1.5. Перемикачі та реле

1.5.1. Перемикачі

З’єднувальні елементи або з’єднувачі, це загальна назва пристроїв, які слугують для з’єднання, роз’єднання або перемикання кіл електричного струму, які спрацьовують вручну або дистанційно.

Конструкція з’єднувача, тобто ізоляційні матеріали, з котрих він побудований, а також міжконтактна відстань залежить від робочої напруги пристрою. Важливою є значення комутованої напруги. Важливо звернути увагу на той факт, що в момент вмикання пристроїв виникають сильні удари струмом при різних навантаженнях.

Здатність до пропускання струму (струмова витривалість) залежить від форми поверхні стиків, роду матеріалу, а також сили стискування взаємодіючих стиків. Важливо звернути увагу, що струмова витривалість є різною для постійного і змінного струму. Це має безпосередній зв’язок з можливістю погашення дуги, що виникає під час переривання струму. Щоб погасити дугу потрібно розсунути контакти на відповідну відстань або відповідно зменшити значення струму. У випадку змінного струму сила струму зменшується періодично до нуля, що полегшує загашення дуги.

Змінний струм не спричиняє переміщення матеріалу з одного контакту на інший. У випадку постійного струму деякі виробники зазначають зношуваність стиків. Тоді один контакт є посріблений, а другий виконаний із литого срібла. Поляризація виконана так, щоб матеріал переміщався з контакту, виконаного із литого срібла до посрібленого.

На ізоляційний матеріал перемикача повинна звертатись особлива увага, якщо він має використовуватись у колах високої частоти. Це спричиняється втратами на ізоляційний матеріал, які збільшуються із зростанням частоти. Пристрої, що застосовуються у колах струму високої частоти вимагають застосування керамічних матеріалів або PTFE. Для дуже високих частот, повинні також відповідно створюватись шляхи протікання струму, а також повинні бути пристосовані і допасовані імпеданси кіл, щоб втрати і відбиття сигналів були якнайменшими.

З огляду на механічну конструкцію розрізняються наступні типи перемикачів:

Перекидні (пружинні) перемикачі вимагають зазвичай значної сили для перемикання, а також відзначаються великим кроком, але положення і швидкість перемикання є однозначно визначеними.

Пересувні перемикачі не мають однозначних положень. Використовуються вони у низьконапругових і низькострумових колах, наприклад, як мініатюрні перемикачі в конструкціях DIL (монтажу на друкованих платах).

Мікроперемикачі є ідеальним рішенням в ситуаціях, коли вимагається мала сила перемикання при невеликому кроці. Завдяки оригінальній конструкції, шлях переміщення контактів є у багато разів довшим, ніж проміжок руху. Суть конструкції полягає на застосуванні плоскої пружини, приєднаної до рухомого контакту, котра може приймати тільки два крайні положення, переміщуючи із собою контакт. Будь-яке серединне положення є нестабільним. Завдяки цьому досягається точне і однозначне положення робочого контакту, а при цьому час перемикання є достатньо коротким.

Геркони це герметичні перемикачі, чутливі до магнітного поля. В скляній трубці розташовані контакти, виконані з магнітного матеріалу, котрі під впливом прикладеного магнітного поля замикаються або розмикаються. Контактрони використовуються як самостійні елементи або у формі герконових перемикачів.

При застосуванні герконів необхідно звернути увагу на наступні ситуації:

• скорочення або загинання виводів контактрону спричиняє зменшення його чутливості;

• загинання та перегинання виводів може спричинити знищення або розтріскування скляної трубки, в котрій розміщені виводи. При такого роду маніпуляціях важливо зберігати особливу обережність і поміщати щипці до сторони скла, такої проблеми немає в герконах з пласким корпусом і пласкими виводами.