Interruttore -Switch

In ingegneria elettrica , un interruttore è un componente elettrico che può disconnettere o collegare il percorso conduttivo in un circuito elettrico , interrompendo la corrente elettrica o deviandola da un conduttore all'altro. Il tipo più comune di interruttore è un dispositivo elettromeccanico costituito da uno o più gruppi di contatti elettrici mobili collegati a circuiti esterni. Quando una coppia di contatti si tocca la corrente può passare tra di loro, mentre quando i contatti sono separati non può fluire corrente.

Gli interruttori sono realizzati in molte configurazioni diverse; possono avere più serie di contatti controllati dalla stessa manopola o attuatore e i contatti possono funzionare contemporaneamente, in sequenza o alternativamente. Un interruttore può essere azionato manualmente, ad esempio un interruttore della luce o un pulsante della tastiera, oppure può funzionare come elemento sensibile per rilevare la posizione di una parte della macchina, il livello del liquido, la pressione o la temperatura, come un termostato . Esistono molte forme specializzate, come l' interruttore a levetta , l'interruttore rotante , l'interruttore a mercurio, l'interruttore a pulsante , l' interruttore di inversione , il relè e l' interruttore automatico . Un uso comune è il controllo dell'illuminazione, in cui più interruttori possono essere cablati in un circuito per consentire un comodo controllo delle lampade. Gli interruttori nei circuiti ad alta potenza devono avere una costruzione speciale per evitare archi distruttivi quando vengono aperti.

Descrizione

Interruttori elettrici. In alto, da sinistra a destra: interruttore automatico, interruttore al mercurio , interruttore wafer, interruttore DIP , interruttore a montaggio superficiale, interruttore reed . In basso, da sinistra a destra: interruttore a parete (stile USA), interruttore a levetta in miniatura, interruttore in linea, interruttore a pulsante, interruttore a bilanciere, microinterruttore.

La forma più familiare di interruttore è un dispositivo elettromeccanico azionato manualmente con uno o più gruppi di contatti elettrici , che sono collegati a circuiti esterni. Ciascun set di contatti può trovarsi in uno dei due stati: "chiuso", che significa che i contatti si toccano e l'elettricità può fluire tra di loro, o "aperto", che significa che i contatti sono separati e l'interruttore non è conduttivo. Il meccanismo che attua la transizione tra questi due stati (aperto o chiuso) è solitamente (ci sono altri tipi di azioni) o un " azione alternativa " (girare l'interruttore per "on" o "off" continui) o " momentaneo " (premere per "on" e rilasciare per "off") digitare.

Un interruttore può essere manipolato direttamente da un essere umano come segnale di controllo a un sistema, come un pulsante della tastiera di un computer, o per controllare il flusso di corrente in un circuito, come un interruttore della luce . Gli interruttori azionati automaticamente possono essere utilizzati per controllare i movimenti delle macchine, ad esempio per indicare che la porta di un garage ha raggiunto la sua posizione completamente aperta o che una macchina utensile è in grado di accettare un altro pezzo. Gli interruttori possono essere azionati da variabili di processo come pressione, temperatura, flusso, corrente, tensione e forza, agendo come sensori in un processo e utilizzati per controllare automaticamente un sistema. Ad esempio, un termostato è un interruttore a temperatura utilizzato per controllare un processo di riscaldamento. Un interruttore azionato da un altro circuito elettrico è chiamato relè . Gli interruttori di grandi dimensioni possono essere azionati a distanza da un meccanismo di azionamento del motore. Alcuni interruttori vengono utilizzati per isolare l'alimentazione elettrica da un sistema, fornendo un punto di isolamento visibile che può essere chiuso con lucchetto se necessario per prevenire l'azionamento accidentale di una macchina durante la manutenzione o per evitare scosse elettriche.

Un interruttore ideale non avrebbe cadute di tensione quando è chiuso e non avrebbe limiti di tensione o corrente. Avrebbe tempo di salita e di caduta zero durante i cambi di stato e cambierebbe stato senza "rimbalzare" tra le posizioni di accensione e spegnimento.

Gli interruttori pratici non sono all'altezza di questo ideale; come risultato di rugosità e film di ossido, mostrano resistenza di contatto , limiti di corrente e tensione che possono gestire, tempo di commutazione finito, ecc. L'interruttore ideale è spesso utilizzato nell'analisi dei circuiti in quanto semplifica notevolmente il sistema di equazioni da risolvere , ma questo può portare a una soluzione meno accurata. Il trattamento teorico degli effetti delle proprietà non ideali è richiesto nella progettazione di grandi reti di switch, come ad esempio quelle utilizzate nelle centrali telefoniche.

Contatti

Un interruttore a levetta in posizione "on".

Nel caso più semplice, un interruttore ha due pezzi conduttori, spesso metallici , detti contatti , collegati ad un circuito esterno, che si toccano per completare (chiudere) il circuito, e separarsi per aprire (interrompere) il circuito. Il materiale di contatto è scelto per la sua resistenza alla corrosione, perché la maggior parte dei metalli forma ossidi isolanti che impedirebbero il funzionamento dell'interruttore. I materiali di contatto sono scelti anche in base a conducibilità elettrica , durezza (resistenza all'usura abrasiva), resistenza meccanica, basso costo e bassa tossicità. La formazione di strati di ossido sulla superficie di contatto, così come la rugosità superficiale e la pressione di contatto, determinano la resistenza di contatto e la corrente di bagnatura di un interruttore meccanico. A volte i contatti sono placcati con metalli nobili , per la loro eccellente conduttività e resistenza alla corrosione. Possono essere progettati per strofinarsi l'uno contro l'altro per eliminare qualsiasi contaminazione. A volte vengono utilizzati conduttori non metallici, come la plastica conduttiva. Per prevenire la formazione di ossidi isolanti, è possibile specificare una corrente di bagnatura minima per un determinato progetto di interruttore.

Terminologia di contatto

Interruttore a coltello a triplo polo a corsa singola (TPST o 3PST) utilizzato per cortocircuitare gli avvolgimenti di una turbina eolica trifase a scopo frenante . Qui l'interruttore è mostrato in posizione aperta.

In elettronica, gli interruttori sono classificati in base alla disposizione dei loro contatti. Si dice che una coppia di contatti sia " chiusa " quando la corrente può fluire dall'uno all'altro. Quando i contatti sono separati da un traferro isolante , si dice che sono " aperti " e non può fluire corrente tra di loro a tensioni normali. Sono ampiamente utilizzati anche i termini " make " per la chiusura dei contatti e " break " per l'apertura dei contatti.

I termini polo e lancio sono usati anche per descrivere le variazioni dei contatti dell'interruttore. Il numero di " poli " è il numero di interruttori elettricamente separati che sono controllati da un singolo attuatore fisico. Ad esempio, un interruttore " 2 poli " ha due gruppi di contatti separati e paralleli che si aprono e si chiudono all'unisono tramite lo stesso meccanismo. Il numero di " lancio " è il numero di scelte di percorso di cablaggio separate diverse da "aperte" che l'interruttore può adottare per ciascun polo. Un interruttore a corsa singola ha una coppia di contatti che possono essere chiusi o aperti. Un interruttore a doppia corsa ha un contatto che può essere collegato a uno degli altri due contatti, un interruttore a tripla corsa ha un contatto che può essere collegato a uno di altri tre contatti, ecc.

In un interruttore in cui i contatti rimangono in uno stato a meno che non vengano azionati, come un interruttore a pulsante , i contatti possono essere normalmente aperti (abbreviati " no " o " no ") fino a quando non vengono chiusi dall'azionamento dell'interruttore o normalmente chiusi ( " nc " o " nc ") e aperti dall'azione dell'interruttore. Un interruttore con entrambi i tipi di contatto è chiamato interruttore di commutazione o interruttore a doppia corsa . Questi possono essere " make-before-break " (" MBB " o cortocircuito) che collega momentaneamente entrambi i circuiti, oppure possono essere " break-before-make " (" BBM " o non-cortocircuito) che interrompe un circuito prima di chiudere l'altro .

Questi termini hanno dato origine ad abbreviazioni per i tipi di interruttore che vengono utilizzati nell'industria elettronica come " unipolare, unidirezionale " (SPST) (il tipo più semplice, "acceso o spento") o " unipolare, double-throw " (SPDT), collegando uno dei due terminali al terminale comune. Nel cablaggio dell'energia elettrica (cioè, cablaggio di casa ed edificio da parte di elettricisti ), i nomi generalmente implicano il suffisso "-way" ; tuttavia, questi termini differiscono tra l'inglese britannico e l'inglese americano (cioè, i termini a due vie ea tre vie sono usati con significati diversi).

Specifica elettronica e abbreviazione Espansione
dell'abbreviazione
_
Nome del cablaggio di
rete britannico

Nome del cablaggio
elettrico americano

Descrizione Simbolo
SPST Un solo palo, un solo lancio Senso unico A due vie Un semplice interruttore on-off: i due terminali sono collegati insieme o scollegati l'uno dall'altro. Un esempio è un interruttore della luce . SPST-Switch.svg
SPST-NO

Modulo A

Unipolare, una mandata, normalmente aperta Un semplice interruttore on-off. I due terminali sono normalmente scollegati (aperti) e sono chiusi quando l'interruttore è attivato. Un esempio è un interruttore a pulsante .
SPST-NC

Modulo B

Unipolare, una mandata, normalmente chiusa Un semplice interruttore on-off. I due terminali sono normalmente collegati tra loro (chiusi) e sono aperti quando l'interruttore è attivato. Un esempio è un interruttore a pulsante . SPST-NC-Switch.svg
SPDT

Modulo C

Singolo palo, doppia mandata A due vie A tre vie Un semplice interruttore di commutazione break-fore-make: C (COM, Common) è collegato a L1 o a L2. SPDT-Switch.svg
SPCO
SPTT, co
Unipolare in scambio
o
unipolare, centrale o
unipolare, tripla mandata
    Simile a SPDT . Alcuni fornitori utilizzano SPCO/SPTT per interruttori con una posizione off stabile al centro e SPDT per quelli senza.
DPST Doppio palo, una mandata Doppio polo Doppio polo Equivalente a due interruttori SPST controllati da un unico meccanismo. DPST-simbolo.svg
DPDT Doppio palo, doppio lancio Equivalente a due interruttori SPDT controllati da un unico meccanismo. DPDT-simbolo.svg
DPCO Doppio polo in scambio
o bipolare, centrato
    Schematicamente equivalente a DPDT . Alcuni fornitori utilizzano DPCO per interruttori con una posizione centrale stabile e DPDT per quelli senza. Un interruttore DPDT/DPCO con una posizione centrale può essere "off" al centro, non collegato a L1 o L2, o "on", collegato a L1 e L2 contemporaneamente. Le posizioni di tali interruttori sono comunemente indicate rispettivamente come "on-off-on" e "on-on-on".
    Interruttore intermedio Interruttore a quattro vie Interruttore DPDT cablato internamente per applicazioni di inversione di polarità: solo quattro fili anziché sei vengono portati all'esterno dell'alloggiamento dell'interruttore. Crossover-switch-symbol.svg
2P6T Due poli, sei tiri Commutatore con una COM (Comune), che può collegarsi a L1, L2, L3, L4, L5 o L6; con un secondo interruttore (2P, bipolare) comandato da un unico meccanismo. 2P6T-simbolo.svg

Gli interruttori con un numero maggiore di poli o lanci possono essere descritti sostituendo la "S" o la "D" con un numero (es. 3PST, SP4T, ecc.) o in alcuni casi la lettera "T" (per "tripla") o " Q" (per "quadrupla"). Nel resto di questo articolo verranno utilizzati i termini SPST , SPDT e intermedio per evitare l'ambiguità.

Rimbalzo del contatto

Istantanea del rimbalzo dell'interruttore su un oscilloscopio . L'interruttore rimbalza tra on e off diverse volte prima di stabilizzarsi.

Il rimbalzo del contatto (chiamato anche chatter ) è un problema comune con interruttori e relè meccanici , che si presenta come risultato di fenomeni di resistenza di contatto elettrico (ECR) alle interfacce. I contatti dell'interruttore e del relè sono generalmente realizzati in metalli elastici. Quando i contatti colpiscono insieme, il loro slancio e la loro elasticità agiscono insieme per farli rimbalzare una o più volte prima di stabilire un contatto costante. Il risultato è una corrente elettrica pulsata rapidamente invece di una transizione netta da zero a piena corrente. L'effetto è solitamente irrilevante nei circuiti di alimentazione, ma causa problemi in alcuni circuiti analogici e logici che rispondono abbastanza velocemente da interpretare erroneamente gli impulsi on-off come un flusso di dati. Nella progettazione di microcontatti, il controllo della struttura superficiale (rugosità superficiale ) e la riduzione al minimo della formazione di strati passivati ​​sulle superfici metalliche sono fondamentali per inibire le vibrazioni.

Gli effetti del rimbalzo del contatto possono essere eliminati mediante l'uso di contatti bagnati di mercurio , ma ora questi sono usati raramente a causa dei rischi del mercurio. In alternativa, le tensioni del circuito di contatto possono essere filtrate passa-basso per ridurre o eliminare la comparsa di impulsi multipli. Nei sistemi digitali, più campioni dello stato di contatto possono essere prelevati a bassa frequenza ed esaminati per una sequenza costante, in modo che i contatti possano stabilizzarsi prima che il livello di contatto sia considerato affidabile e seguito. I segnali di rimbalzo nei contatti dell'interruttore SPDT possono essere filtrati utilizzando un flip-flop SR (latch) o un trigger Schmitt . Tutti questi metodi sono indicati come "rimbalzo".

Nell'organo Hammond , più fili vengono premuti insieme sotto i tasti del pianoforte dei manuali. La loro chiusura rimbalzante e non sincrona degli interruttori è nota come Hammond Click ed esistono composizioni che utilizzano ed enfatizzano questa caratteristica. Alcuni organi elettronici hanno una replica commutabile di questo effetto sonoro.

Archi e tempra

Quando la potenza commutata è sufficientemente grande, il flusso di elettroni attraverso l'apertura dei contatti dell'interruttore è sufficiente per ionizzare le molecole d'aria attraverso il minuscolo spazio tra i contatti quando l'interruttore viene aperto, formando un plasma gassoso , noto anche come arco elettrico . Il plasma è di bassa resistenza ed è in grado di sostenere il flusso di potenza, anche con la distanza di separazione tra i contatti dell'interruttore in costante aumento. Il plasma è anche molto caldo ed è in grado di erodere le superfici metalliche dei contatti dell'interruttore. L'arco di corrente elettrica provoca un degrado significativo dei contatti e anche una significativa interferenza elettromagnetica (EMI), richiedendo l'uso di metodi di soppressione dell'arco .

Quando la tensione è sufficientemente alta, può anche formarsi un arco quando l'interruttore è chiuso e i contatti si avvicinano. Se il potenziale di tensione è sufficiente a superare la tensione di rottura dell'aria che separa i contatti, si forma un arco che si mantiene finché l'interruttore non si chiude completamente e le superfici dell'interruttore entrano in contatto.

In entrambi i casi, il metodo standard per ridurre al minimo la formazione di archi e prevenire danni ai contatti consiste nell'utilizzare un meccanismo di commutazione a movimento rapido, in genere utilizzando un meccanismo di ribaltamento a molla per assicurare un rapido movimento dei contatti di commutazione, indipendentemente dalla velocità alla quale il il controllo dell'interruttore è azionato dall'utente. Il movimento della leva di comando dell'interruttore applica la tensione a una molla fino a quando non viene raggiunto un punto di ribaltamento e i contatti si aprono o si chiudono improvvisamente quando la tensione della molla viene rilasciata.

All'aumentare della potenza commutata, vengono utilizzati altri metodi per ridurre al minimo o prevenire la formazione di archi. Un plasma è caldo e aumenterà a causa delle correnti d'aria di convezione . L'arco può essere estinto con una serie di lame non conduttive che coprono la distanza tra i contatti dell'interruttore e, all'aumentare dell'arco, la sua lunghezza aumenta mentre forma creste che salgono negli spazi tra le lame, fino a quando l'arco è troppo lungo per rimanere sostenuto e si spegne. Un puffer può essere utilizzato per soffiare un'improvvisa raffica di gas ad alta velocità attraverso i contatti dell'interruttore, che estende rapidamente la lunghezza dell'arco per estinguerlo rapidamente.

Gli interruttori estremamente grandi hanno spesso contatti dell'interruttore circondati da qualcosa di diverso dall'aria per estinguere più rapidamente l'arco. Ad esempio, i contatti dell'interruttore possono funzionare nel vuoto, immersi in olio minerale o in esafluoruro di zolfo .

Nel servizio di alimentazione CA, la corrente passa periodicamente per zero; questo effetto rende più difficile sostenere un arco in apertura. I produttori possono valutare gli interruttori con una tensione o una corrente nominale inferiori se utilizzati nei circuiti CC.

Commutazione di potenza

Quando un interruttore è progettato per commutare una potenza significativa, è necessario considerare lo stato transitorio dell'interruttore e la capacità di resistere a correnti operative continue. Quando un interruttore è nello stato acceso, la sua resistenza è prossima allo zero e nei contatti viene scaricata pochissima potenza; quando un interruttore è nello stato spento, la sua resistenza è estremamente elevata e ancora meno potenza viene interrotta nei contatti. Tuttavia, quando l'interruttore viene attivato, la resistenza deve passare attraverso uno stato in cui un quarto della potenza nominale del carico (o peggio se il carico non è puramente resistivo) viene brevemente lasciato cadere nell'interruttore.

Per questo motivo, gli interruttori di alimentazione destinati a interrompere una corrente di carico sono dotati di meccanismi a molla per garantire che il passaggio tra accensione e spegnimento sia il più breve possibile indipendentemente dalla velocità con cui l'utente sposta il bilanciere.

Gli interruttori di alimentazione di solito sono di due tipi. Un interruttore di accensione/spegnimento momentaneo (ad esempio su un puntatore laser ) di solito assume la forma di un pulsante e chiude il circuito solo quando il pulsante viene premuto. Un normale interruttore on-off (come quello di una torcia ) ha una funzione on-off costante. Gli interruttori a doppia azione incorporano entrambe queste caratteristiche.

Carichi induttivi

Quando un carico fortemente induttivo come un motore elettrico viene spento, la corrente non può scendere istantaneamente a zero; una scintilla salterà attraverso i contatti di apertura. Gli interruttori per carichi induttivi devono essere classificati per gestire questi casi. La scintilla provocherà interferenza elettromagnetica se non viene soppressa; una rete soppressore di un resistore e un condensatore in serie spegnerà la scintilla.

Carichi incandescenti

Un interruttore a parete "T" (la T sta per filamento di tungsteno ) adatto per carichi a incandescenza.

Una volta accesa, una lampada a incandescenza assorbe una grande corrente di spunto di circa dieci volte la corrente di stato stazionario; quando il filamento si riscalda, la sua resistenza aumenta e la corrente diminuisce fino a raggiungere un valore stazionario. Un interruttore progettato per un carico di lampade a incandescenza può resistere a questa corrente di spunto.

Corrente bagnante

La corrente di bagnatura è la corrente minima che deve fluire attraverso un interruttore meccanico mentre viene azionato per rompere qualsiasi pellicola di ossidazione che potrebbe essere stata depositata sui contatti dell'interruttore. Il film di ossidazione si verifica spesso in aree con elevata umidità . Fornire una quantità sufficiente di corrente di bagnatura è un passaggio cruciale nella progettazione di sistemi che utilizzano interruttori delicati con una piccola pressione di contatto come ingressi del sensore. In caso contrario, gli interruttori potrebbero rimanere elettricamente "aperti" a causa dell'ossidazione dei contatti.

Attuatore

La parte mobile che applica la forza di azionamento ai contatti è chiamata attuatore , e può essere una leva o un carrello , un bilanciere , un pulsante o qualsiasi tipo di leveraggio meccanico (vedi foto).

Interruttori distorti

Un interruttore normalmente mantiene la sua posizione impostata una volta azionato. Un interruttore polarizzato contiene un meccanismo che lo fa scattare in un'altra posizione quando viene rilasciato da un operatore. L'interruttore a pulsante momentaneo è un tipo di interruttore polarizzato. Il tipo più comune è un interruttore "push-to-make" (o normalmente aperto o NO), che entra in contatto quando si preme il pulsante e si rompe quando si rilascia il pulsante. Ogni tasto della tastiera di un computer, ad esempio, è un interruttore "push-to-make" normalmente aperto. Un interruttore "push-to-break" (o normalmente chiuso o NC), invece, interrompe il contatto quando viene premuto il pulsante ed entra in contatto quando viene rilasciato. Un esempio di interruttore push-to-break è un pulsante utilizzato per sbloccare una porta tenuta chiusa da un elettromagnete . La lampada interna di un frigorifero domestico è controllata da un interruttore che viene tenuto aperto quando la porta è chiusa.

Interruttore rotante

Un interruttore rotante impilato a tre piani. Un numero qualsiasi di elementi di commutazione può essere impilato in questo modo, utilizzando un albero più lungo e distanziatori distanziatori aggiuntivi tra ciascun elemento di commutazione.

Un interruttore rotante funziona con un movimento di rotazione della maniglia di comando con almeno due posizioni. Una o più posizioni dell'interruttore possono essere momentanee (polarizzate con una molla), richiedendo all'operatore di tenere l'interruttore in posizione. Altre posizioni possono avere un fermo per mantenere la posizione quando vengono rilasciate. Un interruttore rotante può avere più livelli o "ponti" per consentirgli di controllare più circuiti.

Una forma di interruttore rotante consiste in un mandrino o "rotore" che ha un braccio di contatto o "raggio" che sporge dalla sua superficie come una camma. Ha una serie di terminali, disposti in cerchio attorno al rotore, ciascuno dei quali funge da contatto per il "raggio" attraverso il quale è possibile collegare al rotore uno qualsiasi di diversi circuiti elettrici. L'interruttore è stratificato per consentire l'uso di più poli, ogni strato equivale a un polo. Di solito un tale interruttore ha un meccanismo di arresto in modo che "scatti" da una posizione attiva all'altra piuttosto che si blocca in una posizione intermedia. Pertanto un interruttore rotante fornisce maggiori capacità di polo e lancio rispetto agli interruttori più semplici.

Altri tipi utilizzano un meccanismo a camma per azionare più insiemi indipendenti di contatti.

Gli interruttori rotanti sono stati utilizzati come selettori di canale sui ricevitori televisivi fino all'inizio degli anni '70, come selettori di gamma su apparecchiature di misurazione elettrica, come selettori di banda su radio multibanda e altri scopi simili. Nell'industria, gli interruttori rotanti vengono utilizzati per il controllo di strumenti di misura, quadri o circuiti di controllo. Ad esempio, un carroponte radiocomandato può avere un grande interruttore rotante multicircuito per trasferire i segnali di controllo cablati dai comandi manuali locali nella cabina alle uscite del ricevitore del telecomando.

Interruttore a levetta

Un interruttore a levetta con quattro ingressi e uscite.
Banco di interruttori a levetta sul pannello frontale di un minicomputer Data General Nova .
Interruttori a levetta con la copertura condivisa che impediscono determinate combinazioni vietate

Un interruttore a levetta o interruttore a levetta è una classe di interruttori elettrici azionati manualmente da una leva meccanica , una maniglia o un meccanismo oscillante.

Gli interruttori a levetta sono disponibili in molti stili e dimensioni differenti e sono utilizzati in numerose applicazioni. Molti sono progettati per fornire l'attivazione simultanea di più set di contatti elettrici o il controllo di grandi quantità di corrente elettrica o tensioni di rete .

La parola "toggle" è un riferimento a una specie di meccanismo o giunto costituito da due bracci, quasi in linea tra loro, collegati da un perno a gomito. Tuttavia, la frase "interruttore a levetta" viene applicata a un interruttore con una maniglia corta e un'azione a scatto positiva, indipendentemente dal fatto che contenga effettivamente un meccanismo a levetta o meno. Allo stesso modo, un interruttore in cui si sente un clic definitivo, è chiamato "interruttore on-off positivo". Un uso molto comune di questo tipo di interruttore è quello di accendere o spegnere luci o altre apparecchiature elettriche. Più interruttori a levetta possono essere interbloccati meccanicamente per evitare combinazioni vietate.

In alcuni contesti, in particolare informatici , un interruttore a levetta, o l'azione di commutazione, è inteso nel diverso senso di un interruttore meccanico o software che alterna due stati ogni volta che viene attivato, indipendentemente dalla costruzione meccanica. Ad esempio, il tasto Bloc Maiusc su un computer fa sì che tutte le lettere vengano generate in maiuscolo dopo che è stato premuto una volta; premendolo di nuovo si torna alle lettere minuscole.

Tipi speciali

Interruttore a galleggiante aperto di una pompa per acque sporche

Gli interruttori possono essere progettati per rispondere a qualsiasi tipo di stimolo meccanico: ad esempio, vibrazione (l'interruttore del tremolatore), inclinazione, pressione dell'aria, livello del fluido (un interruttore a galleggiante ), rotazione di una chiave ( interruttore a chiave ), movimento lineare o rotatorio (un finecorsa o microinterruttore ), o presenza di un campo magnetico (l' interruttore reed ). Molti interruttori sono azionati automaticamente da cambiamenti in alcune condizioni ambientali o dal movimento di macchinari. Un interruttore di fine corsa viene utilizzato, ad esempio, nelle macchine utensili per collegare il funzionamento con la posizione corretta degli utensili. Nei sistemi di riscaldamento o raffreddamento un interruttore a vela assicura che il flusso d'aria sia adeguato in un condotto. I pressostati rispondono alla pressione del fluido.

Interruttore di inclinazione a mercurio

L'interruttore del mercurio è costituito da una goccia di mercurio all'interno di un bulbo di vetro con due o più contatti. I due contatti passano attraverso il vetro e sono collegati dal mercurio quando il bulbo viene inclinato per far rotolare il mercurio su di essi.

Questo tipo di interruttore ha prestazioni molto migliori rispetto all'interruttore di inclinazione a sfera, in quanto la connessione in metallo liquido non è influenzata da sporco, detriti e ossidazione, bagna i contatti garantendo una connessione senza rimbalzi di resistenza molto bassa e movimento e vibrazioni non producono un cattivo contatto. Questi tipi possono essere utilizzati per lavori di precisione.

Può essere utilizzato anche dove l'arco elettrico è pericoloso (ad esempio in presenza di vapori esplosivi) poiché l'intera unità è sigillata.

Interruttore a coltello

Un sezionatore ad alta tensione utilizzato in una sottostazione elettrica. Tali interruttori vengono utilizzati principalmente per isolare i circuiti e di solito non possono interrompere la corrente di carico. Sono disponibili interruttori ad alta tensione per le più alte tensioni di trasmissione, fino a 1 milione di volt. Questo interruttore è azionato in modo che tutte e tre le fasi siano interrotte contemporaneamente.

Gli interruttori a coltello sono costituiti da una lama metallica piatta, incernierata a un'estremità, con una maniglia isolante per il funzionamento e un contatto fisso. Quando l'interruttore è chiuso, la corrente scorre attraverso il perno incernierato e la lama e attraverso il contatto fisso. Tali interruttori di solito non sono chiusi. Il coltello e i contatti sono in genere formati da rame , acciaio o ottone , a seconda dell'applicazione. I contatti fissi possono essere protetti con una molla. Diverse lame parallele possono essere azionate contemporaneamente da una maniglia. Le parti possono essere montate su una base isolante con terminali per il cablaggio, oppure possono essere imbullonate direttamente a un quadro elettrico isolato in un grande assieme. Poiché i contatti elettrici sono scoperti, l'interruttore viene utilizzato solo dove le persone non possono entrare in contatto accidentalmente con l'interruttore o dove la tensione è così bassa da non rappresentare un pericolo.

Gli interruttori a coltello sono realizzati in molte dimensioni, da interruttori in miniatura a dispositivi di grandi dimensioni utilizzati per trasportare migliaia di ampere. Nella trasmissione e distribuzione elettrica, gli interruttori azionati in gruppo vengono utilizzati nei circuiti fino alle tensioni più elevate.

Gli svantaggi dell'interruttore a coltello sono la velocità di apertura lenta e la vicinanza dell'operatore a parti in tensione esposte. I sezionatori di sicurezza con custodia in metallo vengono utilizzati per l'isolamento dei circuiti nella distribuzione di energia industriale. A volte sono montate lame ausiliarie caricate a molla che trasportano momentaneamente la piena corrente durante l'apertura, quindi si separano rapidamente per estinguere rapidamente l'arco.

Interruttore a pedale

Un interruttore a pedale è un interruttore robusto che viene azionato dalla pressione del piede. Un esempio di utilizzo è nel controllo di una macchina utensile, consentendo all'operatore di avere entrambe le mani libere per manipolare il pezzo. Anche i comandi a pedale dei pedali degli effetti e dell'amplificatore di un chitarrista elettrico sono interruttori a pedale.

Interruttore di inversione

Un interruttore DPDT ha sei connessioni, ma poiché l'inversione di polarità è un uso molto comune degli interruttori DPDT, alcune varianti dell'interruttore DPDT sono cablate internamente specificamente per l'inversione di polarità. Questi interruttori crossover hanno solo quattro terminali anziché sei. Due dei terminali sono ingressi e due uscite. Quando è collegato a una batteria oa un'altra sorgente CC, l'interruttore a 4 vie seleziona la polarità normale o invertita. Tali interruttori possono essere utilizzati anche come interruttori intermedi in un sistema di commutazione a più vie per il controllo delle lampade mediante più di due interruttori.

Interruttori della luce

Nel cablaggio degli edifici, gli interruttori della luce sono installati in posizioni convenienti per controllare l'illuminazione e, occasionalmente, altri circuiti. Mediante l'uso di interruttori multipolari, è possibile ottenere il controllo multidirezionale di una lampada da due o più punti, come le estremità di un corridoio o un vano scala. Un interruttore della luce wireless consente il controllo remoto delle lampade per comodità; alcune lampade includono un interruttore a sfioramento che controlla elettronicamente la lampada se toccato ovunque. Negli edifici pubblici vengono utilizzati diversi tipi di interruttori antivandalici per prevenire l'uso non autorizzato.

Interruttori a scorrimento

Gli interruttori a scorrimento sono interruttori meccanici che utilizzano un cursore che si sposta (scorre) dalla posizione aperta (spenta) alla posizione chiusa (accesa).

Interruttori elettronici

Tre interruttori a pulsante (interruttori tattili). La scala maggiore è pollici.

Un relè è un interruttore azionato elettricamente. Molti relè utilizzano un elettromagnete per azionare meccanicamente un meccanismo di commutazione, ma vengono utilizzati anche altri principi di funzionamento. I relè a stato solido controllano i circuiti di alimentazione senza parti mobili, utilizzando invece un dispositivo a semiconduttore per eseguire la commutazione, spesso un raddrizzatore o un triac controllato al silicio .

L' interruttore analogico utilizza due transistor MOSFET in una disposizione di gate di trasmissione come interruttore che funziona in modo molto simile a un relè, con alcuni vantaggi e diverse limitazioni rispetto a un relè elettromeccanico.

I transistor di potenza in un regolatore di tensione a commutazione , come un alimentatore , vengono utilizzati come un interruttore per consentire alternativamente il flusso di corrente e bloccare il flusso di corrente.

Molte persone usano la metonimia per chiamare una varietà di dispositivi "interruttori" che collegano o disconnettono concettualmente segnali e percorsi di comunicazione tra dispositivi elettrici, analogamente al modo in cui gli interruttori meccanici collegano e scollegano i percorsi per il flusso di elettroni tra due conduttori. I primi sistemi telefonici utilizzavano un interruttore Strowger azionato automaticamente per collegare i chiamanti; centrali telefoniche contengono oggi uno o più interruttori crossbar .

Dall'avvento della logica digitale negli anni '50, il termine interruttore si è diffuso a una varietà di dispositivi attivi digitali come transistor e porte logiche la cui funzione è cambiare il loro stato di uscita tra due livelli logici o collegare diverse linee di segnale , e persino computer, switch di rete , la cui funzione è fornire connessioni tra diverse porte in una rete di computer . L' interruttore elettronico più utilizzato nei circuiti digitali è il transistor a effetto di campo (MOSFET) a semiconduttore di ossido di metallo.

Il termine "commutato" viene applicato anche alle reti di telecomunicazioni e indica una rete a commutazione di circuito , che fornisce circuiti dedicati per la comunicazione tra i nodi finali, come la rete telefonica pubblica commutata . La caratteristica comune a tutti questi usi è che si riferiscono a dispositivi che controllano uno stato binario : sono accesi o spenti , chiusi o aperti , connessi o non connessi .

Altri interruttori

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