Grunderna i switchar

Switches är enkla enheter som låter oss slå på och stänga av el i elektriska system.De används överallt, från ljusströmbrytare i våra hem till de komplexa kretsarna i moderna prylar.Switches har kommit långt, från grundläggande mekaniska till avancerade elektroniska som gör att dagens teknik går smidigt.Den här artikeln kommer att titta på olika typer av switchar, till exempel mekaniska och elektroniska, och förklara vad som gör varje typ speciell.Vi kommer också att prata om vanliga inställningar som SPST, SPDT och DPDT, och belyser saker att tänka på när du väljer rätt switch för ett jobb.Oavsett om du är ingenjör, en hobbyist eller bara nyfiken på hur saker fungerar, kommer att förstå switchar att hjälpa dig att hantera elektriska kretsar bättre.

Katalog

Typer av switchar

Mekaniska omkopplare

Mekaniska switchar fungerar genom att använda rörliga delar för att skapa eller bryta en elektrisk anslutning.Det är enkla enheter som många tycker att enkla att använda och förstår.När du vänder en ljusbrytare hemma använder du en mekanisk switch.Dessa switchar är byggda för att hålla och kan fungera bra i svåra miljöer där elektroniska delar kan misslyckas, till exempel på mycket varma eller kalla platser eller där det finns mycket vibrationer.

Elektroniska omkopplare

Elektroniska switchar hanterar flödet av el utan rörliga delar.De använder specialmaterial som kallas halvledare för att arbeta snabbt och smidigt.Vissa vanliga typer av elektroniska switchar är BJT: er (bipolära övergångstransistorer), MOSFET: er (metall-oxid-halvledarfälteffekttransistorer) och IGBT (isolerade grindbipolära transistorer).Dessa switchar är mycket användbara i enheter som måste slå på och av snabbt, som datorer och andra moderna prylar.

Bipolära övergångstransistorer (BJTS) styrsignaler med hjälp av elektrisk ström.De har tre lager material som hanterar elektricitet, förstärker små elektriska signaler eller slår på och stänger av dem.Detta gör dem användbara i många elektroniska enheter.

Metall-oxid-sememeduktorfälteffekttransistorer (MOSFET) styr elektricitet med elektrisk spänning.De konsumerar lite kraft och stänger av elen på mycket snabbt.Detta gör dem idealiska för digitala enheter som datorer och analoga enheter som radioapparater.De använder ett elektriskt fält för att kontrollera elflödet genom en kanal.

Isolerade grindbipolära transistorer (IGBT) kombinerar funktioner hos BJTS och MOSFETS, vilket gör dem lämpliga för högeffektapplikationer som elmotoriska enheter och kraftomvandlare.De hanterar stora mängder el och används ofta i industriella miljöer.

Spst, spdt, dpdt och mer

• Poler och kast

I elektriska switchar är "poler" och "kast" enkla idéer som hjälper oss att förstå hur switchar fungerar."Poles" berättar hur många separata kretsar en switch kan styra.Till exempel styr en en-polisk switch en krets, medan en dubbelpolig switch kan styra två kretsar samtidigt.

"Kast" Visa hur många olika vägar en switch kan ansluta.En enkastningsomkopplare ansluter till bara en väg i varje läge, medan en dubbelkastare kan ansluta till två olika vägar, vilket gör att den kan rikta el till endera av två rutter.

Vanliga typer av switchar

Single Pole Single Throw (SPST):

Detta är den enklaste typen av switch.Den styr en krets och ansluter till en väg, som en grundläggande ljusströmbrytare.

Single Pole Double Throw (SPDT):

Denna switch styr en krets men kan växla mellan två olika vägar, vilket är användbart för att välja mellan två kraftkällor.

Double Pole Single Throw (DPST):

DPST -switchar styr två kretsar med en switch, så att du kan hantera flera kretsar samtidigt, men med bara en stig per pol.

Double Pole Double Throw (DPDT):

DPDT -omkopplare styr två kretsar och kan växla mellan två vägar för varje krets.De används ofta i situationer där du behöver vända strömriktningen, som i motorstyrning.

Vanliga konfigurationer

Elektriska omkopplare finns i olika konstruktioner, var och en gjord för att styra elektriska kretsar på specifika sätt.Att förstå dessa mönster kan hjälpa dig att välja rätt switch för dina behov.Här kommer vi att förklara tre vanliga typer av switchdesign: SPST, SPDT och DPDT, i enkla termer, som visar hur de fungerar och var du kan använda dem.

SPST (Single Pole Single Throw):

SPST -omkopplaren är den enklaste typen av switch.Den har en ingångspunkt (pol) och en utgångspunkt (kast).Denna omkopplare används för att slå på eller stänga av en krets.När omkopplaren slås "på" stänger den kretsen, vilket gör att el kan flyta igenom.När omkopplaren är "avstängd" öppnar den kretsen och stoppar elen.SPST -omkopplare används ofta på platser där du bara behöver en enkel på/av -funktion, som ljusomkopplare eller strömknappar på elektroniska enheter.

SPDT (Single Pole Double Throw):

En SPDT -switch är lite mer komplex än en SPST -switch.Den har en ingångspunkt och två utgångspunkter.Denna design gör det möjligt för omkopplaren att skicka elektrisk ström till en av två olika vägar.När du vänder omkopplaren ansluter den ingången till en av de två utgångarna.Detta gör SPDT -switchar användbara i situationer där du måste byta elflöde mellan två olika alternativ, som att välja mellan två kraftkällor eller ändra en motorns riktning.Till exempel kan en SPDT -switch slå på ett rött ljus i ett läge och ett grönt ljus i ett annat läge.

DPDT (dubbelpolar dubbelkast):

DPDT -omkopplaren kombinerar två SPDT -switchar till en.Den kan styra två separata kretsar samtidigt.Denna omkopplare har två ingångspunkter och fyra utgångspunkter.Varje ingång kan ansluta till en av två utgångar, vilket ger dig två separata vägar för elen att följa.Denna funktion gör det möjligt för en DPDT -switch att styra två olika enheter eller kretsar med en switch.DPDT -switchar används ofta i situationer där du måste vända riktningen för en motor genom att ändra elflödet.De kan också användas i ljud- eller datasystem för att växla mellan två källor och två utgångar.

Andra konfigurationer

Switchar kan ha mer än två poler och kast, och de är ofta märkta med koder som innehåller nummer.Till exempel har en switch märkt 3P6T tre poler och sex kast.Detta innebär att omkopplaren kan ansluta tre olika kretsar, där varje krets har sex olika utgångsvägar som den kan ansluta till.

I en 3P6T -switch betyder "tre poler" att det finns tre separata ingångar.Varje ingång kan anslutas till en av sex möjliga utgångar, vilket visas av "sex kast."Denna installation är till hjälp i komplexa elektriska system där många vägar måste styras med en enda switch.

För att förstå hur en switch fungerar måste du veta hur många separata kretsar den kan styra (stolpar) och hur många olika utgångsvägar varje krets kan ansluta till (kast).En switch med fler poler och kast kan användas i mer komplexa system eftersom det kan hantera fler vägar.

Till exempel kan en 3P6T -switch ha tre olika ingångskällor, och varje källa kan ansluta till någon av sex olika utgångsdestinationer.Den här typen av installation är användbar i enheter som ljud- och videoutrustning, där du behöver hantera många inmatnings- och utgångsalternativ smidigt.

Funktioner att tänka på när du väljer en switch

När du väljer en switch, tänk på följande funktioner för att se till att det fungerar bra och varar länge:

Storlek

Välj en switchstorlek som passar dess syfte.Stora switchar hanterar hög effekt på platser som fabriker, medan små switchar passar in i trånga utrymmen i enheter som telefoner.Se till att storleken stöder den nödvändiga elektriska belastningen och är enkel att använda.Överväg också exponering för damm och fukt, vilket kan påverka hur länge brytaren varar.

Standardstat

Växlar kan ha olika viltillstånd.De flesta switchar stannar där du lämnar dem, men tillfälliga switchar återgår till sin ursprungliga position när de släpps.Normalt öppna (NO) -omkopplare är "av" när de inte används och slås på när de trycks på, som en dörrklocka.Normalt stängda (NC) -omkopplare är "på" när de inte används och stängs av när de trycks på, som en kylskåp.

Inställningar

Antalet positioner som en switch har hänvisar till sina inställningar eller tillstånd.Fler positioner möjliggör extra inställningar inom en enda switch, vilket ger dig större kontroll i komplexa kretsar.

Monteringsalternativ

Genom hålsmontering: Det handlar om att sätta komponentledningar genom hål på ett kretskort och löd dem.Det ger starkt stöd och är bra för delar som möter fysisk stress, men det kräver mer utrymme.Denna typ av montering används ofta på platser med mycket skakning, som i bilar och flygplan.

Surface Mount Technology (SMT): Detta innebär att placera komponenter direkt på ytan på ett kretskort.Det är bra för mindre mönster och är vanligt i vardagens elektronik, men den är inte lika stark som montering av hål.

Panelmontering: Detta innebär att fästa switchar till frontpanelen på en låda eller hölje.Det används för switchar som måste nås direkt och hanterar ofta ofta.Dessa switchar finns i industriella kontrollpaneler och bilpaneler.

Aktiveringsalternativ: Vissa switchar är utformade för att användas med handskar, med större knappar för enkel användning på platser som fabriker.Andra switchar behöver specialverktyg för att slå på eller stänga av dem, lägga till säkerhet och kontroll i säkra områden.

Nuvarande och spänningsgradering

Se till att omkopplaren kan hantera den erforderliga strömmen och spänningen på ett säkert sätt.Välj en switch med betyg som matchar effektnivåerna i ditt projekt.AC- och DC -betyg är olika, så se till att omkopplaren fungerar med din typ av krets för att undvika överhettning eller fel.

Miljöfaktorer

Tänk på hur väl brytaren kan hålla ut damm och vatten, vilket visas med dess IP -klassificering.Växlar bör kunna hantera vibrationer och effekter, särskilt i industriella miljöer.I offentliga områden använder du vandalresistenta switchar med starka höljen och mönster som förhindrar manipulering för att undvika skador.

Vanliga mekaniska omkopplare

Mekaniska omkopplare är grundläggande delar i elektroniska enheter som låter människor styra elflödet genom att slå på eller av.Olika typer av switchar används beroende på vad de behöver göra, vare sig det är i hushållens prylar, industrimaskiner eller vetenskaplig utrustning.Låt oss titta på några av de vanligaste typerna av mekaniska switchar, förklara vad de är, hur de fungerar och var du kanske hittar dem.

Doppomkopplare

DIP (Dual In-Line Package) -omkopplare är små switchar som finns i grupper i ett enda paket.Varje omkopplare i gruppen är som en liten spak som kan slås på eller av, precis som en ljusströmbrytare, och kallas en enda pol -enskast (SPST).Dessa switchar används för inställningar som inte behöver ändras ofta och är idealiska för lågeffektelektronik.De är särskilt användbara i inställningar där små delar, som bygelblock, lätt kan gå vilse.Du kan ofta hitta DIP -switchar i datorer och andra enheter där de hjälper till att ställa in olika konfigurationer eller alternativ.

Rotary doppomkopplare

Rotary DIP -switchar liknar vanliga DIP -switchar, men de använder en roterande mekanism för att välja mellan flera alternativ istället för att vända en omkopplare på eller av.Denna rotation kan göras för hand eller med ett litet verktyg som en skruvmejsel.De är bra för enheter som behöver flera inställningar eller lägen, till exempel att välja frekvenser i radioapparater eller ställa in kanaler i kommunikationsenheter.Deras design gör att de kan arbeta pålitligt även under tuffa förhållanden.

Slide Switch Switch

Slidomkopplare har en liten spak som du rör dig fram och tillbaka för att öppna eller stänga en krets.Denna enkla rörelse gör dem enkla att använda och förstå.De används ofta i enheter som behöver hantera mer kraft än doppomkopplare kan, till exempel i ljudutrustning, kraftremsor och olika elektronik.Eftersom de kan hantera högre spänningar och strömmar är bildbrytare mycket mångsidiga och används ofta i många vardagliga enheter.

Taktila switchar

Taktila switchar är små knappar som ger ett märkbart klick när du trycker på och erbjuder feedback till användaren att omkopplaren har aktiverats.Dessa omkopplare är utformade för att vara hållbara och är avsedda för enheter som kräver ofta användning.Du hittar taktila switchar i saker som tangentbord, kalkylatorer och kontrollpaneler.Det är vanligtvis tillfälliga switchar, vilket innebär att de bara stannar kvar så länge du trycker på dem, vilket gör dem perfekta för applikationer där snabba, upprepade åtgärder behövs.

Vippbrytare

Rockeromkopplare fungerar genom att gunga fram och tillbaka mellan två positioner, vanligtvis används för att slå på eller stänga av enheterna.De är ofta monterade på en panel och kan ha lampor inbyggda för att göra dem lätta att se och använda, även i mörkret.Rockeromkopplare används ofta i apparater, bilar och industrimaskiner eftersom de kan hantera mycket kraft och är enkla att använda, vilket minskar risken för misstag.

Tryckknappsbrytare

Tryckknappomkopplare är omkopplare som du trycker på för att öppna eller stänga en krets.De kan vara antingen tillfälliga (tillfälliga), vilket innebär att de bara arbetar medan de pressas, eller de kan stanna på plats (spärrar) tills de pressas igen.Dessa knappar finns i många former och storlekar och kan också ha LED -lampor för att indikera om de är på eller av.Tryckknappomkopplare är mycket vanliga och finns i kontrollpaneler, fjärrkontroller och många andra enheter, vilket ger ett enkelt och enkelt sätt för människor att interagera med maskiner.

Vippbrytare

Växelomkopplare har en spak som enkelt kan vändas för att slå på eller stänga av något, vilket gör dem bra för situationer där exakt kontroll behövs.De är kända för att vara robusta och pålitliga, ofta används i utmanande miljöer som fabriker och labb.Växelomkopplare kan hantera tunga elektriska belastningar, vilket gör dem idealiska för tunga applikationer.Deras tydliga på/av -positioner ger ett enkelt sätt att veta om en enhet är aktiverad eller inte.

Jämförelse av switchalternativ

Här är en sammanfattning som jämför olika typer av switchar baserade på flera huvudfunktioner:

Typ	Poler/kast	Kosta	Långt liv	Nuvarande/spänningsbetyg	Monteringsalternativ
DOPPA	Multipel	Låg	Låg	Låg	PCB
Roterande	Multipel	Låg	Låg	Låg	PCB
Glida	Enda	Medium	Medium	Medium	PCB/panel
Taktil	Enda	Låg	Hög	Låg	PCB
Vagnare	Enda	Medium	Medium	Medium	PCB/panel
Tryck Knapp	Enda	Hög	Medium	Medium	PCB/panel
Vippla	Enda	Hög	Medium	Medium	Panel

Slutsats

För att packa upp hjälper switchar oss att styra elektriska kretsar och komma i olika typer för olika uppgifter.Mekaniska switchar som DIP och TOGGLE är kända för att vara enkla och pålitliga, medan elektroniska omkopplare som BJT och MOSFETS är snabba och effektiva.Att veta om poler, kast, inställningar och funktioner som monteringsalternativ och nuvarande betyg hjälper dig att välja rätt switch för dina behov.Tänker på var och hur switchar används ser till att de fungerar bra, vare sig det är i fabriker eller hemanordningar.Genom att lära dig om switchar kan du utforma och fixa elektriska system effektivt.När tekniken växer kommer dessa små men kraftfulla enheter att fortsätta att vara en stor del av vår vardag.

Vanliga frågor [FAQ]

1. Vad är den grundläggande principen för en switch?

En switch styr flödet av el i en krets genom att öppna eller stänga den.När omkopplaren är stängd kan elektricitet strömma genom och kraftanordningar.När omkopplaren är öppen stoppas el och enheten stängs av.

2. Vilka är grunderna för elektriska switchar?

Elektriska switchar styr elflödet genom att ansluta eller koppla bort den väg som den tar.De har minst två metalldelar som kallas kontakter som antingen berör för att låta elen flyta eller separera för att stoppa den.Switchar kan vara mekaniska, som en ljusbrytare som du vänder, eller elektronisk, som de i datorer.

3. Vad är den grundläggande funktionen för switchar?

Den grundläggande funktionen för switchar är att slå på eller stänga av elektriska enheter.De gör detta genom att låta elen flyta till enheten när de slås på och stoppa den när de stängs av.Detta låter dig styra enheter enkelt.

4. Vilka är de tre grundläggande komponenterna i en switch?

En switch har tre huvuddelar: ställdonet, som är den del du trycker på eller vänder för att använda omkopplaren;kontakterna, som är metalldelarna inuti som berör eller separeras för att starta eller stoppa el;och terminalerna, där ledningarna ansluter till omkopplaren.

5. Vad är den grundläggande driften av en switch?

En switch fungerar genom att flytta ställdonet, som ansluter eller kopplar bort kontakterna inuti.När kontakterna berör, är kretsen klar och el flyter till enheten och slår på den.När kontakterna är isär är kretsen trasig och elen stannar och stänger av enheten.