Положение переключателя в электрической цепи: 3 вида устройств, механизм действия

Что такое переключатели, включатели и выключатели, их виды и обозначение

Коммутационные устройства — это большая группа элементов электро- и радиоаппаратуры, предназначенных для включения, выключения и переключения различных электрических цепей (выключатели, переключатели, реле и т. п.). Любой из этих элементов содержит одну или несколько групп контактов и механизм, с помощью которого они могут быть замкнуты или разомкнуты.

Условные графические обозначения подавляющего большинства выключателей, переключателей и реле построены на основе базовых символов замыкающего, размыкающего и переключающего контактов и их разновидностей.

Рис. 1. Выключатель и условное обозначение на схемах.

Выключатели

Выключатели используют для соединения и разъединения электрических цепей. У этих изделий два рабочих положения: «включено» и «выключено». Соединение и разъединение цепи (замыкание и размыкание) осуществляется подвижным контактом, который либо постоянно соединен с одним из неподвижных контактов, а с другим соединяется при установке ручки переключателя в положение «включено», либо выполнен в виде перемычки, соединяющей неподвижные контакты в этом же положении.

Однако независимо от конструкции коммутационного узла замыкающий контакт изображают на схемах одинаково — в виде наклонной линии в разрыве линии электрической связи (рис. 1 слева).

В отличие от замыкающего контакта, который всегда показывают в разомкнутом положении, размыкающий контакт изображают в замкнутом положении. ГОСТ 2.755—74 устанавливает три равноправных символа такого контакта (рис. 1 справа), однако в пределах одной схемы рекомендуется пользоваться каким-либо Одним из них. Н

аправление движения подвижного контакта (как размыкающего, так и замыкающего) из начального положения в конечное стандарт не устанавливает (за исключением случаев, о которых будет сказано далее).

Сложные выключатели, предназначенные для одновременной коммутации нескольких электрических цепей, могут содержать несколько замыкающих или размыкающих контактов или их комбинации.

При совмещенном изображении такого выключателя (т. е. в одном месте схемы) линии, обозначающие подвижные контакты, изображают параллельно одна другой и соединяют символом механической связи — двумя сплошными линиями. Символы двух таких выключателей приведены на рис. 2. Первый из них (рис. 2,а) содержит два замыкающих контакта.

Рис. 2. Сложные выключатели.

Им можно включить (замкнуть) две электрические цепи, например оба провода сетевого питания прибора или по одному проводу в цепях питания сразу двух приборов. С помощью второго выключателя (рис. 2,6) можно, например, включить питание измерительного прибора и одновременно разомкнуть чувствительный стрелочный измеритель тока.

Если по каким-либо причинам контактные группы сложного выключателя приходится изображать в разных частях схемы, каждый из символов подвижных контактов снабжают отрезком штриховой линии механической связи, а принадлежность к одному изделию указывают в позиционном обозначении (рис. 2,в, контактные группы SA1.1, SA1.2 и SA1.3 принадлежат выключателю SA1).

Говоря о символах замыкающего и размыкающего контактов, мы имели в виду, что их подвижные части могут быть зафиксированы как в замкнутом, так и в разомкнутом положениях. Однако есть выключатели, у которых в одном из этих положений контакты не фиксируются, т. е. после устранения действующей на них силы они возвращаются в исходное состояние.

Такие контакты изображают на схемах иначе. Если хотят показать, что контакт не фиксируется в замкнутом положении, на конце линии электрической связи, символизирующем неподвижный контакт, изображают небольшой треугольник,’ вершина которого как бы отталкивает символ подвижного контакта (рис. 3,а). Аналогично поступают и с символом размыкающего контакта, не фиксирующегося в разомкнутом положении (рис. 3,6).

Рис. 3 и Рис. 4. Сдвоенные выключатели.

Среди выключателей есть и такие, у которых один подвижный контакт может одновременно замыкать или размыкать две электрические цепи. Символы такого контакта наглядно передают эту идею (рис. 4,в — контакт с двойным замыканием, рис. 4, б — с двойным размыканием).

Стандарт ЕСКД предусматривает обозначение и таких особенностей выключателей, как неодновременность срабатывания контактов в группе, наличие фиксации в замкнутом или разомкнутом положении контактов выключателей, управляемых кнопками (имеется в виду, что в обычном исполнении такие коммутационные изделия не имеют фиксации), чувствительность к воздействию внешних факторов и т. д.

Отличительным признаком контакта, срабатывающего раньше остальных, является короткая черточка на конце символа подвижного контакта, направленная в сторону его движения при срабатывании. Обозначение срабатывающего с опережением замыкающего контакта показано на рис. 4,а, размыкающего — на рис. 4,б. Если же необходимо указать, что контакт, наоборот, срабатывает позже других в группе, черточку направляют в противоположную сторону (рис. 4,в, г).

Рис. 5. Обозначение срабатывающего с опережением замыкающего контакта.

Символы контактов без самовозврата после срабатывания используют в обозначениях кнопочных выключателей, поэтому, кроме знака отсутствия самовозврата (небольшой кружок на символе неподвижного контакта) в них вводят и символ ручного привода — кнопки.

Рис. 6. Обозначение кнопочных выключателей.

Для примера на рис. 6,а приведено условное обозначение кнопочного выключателя с возвратом в исходное положение путем вытягивания кнопки, на рис. 6,6 — с возвратом посредством повторного нажатия на кнопку, а на рис. 6,а — с возвратом посредством отдельного привода, например нажатием специальной кнопки «Сброс».

Признаком контактов, автоматически возвращающихся в исходное положение при перегрузке цепи или превышении допустимых пределов изменения внешних факторов (например, температуры), является знак в виде небольшого прямоугольника на символе подвижного контакта.

Физическую величину, под действием которой контакт возвращается в исходное положение, обозначают общепринятым буквенным символом и математическим знаком «>» (больше) или « » (см. рис. 7,а), то это означает, что он реагирует на превышение напряжения сверх допустимого уровня, а этот же буквенный символ со знаком « PCBWay – всего $5 за 10 печатных плат, первый заказ для новых клиентов БЕСПЛАТЕН

Переключатели на два направления: однополюсные, двухполюсные, одноклавишные

Переключатель на два направления (двухполюсный) также относится к электрическим коммутационным устройствам, как и обычный (однополюсный) выключатель. Но если последний позволяет только разорвать или соединить электрическую цепь, то переключатели могут оперировать несколькими соединениями. На рисунке ниже наглядно показаны их основные отличия.

Схематическое изображение различных коммутационных устройств

На рисунке показано:

1. обычный выключатель и вариант его подключения;
2. пример использования сдвоенного выключателя;
3. подключение двухполюсного выключателя;
4. коммутатор.

Заметим, что переключатели могут быть на два и более направлений, например, четырехполюсный или силовой трехфазный. О последних имеет смысл рассказать более подробно.

Трехфазные коммутаторы

Трехфазные силовые переключатели широко применяются в схемах управления мощными асинхронными электродвигателями, их назначение – переключение обмотки со «звезды» на «треугольник». Такая реализация позволяет существенно снизить пусковой ток. На рисунке показана схема такого подключения.

Схема переключения обмоток электродвигателя

Обозначения на схеме:

• А, В, С – фазы питания;
• С1, С2, С3, С4, С5, С6 – выходы обмоток электродвигателя;
• SA – трехполюсный силовой коммутатор.

Запуск электродвигателя происходит, когда его обмотки соединены «звездой», при входе в штатный режим, осуществляется переключение на «треугольник».

Многопозиционные коммутаторы модульного типа

Кулачковый пакетный переключатель — наиболее распространенный тип данных устройств, как и другие коммутаторы, он применяется для управления различными видами электрических нагрузок.

Кулачковые переключатели

Сфера применения кулачковых коммутаторов довольно обширна, приведем несколько примеров их использования:

• коммутационные щиты управления переменным и постоянным током;
• системы аварийного выключения, автоматического ввода резерва, переключения режимов работы электродвигателей;
• управление трансформаторными подстанциями и освещением;
• оборудование для подстанций (управление заземлителями, секционными выключателями, разъединителями и т.д.);
• переключение режимов нагревательного оборудования (включение, выключение, переключение электронагревательных элементов нагрузки);
• выбор режима работы электросварочного оборудования и т.д.

Кулачковые переключатели состоят из нескольких пакетов (каждый из которых отвечает за коммутацию одной линии), помещенных в один корпус. На нижнем рисунке показано устройство такого пакета.

Пакет кулачкового коммутатора

Обозначения на рисунке:

• a — зафиксированные контакты (4 шт.), к которым подключаются провода;
• b – специальный выступ «кулачек», который позволяет удерживать и перемещать шток;
• c – группа передвижных контактов (в данном типе их две);
• d – два направляющих паза (позволяют штоку совершать поступательные движения);
• e – покрытые изолирующей оболочкой два штока;
• f – контакты (8 шт.), как правило, изготовленные из сплава, содержащего серебро;
• g – пакет;
• h – две резьбовых шпильки (фиксируют пакет и крышку);
• I – ротор;
• J – четыре пружины (возвращают шток в замкнутое положение);
• k- соединяющий рукоять с ротором вал;
• l – четыре винта для зажима проводов кабеля.

Заметим, что пакетный рубильник (кулачковый коммутатор) может быть на несколько положений, включая нулевое, то есть когда контакты разъединены. На рисунке показано состояние коммутатора в нейтральном положении.

Схематическое изображение переключателя в нулевом положении Коммутатор ABB в режиме нулевого положения

Заметим, что все основные характеристики коммутаторов указываются на корпусе устройств, там отображаются:

• тип коммутатора;
• номинальный ток, на который рассчитан переключатель;
• схема и таблица коммутации;
• класс защиты.

Ниже показана схема и таблица коммутации, изображенная на корпусе переключателя направления вращения SPAMEL.

Схема и таблица коммутации переключателя SPAMEL

Благодаря такой таблице наглядно видно, в каком положении, какие группы контактов соединяются.

Использование в быту

Переключатели не так часто используются в быту, как выключатели, но, тем не менее, есть задачи, в которых без них обойтись невозможно. Например, когда необходимо управлять освещением с разных мест. Переключатели могут быть установлены на входе в комнату и возле кровати (чтобы не подниматься выключать свет) или в разных концах длинного коридора.

Реализация такой схемы управления довольно простая, ее изображение показано на рисунке ниже.

Схема включения освещения с двух разных мест

Обозначения на рисунке:

• А, В – переключатели;
• L – осветительный прибор.

При необходимости управлять освещением из большего количества мест, схему можно незначительно усложнить, добавив в нее промежуточный коммутатор.

Управление освещением из трех разных мест

Обозначения на рисунке:

• A,B – двухпозиционные коммутаторы;
• С – промежуточный двойной переключатель двух направлений;
• L1 – осветительный прибор.

Заметим, что взяв данную схему за основу, можно управлять освещением с трех и более мест. Для этого достаточно добавить в нее необходимое количество промежуточных коммутаторов, подключаются они так же, как и устройство «С» на представленной выше схеме.

Как подключить

Приведем пример реализации схемы управления освещением с двух мест, используя для этого переключатели Легранд (Legrand). Этот производитель выпускает надежные бытовые модели серии Cariva и Valena, цена которых ненамного отличается от стоимости обычных выключателей.

Прежде чем купить переключатели, обратите внимание на различные исполнения, они могут быть как для скрытой, так и открытой проводки, а также с подсветкой и индикацией положения на коробке (корпусе).

Напоминаем, что все работы, связанные с подключением электрооборудования необходимо выполнять только при полном обесточивании электрических цепей. Поэтому прежде, чем приступать к действиям, убедитесь в том, что электричество выключено, желательно для этого использовать специальный прибор (пробник).

Схематическая реализация поставленной задачи показана на рисунке ниже.

Схематическое изображение установки двойного управления освещением

Синим цветом обозначен нулевой провод, красным – фаза. Заметим, что все коммутации должны выполняться именно с фазой.

Как подключается одноклавишный коммутатор, видно на нижнем рисунке.

Схема монтажа двух одноклавишных переключателей Legrand

Подключение коммутаторов для управления с трех мест выглядит следующим образом.

Подключение для управления освещением из трех разных мест

Как видите, одноклавишный или двухклавишный выключатель на два направления подключить не сложно, при этом он поможет сделать управление освещением в вашей квартире более комфортным.

Что такое переключатель для электричества — отличия от выключателя

Переключатели электрические и выключатели – это технические устройства, позволяющие замыкать и размыкать цепь в нужный момент. Механизмы выполняют похожие функции, хотя имеют существенные отличия. Начинающие монтажники и обычные покупатели часто путают приборы. Чтобы не ошибиться при покупке, необходимо ознакомиться с общими принципами, плюсами, минусами и выяснить, чем отличается выключатель от переключателя.

Главные преимущества

По внешнему виду отличить устройства невозможно, но принцип действия разный. В некоторых помещениях использовать выключатель неудобно (например, в длинных коридорах). Основными плюсами переключателей являются:

• возможность соединить несколько электросетей между собой;
• устройство позволяет из одной точки управлять (включать, переключать, отключать) разветвленной электроцепью;
• один источник света можно активировать из разных мест помещения (например, включить люстру в гостевой из коридора).

По сути прибор постоянно находится в рабочем состоянии – это одно из главных отличий переключателя от выключателя. С помощью перекидных контактов создаются дополнительные электрические цепи в сети.

Принцип действия

Чтобы понять, что такое переключатель, требуется рассмотреть принцип его работы и назначение. Устройство служит для перенаправления потока электричества на другую цепь – одна цепь разъединяется и одновременно замыкается другая. Поэтому минимальное количество контактов для такого прибора – три. Для механизмов с двумя и более «клавишами» число удваивается.

Переключатель – это коммутатор между электрическими проводниками реверсного напряжения. Назначение – управление одним источником света из разных мест. В основном используют для помещений со значительной площадью, например, стадионы, производственные цеха или склады.

Разновидности устройств

Существует несколько вариантов переключателей. Чтобы подобрать оптимальный, следует учитывать тип решаемой задачи, необходимый способ управления механизмом, параметры существующей электрической цепи.

По управлению и перемещению тумблера различают следующие виды:

• угловые (с внутренними контактами или коромысловые);
• нажимные;
• поворотные.

Угловые устройства обоих типов отличаются возможностью тумблера находиться в двух фиксированных положениях. Сдвиг рукоятки позволяет перемещать подвижный контакт от одной цепи к другой. Происходит перенаправление движения постоянного и переменного токов.

Для тумблерных переключателей используют разные схемы подключения. Запретов нет, окончательный вариант зависит от потребностей помещения и фантазии электромонтажника.

Максимальная нагрузка – 6 Ампер. При этом наблюдается небольшой уровень сопротивления (не больше 0,02Ом). Надежность такого оборудования определяется числом возможных переключений (среднее количество – 10 000 раз).

Дополнительная классификация – по клавишам. Различают три основных типа:

Большее число клавиш допустимо, но небезопасно. На каждую приходится три контакта. Если «перемычек» окажется слишком много, неизбежно замыкание, перегорание цепи.

По внутреннему строению переключатели бывают:

• классические (проходные);
• промежуточные (перекрестные);
• комбинированные.

Разница проходного и перекрестного переключателя в количестве рабочих электродов. В первом случае – три контакта, во втором – по два на вход и выход электрической цепи. Промежуточные используют для управления несколькими источниками света, а не одним.

Бытовое использование

Монтаж или перепланировка электропроводки подразумевает функциональность и удобство использования. Поэтому перед установкой составляется план, в котором прописывают общее количество лампочек, выключателей и розеток. Переходные устройства подходят для подключения в следующих ситуациях:

• многоуровневые здания – переключатели позволят отключать свет на любом этаже;
• длинные коридоры – включить лампы можно будет вначале, а выключить в конце;
• спальни – если установить один механизм у входа, а второй около кровати, не нужно будет вставать, чтобы отключить основной свет.

Пере- или выключатель

Чтобы сделать окончательный выбор, следует разработать первоначальный план проводки или изучить имеющийся. Обычно он прилагается к технической документации квартиры или здания. Затем нужно определить наиболее длинные участки или комнаты (цеха, коридоры), представить возможные ситуации, исходя из личных предпочтений (как, например, в спальне).

Если необходимо управлять одним источником света с разных сторон, следует устанавливать переключатель. Затем выбирают тип устройства – выключатель проходной и перекрестный. Первый позволяет отключать лампу из двух разных точек, второй – из трех и более. Чтобы установить последний тип и правильно развести провода, лучше пригласить профессионального электрика.

При подключении нескольких переключателей в разных точках квартиры или помещения, следует сохранять план соединения электропроводки. В противном случае, если потребуется ремонт или перепланировка, будет сложно установить все варианты контактов розеток и иных элементов.

Можно ли использовать переключатель как выключатель

В процессе использования возникают разные ситуации. Например, после покупки квартиры выяснилось, что прежние владельцы установили переключатели в нескольких комнатах, а теперь их функционирование не нужно.

Чтобы перенаправить действие устройства, достаточно не использовать третий контакт, который переводит поток электричества в другое русло. В первую очередь определяют полную цепь электросети, замыкающейся данным переключателем. Затем второстепенные контакты изолируются. После этого механизм перестанет перенаправлять ток и начнет работать как обычный выключатель.

Схемы подключения проходного переключателя

Подключение и планировка электросети с переключателями зависит от нескольких факторов: количества управляемых источников света и элементов управления, необходимости устанавливать дополнительные (промежуточные) точки отключения и других. Например, в многоэтажном здании следует просчитать возможность управлением света на всех уровнях, схема будет существенно отличаться от той, что нужна для одной комнаты.

Для работы с переключателями в проводке используют трехжильные кабели. Если установлены другие (с меньшим числом), для подключения придется штробить стены и закладывать новый участок проводки либо рассматривать иные варианты управления источниками света.

Подключение двух проходных переключателей

Как правило, на последних моделях с внутренней стороны есть схема подключения, которой следует руководствоваться при замыкании цепи. Два проходных устройства позволяют управлять одним источником света, максимум несколькими небольшими лампочками одной сети, например, в коридоре.

При установке следует учитывать тип переключателя – одноклавишный или двухклавишный. Последний представляет собой два механизма одноклавишного вида в одной коробке (используется для удобства и экономии места). Для шестиконтактного переключателя подводят два трехжильных провода.

При подключении важно учитывать количество контактов механизма – три или шесть. Чтобы цепи замыкались в правильном направлении, необходимо внимательно соединять электроды и кабель.

Подключение нескольких параллельных потребителей

Проходные многоконтактные переключатели используют для нескольких пользователей, работающих параллельно. Отличительный момент – подключение к фазам. Клеммы на входе от распределительной коробки необходимо соединить между собой и подключить к одной единственной фазе. Если подключить разные к одному устройству, произойдет замыкание и перегорание всей электрической цепи.

Промежуточная точка управления

Дополнительный элемент управления необходим для переключения с нескольких точек – трех и больше. В этом состоит отличие выключателя проходного от перекрестного – в данном случае используют последние.

Промежуточный механизм меняет направление тока в цепи. Действие зависит от положения переключателя на двух концах проводки – на какую сеть подается напряжение с разных сторон.

Количество промежуточных элементов не должно быть четным. В противном случае переключение цепи не произойдет – направление тока вернется в начальное русло.

Для двух переключателей на один источник света не требуется составлять сложную схему монтажа. Главная особенность – наличие трехжильного кабеля. Чтобы установить промежуточные элементы и большее количество устройств требуется помощь. Важно учитывать допустимое напряжение цепи. При необходимости от щитка протягивают дополнительный провод, устанавливают отдельную распределительную коробку.

Переключатели электрические. Виды и устройство. Работа и применение

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

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

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

Принцип действия

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

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

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

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

Виды и конструктивные особенности

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

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

• Угловые.
• Нажимные.
• Поворотные.

Угловые переключатели типа тумблера изготавливаются по двум схемам:

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

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

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

По схеме подключения тумблерные переключатели с врубными контактами делятся на:

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

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

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

Микротумблеры

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

Нажимные переключатели электрические

Переключатели электрические в виде кнопок классифицируются по типу управления:

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

Схемы подключения обычных и залипающих кнопок делят на:

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

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

Поворотные переключатели

Галетные переключатели электрические

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

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

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

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

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

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

Схема перекрестного переключателя освещения

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

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

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

Обозначение электрической цепи

Во время изучения теории электрических цепей прежде всего необходимо начать с ознакомления с основными понятиями. Электрическая цепь представляет собой устройство, по которому течёт ток. Имея представление об основных терминах, необходимо рассмотреть, из чего состоит ЭЦ, а также как она устроена.

Что называется электрической цепью

ЭЦ – это комплекс элементов, при помощи которых создаётся, передаётся и потребляется электрическая энергия. Данные элементы, или участки, содержат источники электрической энергии, а также промежуточные устройства и проводники между ними, обеспечивающие неразрывность соединений.

Источниками электрической энергии являются устройства, вырабатывающие ток путём физических, химических или световых преобразований.

Важно! Приемниками электроэнергии являются устройства, работа которых напрямую зависит от активности источника.

Промежуточные элементы с функциональными устройствами служат для передачи электрической энергии от источников к приемникам. В зависимости от назначения, они непосредственно передают энергию с конкретными параметрами источника.

Виды электрический цепи

Существует 3 основных вида соединения потребителей энергии:

Общий показатель сопротивления замкнутой ЭЦ неизменно повышается при увеличении количества потребителей. Исходя из этого правила можно сделать вывод, что показатель полного сопротивления будет являться суммой индивидуальных значений каждого включённого в цепь прибора. Любой прибор, включенный в сеть, получает лишь долю напряжения, так как суммарный показатель энергетической цепи распадается на количество потребителей.

• Параллельное соединение

Подобная схема даёт полное представление о принципе работы электрической цепи. Если этот процесс происходит непосредственно у места разветвления, то ток проходит дальше по двум нагруженным участкам, что порождает определённое сопротивление. В результате этого его значение приравнивается сумме токов, расходящихся от данной точки. Что касается сопротивления, то оно значительно снижается по мере возрастания общей проходимости ЭЦ. Параллельное соединение позволяет всем устройствам функционировать независимо друг от друга.

Важно! Если один из элементов цепи выйдет из строя или произойдет замыкание, то остальные потребители продолжат свою работу со сбоями, но полного разрыва цепи не произойдёт.

• Комбинированное соединение

Включить электроприборы можно обоими способами – параллельным и последовательным, и такой тип соединения будет называться комбинированным. К примеру, можно рассмотреть защитную аппаратуру. Для ее подключения можно применить последовательный вариант, но этот способ может вызвать непредвиденный разрыв цепи.

Обратите внимание! Комбинированное соединение позволяет распределить нагрузку на линиях с целью предотвращения перегрузки.

Нелинейные и линейные

Нелинейные элементы придают ЭЦ свойства, которые не могут быть достигнуты в линейных цепях (стабилизация напряжения, усиление постоянного тока). Их, как правило, делят на неуправляемые и управляемые. К первому варианту можно отнести двухполюсные устройства. Их основное предназначение – полноценная работа без воздействия управляющего фактора (полупроводниковые терморезисторы или диоды). Ко вторму варианту относятся многополюсники, используемые при воздействии на них управляющего фактора (транзисторы и тиристоры).

Свойства нелинейных элементов выражаются в вольтамперных характеристиках. Они отображают зависимость тока от напряжения, для чего составляется конкретная эмпирическая формула, удобная для расчетов.

Неуправляемые нелинейные элементы имеют одну вольтамперную характеристику. Их основным паратмером является управляющий фактор.

Цепи, включающие в себя только одиночные элементы, называют линейными. Основное свойство таких цепей — применимость принципа наложения. Это характеризуется тем, что результирующая реакция линейной цепи на несколько приложенных одновременно потребителей, равна сумме реакций на каждом участке.

Обратите внимание! У линейных элементов наблюдается постоянное сопротивление, в связи с чем график их вольтамперной характеристики представляет собой прямую линию, проходящую через начало координат.

Разветвленные и неразветвленные

ЭЦ может быть представлена в виде единого прямого элемента или иметь разветвления. На каждом участке неразветвленной цепи проходит ток с одинаковыми характеристиками. Простейшая разветвленная цепь состоит из трёх ветвей и двух узлов, в каждой из которых течет свой электрический ток. Любой участок можно идентифицировать, как отдельную составляющую цепи, образованную отдельными элементами, соединёнными последовательно в единое целое.

Узел – это точка, состоящая не менее, чем из трех ветвей. Узел, состоящий из двух ветвей, каждая из которых представляет собой продолжение другой, называют вырожденным узлом.

Внутренние и внешние

Для создания упорядоченного движения электронов, необходимо определить разность потенциалов между какими-либо отдельно взятыми участками цепи. Это обеспечивается при подключении напряжения в виде источника питания, называемым внутренней электрической цепью. Остальные компоненты цепи образуют внешнюю цепь. Для задания движения зарядов в источнике питания против направления поля, требуется приложить сторонние силы, в частности:

• Выход вторичной обмотки трансформатора.
• Батарея (гальванический источник).
• Обмотка генератора.

Внешние силы, создающие движение электронов, называются электродвижущими, и они характеризуются работой, затраченной источником на перемещение единицы заряда.

Активные и пассивные

Элементы в составе электрических цепей существуют в формате активности и пассивности. В качестве активных считаются источники электроэнергии.

Базовым параметром активных участков цепи выступает их способность отдавать энергию. Источники тока вместе с ЭДС называют идеальными для электрической энергии, что обусловлено отсутствием потери энергии, поскольку их проводимость и сопротивление считаются бесконечными:

Элементами, называемыми пассивными, считают разновидности потребителей и накопителей электроэнергии. На практике специалисты применяют многополюсный прибор, функционирующий на базе двухполюсных элементов.

Все активные элементы можно определить как в независимом, так и в зависимом порядке. Первый вариант является определением источника тока и напряжения. Вторая категория рассматривается при условии зависимости указанных величин от параметров напряжения и тока. Типичными представителями выступают электролампы и транзисторы. Их функционирование происходит в режиме линейности.

Главные пассивные участки электроцепи представляют резисторы, индуктивные катушки и конденсаторы, с помощью которых осуществляется регулирование параметров силы тока и величины напряжения на отдельно взятых элементах. Резистивный показатель сопротивления относят к особым свойствам элементам. Его базовым критерием служит необратимое энергетическое рассеивание. Значение электротехники определяется по следующей формуле:

При этом R представляет собой сопротивление (измеряется в Омах), а выступает проводимостью (единица измерения – сименсы). Данные величины можно вычислить по формуле:

Индуктивность – это коэффициент пропорциональности. Конденсатор имеет свойство накопления энергии электрического поля. Линейная ёмкость определяет прямопропорциональную зависимость на основе заряда и напряжения. В таком случае, формула выглядит следующим образом:

Из каких элементов состоит электрическая цепь

Новички нередко задаются вопросом, из каких важных элементов состоит электрическая цепь. Такими составляющими являются:

В состав могут в том числе входить такие элементы, как устройства коммутации, а также приборы защиты.

Для возникновения тока, необходимо соединить две точки, одна из которых имеет избыток электронов по сравнению с другой. Другими словами, необходимо создать разность потенциалов между этими двумя точками. Как раз для получения разности потенциалов в цепи применяется источник тока.

Важно! Нагрузкой считается любой потребитель электрической энергии. Этот фактор оказывает сопротивление электрическому току и от величины сопротивления нагрузки зависит величина тока. Ток от источника энергии к нагрузке течёт по проводникам. В качестве кабеля можно использовать материалы с наименьшим сопротивлением (медь, серебро, золото).

Схема электрической цепи

Электрическая цепь, её графическое изображение, условные обозначения составляющих её элементов, а также символы представляют собой классическую схему расчетной модели. Подобный тип по-другому принимают, как эквивалентную схему замещения. По возможности, изображённая электротехника на схеме электрических цепей показывает весь процесс. Каждый реальный элемент цепи при проведении расчета заменяется элементами схемы.

В заключении следует отметить, что каждый элемент цепи, в зависимости от характера подключения и электротехнических свойств, может быть идентифицирован как источник энергии, либо как потребитель. Каждому участку на схеме ЭЦ соответствует проводник, либо конкретный прибор (трансформатор, выпрямитель, инвертор и другое электрооборудование). Только после правильного прочтения электрической схемы специалист может обеспечить её работоспособность.

Что такое кулачковый переключатель и для чего он нужен?

Что это такое?

Кулачковые переключатели (на фото ниже) являются электрическими аппаратами, которые нужны для коммутации в электрических цепях как переменного, так и постоянного тока. Они нашли применение для коммутации силовых цепей управления оборудованием, а также в оперативной цепи управления другими электрическими аппаратами. Устройства могут использоваться в низковольтных цепях и в цепях напряжением до 500 В – для переменного тока (частотой 50-60 Гц) и до 220 В постоянного тока.

Они изготавливаются из изолирующих и проводящих материалов высокого качества, и созданы с применением успешного опыта создания современной техники, а также знаний, полученных в процессе разработки коммутационных аппаратов. Для кулачковых переключателей характерны малый размер, они устойчивы к кратковременной перегрузке в цепи, а также обладают хорошими коммутационными способностями. Чтобы защитить их от тока коротких замыканий в электрической схеме нужно воспользоваться предохранителями с плавкими вставками.

Конструкция

Из самого названия этого устройства ясно, что конструкция обусловлена применением «кулачков», которые приводят в действие некий «толкатель». Устройство кулачкового переключателя предполагает наличие группы коммутационных элементов, изменяя положение которых можно добиться определенного их расположения для работы разных схем включения. Расположение контактов и кулачков называется – программа коммутации (ее назначение заключается в сборке определенной схемы подключений). Они располагаются внутри пластмассового корпуса, который изготавливается на основе меламина.

Наглядно увидеть конструкцию устройства вы можете на схемах ниже:

Такой корпус невосприимчив к электрической дуге и вихревым токам. Конструкция кулачкового переключателя дает возможность включать и выключать все контакты практически одновременно. Это обеспечивается тем, что кулачок одного элемента соединен механически с другими кулачками. Применение в устройстве контактов серебра, которое лучше той же меди выдерживает электрическую дугу, обеспечивает хорошие коммутационные характеристики и повышенную износостойкость. Переключатель должен четко фиксироваться в определенном положении, для чего нужен фиксирующий механизм привода. Также в конструкции присутствует ограничитель движения привода. Его назначение – четкая установка переключателя в крайнем положении. Привод или вал аппарата представляет собой прут квадратного сечения. Для надежной работы и хорошего переключения контактов он должен изготавливаться из металла, чтобы выдерживать нагрузку при прокручивании. Это очень важно там, где применяется управление электродвигателями. Для управления приводом переключателя используется рукоятка, выполненная из изоляционного материала.

Наглядно устройство кулачкового переключателя демонстрируется на видео от одного из лучших производителей розеток и выключателей, компании ABB:

Принцип работы

В основе принципа действия кулачкового переключателя лежит включение определенной группы контактов посредством вращения привода аппарата. Вращая рукоятку в нужное положение, привод вращается вокруг своей оси и приводит в действие кулачки, расположенные на нем. Они, в свою очередь, замыкают определенную группу контактов. Чтобы понять как работает группа контактов, нужно смотреть диаграмму включений, которая составляется на основе необходимой схемы подключения. Когда привод находится в нужном положении, переключатель фиксируется в нем с помощью специального механизма фиксации и схема начинает свою работу. Чтобы вернуться в нулевое положение, необходимо снова провернуть рукоятку. По принципу действия они делятся на переключатели с автоматическим возвратом рукоятки в положение и ручным.

Назначение

Кулачковый переключатель нужен для:

• управления механизмами, которые приводятся в действие трехфазными и однофазными двигателями, для изменения соединения обмоток двигателей переменного тока (звезда-треугольник), изменения направления вращения;
• управления и сигнализации в оперативных цепях;
• может работать как выключатель, переключатель рабочих положений электрического сварочного аппарата;
• коммутации необходимого соединения группы сопротивлений;
• обеспечения переключения режимов работы нагревательного оборудования;
• включения и отключения привода механизма секционного разъединителя в трансформаторных подстанциях.

Область применения

Данные аппараты используют в быту, в промышленном производстве, на объектах электроснабжения, в речном судоходстве, на морских судах, в машинах напольного безрельсового электротранспорта. Также их назначение – управление механизмами в сельском хозяйстве. С помощью такого переключателя можно организовать байпасное подключение. Оно применяется для вывода из схемы оборудования либо участка цепи, для проведения работ по ремонту или профилактике.

Напоследок рекомендуем просмотреть полезное видео по теме:

Вот мы и рассмотрели устройство, принцип работы и назначение кулачкового переключателя. Надеемся, информация была для вас полезной и понятной!

Будет полезно прочитать: