную область, расположенную между выводами истока и стока. Это четырехконтактное устройство, имеющее выводы как затвор, сток, исток и корпус. В этом типе полевого транзистора сток и исток имеют сильно легированную n + область, а подложка или тело относятся к P-типу.
Протекание тока в этом типе полевого МОП-транзистора происходит из-за отрицательно заряженных электронов. Когда мы прикладываем положительное напряжение с силой отталкивания к выводу затвора, отверстия, имеющиеся под оксидным слоем, проталкиваются вниз в подложку. Область обеднения населена связанными отрицательными зарядами, которые связаны с атомами акцептора.
При достижении электронами формируется канал. Положительное напряжение также притягивает электроны из n + областей истока и стока в канал.Теперь, если между стоком и истоком приложено напряжение, ток свободно течет между истоком и стоком, а напряжение затвора управляет электронами в канале. Вместо положительного напряжения, если мы приложим отрицательное напряжение, под оксидным слоем образуется дырочный канал.
Режим расширения N Канал
MOSFET Области работы
В наиболее общем сценарии работа этого устройства происходит в основном в трех регионах, а именно:
Cut-off Region — Это регион, где устройство будет в выключенном состоянии, и через него будет проходить нулевой ток.Здесь устройство функционирует как основной переключатель и используется, когда они необходимы для работы в качестве электрических переключателей.
Область насыщения — В этой области устройства будут иметь постоянное значение тока между стоком и истоком без учета увеличения напряжения между стоком и истоком. Это происходит только один раз, когда напряжение между стоком и истоком увеличивается больше, чем значение напряжения отсечки. В этом сценарии устройство функционирует как замкнутый переключатель, в котором протекает ток насыщения через сток к клеммам истока.Благодаря этому выбирается область насыщения, когда предполагается, что устройства должны выполнять переключение.
Линейная / омическая область — Это область, в которой ток на стоке к выводу истока увеличивается с увеличением напряжения на пути от стока к истоку. Когда полевые МОП-транзисторы работают в этой линейной области, они выполняют функции усилителя.
Давайте теперь рассмотрим характеристики переключения MOSFET
Полупроводник, такой как MOSFET или Bipolar Junction Transistor, в основном функционирует как переключатели в двух сценариях: один находится в состоянии ВКЛ, а другой — в состоянии ВЫКЛ.Чтобы рассмотреть эту функциональность, давайте взглянем на идеальные и практические характеристики устройства MOSFET.
Характеристики идеального переключателя
Когда MOSFET должен работать как идеальный переключатель, он должен иметь следующие свойства, а именно:
В состоянии ВКЛ должно быть ограничение тока, которое он несет.
В Состояние ВЫКЛ, уровни напряжения блокировки не должны иметь каких-либо ограничений
Когда устройство работает в состоянии ВКЛ, значение падения напряжения должно быть нулевым
Сопротивление в состоянии ВЫКЛ должно быть бесконечным
Не должно быть ограничений по скорости работы
Практические характеристики переключателя
Поскольку мир не ограничен только идеальными приложениями, функционирование полевого МОП-транзистора применимо даже для практических целей.В практическом сценарии устройство должно обладать следующими свойствами.
В состоянии ВКЛ возможности управления мощностью должны быть ограничены, что означает, что необходимо ограничить протекание тока проводимости.
В выключенном состоянии уровни напряжения блокировки не должны ограничиваться
Включение и выключение на конечное время ограничивает ограничивающую скорость устройства и даже ограничивает функциональную частоту
В состоянии ВКЛ устройства MOSFET будет минимальные значения сопротивления, при которых это приводит к падению напряжения при прямом смещении.Кроме того, существует конечное сопротивление в выключенном состоянии, которое обеспечивает обратный ток утечки
Когда устройство работает с практическими характеристиками, оно теряет питание при включении и выключении. Это происходит даже в переходных состояниях.
Пример полевого МОП-транзистора в качестве переключателя
В приведенной ниже схеме схемы расширенный режим и N-канальный полевой МОП-транзистор используются для переключения пробной лампы в условиях ВКЛ и ВЫКЛ. Положительное напряжение на выводе затвора прикладывается к базе транзистора, и лампа переходит в состояние ВКЛ, и здесь V _GS = + v или при нулевом уровне напряжения устройство переключается в состояние ВЫКЛ, где V _GS = 0 .
МОП-транзистор в качестве переключателя
Если резистивная нагрузка лампы должна была быть заменена индуктивной нагрузкой и подключена к реле или диоду, который защищен от нагрузки. В приведенной выше схеме это очень простая схема для переключения резистивной нагрузки, такой как лампа или светодиод. Но при использовании MOSFET в качестве переключателя с индуктивной или емкостной нагрузкой для устройства MOSFET требуется защита.
Если в случае, когда MOSFET не защищен, это может привести к повреждению устройства.Чтобы полевой МОП-транзистор работал как аналоговое переключающее устройство, он должен переключаться между его областью отсечки, где V _GS = 0, и областью насыщения, где V _GS = + v.
Описание видео

МОП-транзистор может также работать как транзистор, и его сокращенно называют полевым транзистором на основе оксида кремния и металла. Здесь само название указывало на то, что устройство может работать как транзистор. Он будет иметь P-канал и N-канал. Устройство подключается таким образом с помощью четырех клемм истока, затвора и стока, резистивная нагрузка 24 Ом подключается последовательно с амперметром, а измеритель напряжения подключается к полевому МОП-транзистору.
В транзисторе ток в затворе протекает в положительном направлении, а вывод истока соединен с землей. В то время как в устройствах с биполярным соединением транзисторов ток протекает по пути от базы к эмиттеру. Но в этом устройстве нет тока, потому что в начале затвора есть конденсатор, ему просто требуется только напряжение.
Это может быть выполнено путем продолжения процесса моделирования и включения / выключения. Когда переключатель находится в положении ON, ток через цепь не протекает, когда сопротивление 24 Ом и 0.29 амперметра, то мы находим пренебрежимо малое падение напряжения на источнике, потому что на этом устройстве есть + 0,21 В.
Сопротивление между стоком и истоком обозначается как RDS. Благодаря этому RDS, при протекании тока в цепи появляется падение напряжения. RDS различается в зависимости от типа устройства (он может варьироваться в пределах от 0,001, 0,005 до 0,05 в зависимости от типа напряжения.
Несколько понятий, которые следует изучить:
1). Как выбрать полевой МОП-транзистор в качестве коммутатора ?
При выборе полевого МОП-транзистора в качестве переключателя необходимо соблюдать следующие условия:
Использование полярности канала P или N
Максимальные номинальные значения рабочего напряжения и тока
Повышенное значение Rds ON, которое означает, что сопротивление на выводе от стока к источнику при полностью открытом канале
Повышенная рабочая частота
Тип упаковки — To-220, DPAck и многие другие.
2). Что такое КПД переключателя MOSFET?
Основным ограничением при использовании MOSFET в качестве переключающего устройства является повышенное значение тока стока, на которое может быть способно это устройство. Это означает, что RDS в состоянии ON является решающим параметром, определяющим коммутационную способность полевого МОП-транзистора. Он представлен как отношение напряжения сток-исток к току стока. Его следует рассчитывать только в состоянии ВКЛ транзистора.
3).Почему переключатель MOSFET используется в повышающем преобразователе?
Как правило, повышающему преобразователю необходим переключающий транзистор для работы устройства. Итак, в качестве переключающих транзисторов используются полевые МОП-транзисторы. Эти устройства используются для определения текущего значения и значений напряжения. Кроме того, учитывая скорость переключения и стоимость, они широко используются.
Таким же образом MOSFET можно использовать по-разному. и это
MOSFET в качестве переключателя для светодиода
remove_circle_outline
MOSFET в качестве переключателя для Arduino
MOSFET переключатель для нагрузки переменного тока
MOSFET переключатель для двигателя постоянного тока
MOSFET переключатель для отрицательного напряжения
MOSFET в качестве переключателя с Arduino
MOSFET
в качестве переключателя с микроконтроллером
MOSFET переключатель с гистерезисом
MOSFET в качестве переключающего диода и активного резистора
MOSFET в качестве уравнения переключения
MOSFET переключатель для страйкбола
MOSFET в качестве резистора затвора переключения
MOSFET переключающий соленоид
MOSFET переключатель с использованием оптопары
MOSFET переключатель с гистерезисом
Применение MOSFET в качестве переключателя
Одним из наиболее ярких примеров этого устройства является его использование в качестве переключателя для автоматической регулировки яркости уличного освещения.В наши дни многие огни, которые мы наблюдаем на шоссе, состоят из газоразрядных ламп высокой интенсивности. Но использование HID-ламп потребляет повышенный уровень энергии.
Яркость не может быть ограничена в зависимости от требований, поэтому должен быть переключатель для альтернативного метода освещения, и это светодиод. Использование светодиодной системы позволит преодолеть недостатки ламп высокой интенсивности. Основная идея, лежащая в основе конструкции, заключалась в том, чтобы управлять освещением непосредственно на шоссе с помощью микропроцессора.Применение полевого МОП-транзистора
в качестве коммутатора
Этого можно достичь, просто изменив тактовые импульсы. По необходимости это устройство используется для включения ламп. Он состоит из платы Raspberry Pi, на которой установлен процессор для управления. Здесь светодиоды могут быть заменены на HID, и они связаны с процессором через MOSFET. Микроконтроллер обеспечивает соответствующие рабочие циклы, а затем переключается на MOSFET, чтобы обеспечить высокий уровень интенсивности.
Преимущества
Некоторые из преимуществ:
Он обеспечивает повышенную эффективность даже при работе на минимальных уровнях напряжения
Отсутствует ток затвора, что создает больший входной импеданс, который дополнительно обеспечивает повышенную скорость переключения для устройства
Эти устройства могут работать при минимальных уровнях мощности и потребляют минимальный ток
Недостатки
К недостаткам относятся следующие:
Когда эти устройства работают при уровнях напряжения перегрузки, это создает нестабильность устройства.
Поскольку устройства имеют тонкий оксидный слой, это может привести к повреждению устройства при воздействии электростатических зарядов.
Приложения
Области применения полевого МОП-транзистора:
Усилители, изготовленные из полевого МОП-транзистора, широко используются в широком диапазоне частот.
обеспечивают эти устройства 900 23
Поскольку они имеют повышенную скорость переключения, они идеально подходят для создания усилителей с прерывателями.
Функционирует как пассивный компонент для различных электронных элементов.
В конце концов, можно сделать вывод, что транзистору требуется ток, тогда как MOSFET требует напряжения. Требования к управлению MOSFET намного лучше, намного проще по сравнению с BJT. А также знаю Как подключить Mosfet к переключателю?
Фото
Принципы коммутации схем
Теория коммутации занимается разработкой моделей и методов анализа и синтеза тех схем, в которых информация представлена в дискретной или цифровой форме, в отличие от аналоговой формы, в которой информация представлена непрерывным образом.Применение цифровых технологий в более широком спектре человеческой деятельности уже глубоко повлияло на современную жизнь, и нет видимого предела их полезности в будущем.
Эта книга является продолжением курса по коммутационным схемам, который автор преподает с 1960 года, и задумана как текст, обеспечивающий единое рассмотрение предмета с особым акцентом на теории последовательных схем. Была сделана попытка включить только те методы, которые были общепринятыми и, похоже, имеют длительное применение.
Первые четыре из девяти глав посвящены основным принципам и теории комбинационных схем. Они вводят системы счисления, двоичные коды, булеву алгебру, функции переключения, анализ и синтез схем комбинационных вентилей (включая NAND, NOR, EXCLUSIVE-OR и EXCLUSIVE-NOR), а также пороговую логику, среди других тем. Также рассматриваются алгебраические, геометрические и табличные методы минимизации алгебраических выражений.
Остальная часть книги посвящена теории последовательных цепей.Общая трактовка подчеркивается классификацией работы с последовательной схемой либо как основной режим, либо как импульсный режим, и как синхронизированный, так и не синхронизируемый. Сравнение двух режимов усиливается примерами разработки, в которых для каждого режима используются одни и те же характеристики задачи. Для анализа и синтеза этих схем представлены как алгебраические, так и табличные методы. Включены актуальные темы состояний управления и передач регистров в последовательном дизайне. Книга заканчивается обсуждением минимизации последовательной цепи, связанной с сокращением таблиц потоков, и проблемой назначения состояний.Даются ответы на выбранные проблемы.
Принцип работы
Ресурс исследования
Исследовать
Искусство и гуманитарные науки
Бизнес
Инженерная технология
Иностранный язык
История
Математика
Наука
Социальная наука
Лучшие подкатегории
Продвинутая математика
Алгебра
Основы математики
Исчисление
Геометрия
Линейная алгебра
Предалгебра
Предварительный расчет
Статистика и вероятность
Тригонометрия
другое →
Лучшие подкатегории
Астрономия
Астрофизика
Биология
Химия
Науки о Земле
Наука об окружающей среде
Здравоохранение
Физика
другое →
Лучшие подкатегории
Антропология
Закон
Политология
Психология
Социология
другое →
Лучшие подкатегории
Бухгалтерский учет
Экономика
Финансы
Менеджмент
принципы работы и варианты применения
Что такое реле?
Реле обычно представляет собой электромеханическое устройство, которое приводится в действие электрическим током.Ток, протекающий в одной цепи, вызывает размыкание или замыкание другой цепи. Реле похожи на переключатели дистанционного управления и используются во многих приложениях из-за их относительной простоты. долгий срок службы и подтвержденная высокая надежность. Реле используются в самых разных сферах промышленности, например, в телефонных станциях, цифровых компьютерах и системах автоматизации. Высоко сложные реле используются для защиты электроэнергетических систем от неисправностей и перебоев в подаче электроэнергии, а также для регулирования и управления генерацией и распределением энергии.В домашних условиях реле используются в холодильниках, стиральных и посудомоечных машинах, системах управления отоплением и кондиционированием воздуха. Хотя реле обычно связаны с электрическими схемами, существует много других типов, таких как пневматические и гидравлические. Вход может быть электрическим, а выход — непосредственно механическим, или наоборот.
Как работают реле?
Все реле содержат чувствительный элемент, электрическую катушку, которая питается от переменного или постоянного тока. Когда приложенный ток или напряжение превышает пороговое значение, катушка активирует якорь, который работает либо на замыкание открытых контактов, либо на размыкание закрытых контактов.Когда на катушку подается питание, она создает магнитную силу, которая приводит в действие механизм переключения. Магнитная сила, по сути, передает действие от одной цепи к другой. Первый контур называется схема управления; второй называется схемой нагрузки.
Реле выполняет три основные функции: управление включением / выключением, управление предельными значениями и логическая работа.
Управление включением / выключением: Пример: Управление кондиционером, используемое для ограничения и управления нагрузкой высокой мощности
, такой как компрессор
Ограничение управления: Пример: Управление скоростью двигателя, используется для отключения двигателя, если он работает медленнее или
быстрее, чем желаемая скорость
Логическая операция: Пример: испытательное оборудование, используемое для подключения прибора к нескольким
контрольным точкам на тестируемом устройстве.
Типы реле
Существует две основных классификации реле: электромеханические и твердотельные.Электромеханические реле имеют движущиеся части, тогда как твердотельные реле не имеют движущихся частей. Преимущества электромеханических реле включают в себя более низкую стоимость, отсутствие необходимости в теплоотводе, наличие нескольких полюсов и возможность переключения постоянного или переменного тока с одинаковой легкостью.
A.) Электромеханические реле
Реле общего назначения: Реле общего назначения рассчитывается по величине тока, которую могут выдерживать его переключающие контакты. Большинство версий реле общего назначения имеют от одного до восьми полюсов и могут быть одно- или двухходовыми.Они используются в компьютерах, копировальных машинах и другом бытовом электронном оборудовании и приборах. Силовое реле: силовое реле способно выдерживать большие силовые нагрузки 10-50 ампер и более. Обычно они бывают однополюсными или двухполюсными. Контактор: особый тип реле высокой мощности, оно используется в основном для управления высокими напряжениями и токами в промышленных электрических приложениях. Из-за требований к высокой мощности контакторы всегда имеют контакты с двойным замыканием. Реле с выдержкой времени: контакты могут не открываться или закрываться до тех пор, пока на катушку не будет подано питание.Это называется задержкой при срабатывании. Задержка срабатывания означает, что контакты будут оставаться в своем активированном положении до некоторого интервала после отключения питания от катушки. Третья задержка называется временной задержкой. Контакты возвращаются в свое альтернативное положение через определенный интервал времени после подачи питания на катушку. Время этих действий может быть фиксированным параметром реле или регулироваться ручкой на самом реле, или настраиваться дистанционно через внешнюю цепь.
Б.) Твердотельные реле
Эти активные полупроводниковые устройства используют свет вместо магнетизма для приведения в действие переключателя. Свет исходит от светодиода или светодиода. Когда управляющая мощность подается на выход устройства
, световое реле общего назначения включается и светит через открытое пространство. На стороне нагрузки этого пространства часть устройства определяет наличие света и запускает твердотельный переключатель, который либо размыкает, либо замыкает цепь под контролем. Часто твердотельные реле используются там, где Управляемая цепь
должна быть защищена от проникновения электрических помех.Преимущества твердотельных реле включают низкий уровень электромагнитных / радиочастотных помех, длительный срок службы, отсутствие движущихся частей, отсутствие дребезга контактов и быструю реакцию. Недостатком твердотельного реле является то, что оно может выполнять только однополюсное переключение.
Контактная информация
Контакты являются наиболее важной составной частью реле. На их характеристики в значительной степени влияют такие факторы, как материал контактов, приложенные к ним значения напряжения и тока (особенно формы сигналов напряжения и тока при включении и выключении контактов), тип нагрузки, рабочая частота и дребезг. .Если какой-либо из этих факторов не соответствует заданному значению, возникают такие проблемы, как деградация металла между контактами, контактная сварка, может произойти износ или быстрое увеличение контактного сопротивления. Количество электрического тока, протекающего через контакты, напрямую влияет на характеристики контактов. Например, когда реле используется для управления индуктивной нагрузкой, такой как двигатель лампы. Контакты будут изнашиваться быстрее, и разложение металла между сопряженными контактами будет происходить чаще по мере увеличения пускового тока контактов.
Чтобы продлить срок службы реле, рекомендуется использовать схему защиты контактов. Эта защита подавит шум и предотвратит образование нагара на контактной поверхности при размыкании реле. Примеры этих синергетических компонентов, которые обеспечивают защиту контактной цепи, включают резистивные конденсаторы, диоды, стабилитроны и варисторы.
Расположение контактов / полюса
Расположение контактов на реле зависит от форм-фактора и количества полюсов. Описание каждого форм-фактора приведено ниже.
Форма A — это нормально разомкнутый (NO) или замыкающий контакт. Он открыт, когда катушка обесточена, и закрывается, когда катушка находится под напряжением. Контакты формы A полезны в приложениях, которые должны переключать один источник питания высокого тока из удаленного места. Примером этого является автомобильный звуковой сигнал, который не может иметь сильный ток, подаваемый непосредственно на рулевое колесо. Реле формы А можно использовать для переключения высокого тока на звуковой сигнал. Форма B — это нормально замкнутый (NC) или размыкающий контакт.Он закрыт в обесточенном положении и открывается при подаче напряжения на катушку.
Форма B Контакты полезны в приложениях, где требуется, чтобы цепь оставалась замкнутой, и когда реле активируется, цепь отключается. Примером этого является двигатель машины, который должен работать постоянно, но когда двигатель должен быть остановлен, оператор может сделать это, активировав реле формы B и разорвав цепь.
Форма C представляет собой комбинацию форм A и B, использующих один и тот же подвижный контакт в схеме переключения.Контакт формы C полезен в приложениях, где требуется, чтобы одна цепь оставалась разомкнутой; когда реле активировано, первая цепь отключается, а другая цепь включается. Примером этого является часть оборудования, которая работает постоянно: когда реле активируется, оно останавливает эту часть оборудования и размыкает секунду. цепь к другому элементу оборудования.
Контакт «замыкающий перед размыканием»: контактное устройство, в котором часть коммутационной секции используется совместно как контактами формы A, так и контактами формы B.Когда реле срабатывает или размыкает, контакт, замыкающий цепь, срабатывает до размыкания цепи. Таким образом, оба контакта замыкаются на мгновение одновременно. Обратным контакту замыкающего контакта является контакт размыкания перед размыканием. Полюсы — это количество отдельных переключений схемы внутри реле. Наиболее распространенными версиями являются однополюсные, двухполюсные и четырехполюсные.
Типы нагрузки
Параметры нагрузки включают максимально допустимое напряжение и максимально допустимую силу тока, которую может выдержать реле, как в вольтах, так и в амперах.Важны как размер груза, так и его тип. Существует четыре типа нагрузок: 1.) резистивная, 2.) индуктивная, 3.) переменный или постоянный ток, и 4.) высокий или низкий бросок тока.
1.) Резистивная нагрузка — это нагрузка, которая в первую очередь оказывает сопротивление протеканию тока. Примеры резистивных нагрузок включают электрические нагреватели, плиты и духовки, тостеры и утюги.
2.) Индуктивные нагрузки включают дрели, электрические миксеры, вентиляторы, швейные машины и пылесосы. Реле, которые будут подвергаться высоким пусковым индуктивным нагрузкам, например, электродвигатели переменного тока, часто будут рассчитаны в лошадиных силах, а не в вольтах и амперах.Этот рейтинг отражает мощность, которую могут выдержать контакты реле в момент включения (или переключения) устройства.
3.) Переменный или постоянный ток. Это влияет на цепь контактов реле (из-за ЭДС) и временную последовательность и может привести к проблемам с характеристиками коммутирующей способности реле для различных типов нагрузки (т. Е. Резистивной, индуктивной и т. Д.) .
4.) Высокий или низкий бросок тока — некоторые типы нагрузок потребляют значительно большее количество тока (силы тока) при первом включении, чем при последующей стабилизации цепи (нагрузки также могут пульсировать, когда цепь продолжает работать, увеличивая или уменьшая ток) .Примером высокой пусковой нагрузки является лампочка, которая при первом включении может потреблять в 10 или более раз превышающий нормальный рабочий ток (некоторые производители называют это ламповой нагрузкой). В дополнение к указанным выше параметрам нагрузки вы Теперь необходимо определить, какие параметры связаны с цепью управления или цепью катушки, как ее иногда называют. К ним могут относиться: Чувствительность: катушки, которые приводят в действие реле при очень низком напряжении или низком токе, называются чувствительными. Чувствительность — это относительный термин, который отличает катушки малой мощности от катушек большой мощности.
Polarized: Катушки некоторых реле, требующих постоянного напряжения, поляризованы. Это означает, что есть специальные клеммы для положительного и отрицательного напряжения для питания катушки. Информация о катушке Характеристики катушек следует понимать как часть выбранного реле. Некоторые важные характеристики включают:
Сопротивление катушки: (применимо только к реле постоянного тока) сопротивление протеканию электрического тока. Это сопротивление измеряется при температуре, зависящей от производителя. Сопротивление катушки
реле с переключением по переменному току может быть указано для справки, если указана индуктивность катушки.
Максимальное напряжение: максимальное значение допустимого перенапряжения при рабочем питании обмотки реле.
Номинальное напряжение катушки: опорное напряжение прикладывается к катушке, когда реле используется при нормальных условиях эксплуатации
.
Потребляемая мощность: мощность, потребляемая катушкой при подаче на нее номинального напряжения.
Односторонний стабильный: контакты переключателя в реле остаются в нормальном или стабильном положении до тех пор, пока на катушку не подается питание. Когда на катушку подается питание, контакты перемещаются в новое положение
, но остаются в этом положении, пока на катушку подается питание.Однообмоточный тип с фиксацией: этот тип имеет одну катушку, которая служит как катушкой установки, так и катушкой сброса, в зависимости от направления тока. Когда ток течет через катушку в прямом направлении, она служит установленной катушкой; когда ток течет в обратном направлении, он действует как катушка сброса. Двухобмоточное реле с защелкой: это реле с защелкой имеет две катушки: установка и сброс. Он может сохранять ВКЛ или ВЫКЛ. состояния, даже когда подается пульсирующее напряжение или когда напряжение снимается.
Блокировочные реле часто имеют один набор клемм, предназначенных для положительного напряжения, а другой — для отрицательного напряжения, используемого для питания катушки. Такая поляризованная катушка позволяет выполнять одно действие, когда напряжение катушки положительное, и противоположное действие, когда напряжение катушки меняется на противоположное. Разница между односторонним устойчивым реле и реле с фиксацией аналогична разнице между переключателем мгновенного действия и переключателем поддерживаемого действия.
Импульсное реле: Специальная версия реле с фиксацией.Импульс тока на катушку приводит к изменению положения контакта
. Контакт остается в этом положении до тех пор, пока катушка не получит еще один импульс тока, который вернет контакты в исходное положение. Для импульсного реле полярность не важна; следовательно, он может управляться переменным или постоянным током.
Шаговое реле: каждый раз, когда на катушку реле подано напряжение, переключатель приводится в действие с новым набором контактов. Это похоже на поворотный переключатель.
Внутренняя работа механических реле
Стандарт: односторонний стабилизатор с любым из следующих трех различных методов замыкания контактов:
1.Тип изгиба: Якорь приводит в действие контактную пружину напрямую, и контакт
приводится в действие неподвижным контактом, замыкая цепь
2. Тип отрыва: подвижная деталь приводится в действие якорем, а контакт
замыкается
3. Тип плунжера: действие рычага, вызванное подачей питания на якорь, вызывает движение с длинным ходом
. Геркон
: односторонний стабильный контакт, который включает низкое контактное давление и простую точку контакта. .Постоянный магнит используется для притяжения или отталкивания якоря, управляющего контактом. Для катушки реле требуется определенная полярность (+ или -). Опция фиксации делает поляризованное реле двойной обмоткой, то есть оно остается в текущем состоянии после обесточивания катушки.
Пакеты реле
Пластиковый корпус: Большинство реле заключено в пластиковый корпус. Это негерметичный корпус, и только пальцы и провода не мешают работе релейного механизма.
Полугерметичный: Специальная конструкция предотвращает проникновение флюса в базовый корпус реле.Этот тип реле не подлежит очистке погружением.
Уплотнение для легких условий эксплуатации: также сделанное из пластика, это уплотнение используется для реле, которые будут устанавливаться на печатные платы. Легкое уплотнение позволяет очищать печатную плату погружением. Этот тип уплотнения не следует рассматривать как постоянное уплотнение, а не защиту от всех загрязнений. Очень маленькие молекулы могут проходить через пластиковый корпус через некоторое время. Герметичное уплотнение: этот тип уплотнения защищает почти от всех видов загрязнений.Это всегда металл реле в корпусе. Он используется там, где требуется высокая надежность в суровых условиях и стоит дороже, чем другие пакеты.
Unsealed: Реле этого типа предназначены для ручной пайки. Не принимаются меры против попадания флюса и чистящего растворителя внутрь реле. Этот тип реле не подлежит очистке погружением.
Монтаж реле
Существует несколько типичных способов установки и подключения реле.
Гнездо Лопаточные выступы реле могут быть вставлены в ответный язычок или в ответное гнездо.На клеммах реле находится одна сторона заделки. Сторона сопряжения может быть подключена к ответной планке
или смонтирована в разъеме, предназначенном для этого блока реле.
Монтаж на печатной плате Имеются пайки волной пайки, которые выступают изнутри реле наружу и разнесены (расстояние и высота) в соответствии с конструкцией, определенной производителем. Контакты реле вставляются через отверстия в печатной плате (PCB), предназначенные для соответствия разводке контактов реле, и припаяны волной для прикрепления реле к печатной плате.
Монтаж на шасси Монтажные проушины, выступы или отверстия являются частью механического блока реле. В этих местах обычно используются гайки, болты или винты, чтобы закрепить реле на каком-либо шасси. Это шасси может функционировать только как место для установки или также может использоваться для управления температурой (в приложениях с более высокой мощностью). Реле также может быть прикреплено к печатной плате для обеспечения устойчивости.

Как указать реле
1.Каковы требования к переключению: какое напряжение? Сколько тока переключается?
2. Напряжение катушки: переменный или постоянный источник питания? Какое напряжение доступно для питания катушки?
3. Каково расположение контактов:
— Контакты формы A
— Контакты формы B
— Контакты формы C
4. Сколько полюсов необходимо? (количество переключаемых цепей)
5. Какой тип монтажа:
— Монтаж на поверхности
— Печатная плата
— Съемная розетка
— Съемная клеммная колодка
— Верхнее крепление
— Верхнее крепление — Печатная плата
Что такое реле? Определение, принцип работы и конструкция
Определение: Реле — это устройство, которое размыкает или замыкает контакты, чтобы вызвать срабатывание другого электрического управления.Он обнаруживает недопустимое или нежелательное состояние с помощью назначенной области и дает команды автоматическому выключателю для отключения поврежденной области. Таким образом защищает систему от повреждений.
Принцип работы реле
Работает по принципу электромагнитного притяжения. Когда цепь реле определяет ток короткого замыкания, она возбуждает электромагнитное поле, которое создает временное магнитное поле.
Это магнитное поле перемещает якорь реле для размыкания или замыкания соединений.Реле малой мощности имеет только один контакт, а реле высокой мощности имеет два контакта для размыкания переключателя.
Внутренняя часть реле показана на рисунке ниже. Он имеет железный сердечник, на который намотана управляющая катушка. Питание на катушку подается через контакты нагрузки и управляющего переключателя. Ток, протекающий через катушку, создает вокруг нее магнитное поле.
Из-за этого магнитного поля верхнее плечо магнита притягивает нижнее плечо.Следовательно, замкните цепь, что заставит ток течь через нагрузку. Если контакт уже замкнут, то он движется в противоположном направлении и, следовательно, размыкает контакты.
Шест и бросок
Полюс и ход — это конфигурации реле, где полюс — это выключатель, а ход — это количество подключений. Однополюсный, однополюсный — это простейший тип реле, которое имеет только один переключатель и только одно возможное соединение. Точно так же однополюсное реле двойного хода имеет один переключатель и два возможных соединения.
Конструкция реле
Реле работает как электрически, так и механически. Он состоит из электромагнитных и набора контактов, выполняющих операцию переключения. Конструкция реле в основном делится на четыре группы. Это контакты, подшипники, электромеханическая конструкция, выводы и корпус.
Контакты — Контакты являются наиболее важной частью реле, влияющей на надежность. Хороший контакт обеспечивает ограниченное контактное сопротивление и снижает износ контактов.Выбор материала контактов зависит от нескольких факторов, таких как природа прерываемого тока, величина прерываемого тока, частота и рабочее напряжение.
Подшипник — Подшипник может быть одношариковым, многоступенчатым, поворотно-шариковым и ювелирным. Одиночный шарикоподшипник используется для обеспечения высокой чувствительности и низкого трения. Многоступенчатый шарикоподшипник обеспечивает низкое трение и большую устойчивость к ударам.
Электромеханическое исполнение — Электромеханическое исполнение включает конструкцию магнитопровода и механическое крепление сердечника, ярма и якоря.Сопротивление магнитного пути остается минимальным, чтобы схема была более эффективной. Электромагнит изготовлен из мягкого железа, ток в катушке обычно ограничен до 5 А, а напряжение в катушке — до 220 В.
Концевые заделки и корпус — Сборка якоря с магнитом и основанием производится с помощью пружины. Пружина изолирована от якоря формованными блоками, которые обеспечивают стабильность размеров. Неподвижные контакты обычно привариваются к клеммной перемычке.
принципов работы альтернативы сверхпроводника
Intel, один из крупнейших производителей микросхем в мире, «сигнализирует о замедлении действия закона Мура» [1]. Компания решила увеличить время между будущими поколениями микросхем. «Технологическая дорожная карта закона Мура, разработанная отраслевой группой, в которую входят крупнейшие мировые производители микросхем, отменяется» [2]. Четыре года назад Боб Колвелл (бывший главный архитектор Intel IA-32 на Pentium Pro, Pentium II, Pentium III и Pentium IV) перефразировал застой полупроводниковой технологии следующим образом [3]: «Официально закон Мура заканчивается в 2020 году в 7 часов. нм, но никого это не волнует, потому что 11 нм не лучше, чем 14 нм, что было лишь незначительно лучше, чем 22 нм »и« с масштабированием Деннарда, уже мертвым с 2004 года, а проблемы рассеивания тепла полностью ограничивают плотность интеграции, эпоха многоядерных процессоров. фактически заканчивается, что приводит к проблеме «темного кремния», т.е.е., только части имеющихся ядер могут работать одновременно ».
Указанные фундаментальные изменения наиболее ярко проявляются в суперкомпьютерной индустрии. Энергоэффективность становится решающим параметром, сдерживающим развитие суперкомпьютеров [4-6]. Уровень энергопотребления самого мощного современного суперкомпьютера Sunway TaihuLight [7] достигает 15,4 МВт.Это соответствует максимальной производительности 93 петафлопс (1 петафлопс — это 10 ¹⁵ операций с плавающей запятой в секунду). Уровень энергопотребления суперкомпьютеров следующего поколения exaFLOPS (10 ¹⁸ FLOPS) прогнозируется [8] на уровне субгигаватт. Это сопоставимо с мощностью, вырабатываемой небольшой силовой установкой, и приводит к затратам в сотни миллионов долларов в год.
Согласно соответствующей дорожной карте [9], целевой уровень энергопотребления суперкомпьютеров exaFLOPS должен быть порядка ≈20 МВт.Это соответствует энергоэффективности 20 пДж / FLOP или 50 GFLOPS / Вт. К сожалению, энергоэффективность современных суперкомпьютеров примерно на порядок меньше требуемой. Например, энергоэффективность [7] Sunway TaihuLight составляет 6 Гфлопс / Вт. Понятно, что сразу после потребности в пространстве и сложной инфраструктуры охлаждения для компьютеров exaFLOPS, энергоэффективность является следующей проблемой в высокопроизводительных вычислениях, которая будет чрезвычайно сложной, даже если ожидаемые достижения в области комплементарной технологии металл-оксид-полупроводник (CMOS) будут учтено [10].Низкая энергоэффективность приводит к высокому энергопотреблению, а также ограничивает тактовую частоту до 4–5 ГГц. Этот частотный предел возникает из-за «температурных» ограничений, накладываемых на уровень интеграции и скорость переключения транзисторов. Отметим, что криогенное охлаждение полупроводниковых чипов проблему не решит [11,12].
Будущее высокопроизводительных вычислений, скорее всего, связано с одной из альтернативных технологий «Пост-Мура», где рассеяние энергии значительно ниже.Ожидается, что будущая ведущая технология будет определена к 2030 году, а период с 2020 по 2030 год станет «десятилетием разнообразия». В этой статье мы рассматриваем одного из самых многообещающих кандидатов на технологическое лидерство: сверхпроводниковые цифровые технологии. Энергия переключения базового элемента здесь составляет порядка 10 ⁻¹⁹ Дж, без штрафа за передачу сигнала. Для определенного алгоритма было показано, что сверхпроводящие схемы на семь порядков более энергоэффективны, чем их полупроводниковые аналоги, включая мощность, необходимую для криогенного охлаждения [13].Уровень зрелости сверхпроводниковой технологии можно проиллюстрировать на концептуальном прототипе сверхпроводящего компьютера, разрабатываемого в рамках программы IARPA «Криогенная вычислительная сложность» [14]. Это 64-битная вычислительная машина, работающая на тактовой частоте 10 ГГц с пропускной способностью 10 ¹³ бит / с и энергоэффективностью 10 ¹⁵ бит / Дж при температуре 4 К. Перспективный Исследование показывает, что сверхпроводниковый компьютер может превзойти свои полупроводниковые аналоги по энергоэффективности на два порядка, показав 250 гигафлопс / Вт [15].
Целью данной статьи является обзор принципов работы сверхпроводящей логики и схем памяти и анализ связанных вопросов, связанных с проектированием компьютерных схем. Мы, конечно, не претендуем на комплексность и рассматриваем только самые распространенные решения. Наш обзор состоит из двух основных частей, описывающих логику и память соответственно.В первой части мы начнем с изучения физических основ работы логических схем. Логика сверхпроводника представлена двумя основными ветвями: логикой цифрового однопотокового кванта (SFQ) и логикой адиабатического сверхпроводника (ASL). Основные принципы работы схемы SFQ показаны на примере наиболее популярной логики быстрого одноканального квантования (RSFQ). Его энергоэффективные преемники и конкуренты, низковольтный RSFQ (LV-RSFQ), энергоэффективный RSFQ (ERSFQ), энергоэффективный SFQ (eSFQ) и обратная квантовая логика (RQL), будут рассмотрены позже.ASL описывается в историческом контексте его развития для сверхэнергетических обратимых вычислений. Современный статус представлен двумя реализациями этой логики. Сверхпроводящие адиабатические ячейки также используются в схемах квантовых компьютеров, таких как те, которые производятся D-Wave Systems.
Вторая часть обзора посвящена криогенной памяти.Описаны четыре подхода: память на основе SQUID, гибридная память Джозефсона – КМОП, магнитная память с произвольным доступом Джозефсона (JMRAM) и магнитная память произвольного доступа с ортогональной спиновой передачей (OST-MRAM). Они представлены в историческом порядке их развития. В конце каждой части нашего обзора мы кратко обсуждаем основные проблемы и направления возможных дальнейших исследований в изучаемой области.
Принцип работы проходного выключателя света: Что такое проходной выключатель: описание и разновидности