Переключатель света

редактировать
Два кулисных переключателя в стиле декоратора Lutron и проводка (часто называемые «переключатели Decora» в честь товарного знака Leviton переключатели), как установлено в США. Показанный здесь будет крепиться к этой утопленной неметаллической коробке, после чего устанавливается крышка. В этой установке с "двойным блоком" (два блока) используется кабель с неметаллической оболочкой и скрученные соединители.

В электропроводке выключатель света является выключателем, обычно используется для управления электрическим освещением, постоянно подключенным оборудованием или электрическими розетками. Переносные лампы, такие как настольные лампы, могут иметь выключатель света, установленный на розетке, основании или на одной линии со шнуром. Переключатели включения / выключения с ручным управлением могут быть заменены переключателями диммером, которые позволяют управлять яркостью ламп, а также включать и выключать их, переключателями с управлением по времени, переключателями с датчиком присутствия и переключателями и диммерами с дистанционным управлением.. Выключатели света также встречаются в фонариках, транспортных средствах и других устройствах.

Содержание
  • 1 Настенные переключатели
  • 2 История, культура и стиль
    • 2.1 Ориентация
  • 3 Дизайн
    • 3.1 Внутреннее управление
  • 4 Варианты дизайна
    • 4.1 Нажать кнопка
    • 4.2 Тумблер
    • 4.3 Переключатель с подсветкой
    • 4.4 Кулисный переключатель
    • 4.5 Австралийские кулисные переключатели
    • 4.6 Защита от несанкционированного доступа
    • 4.7 Класс напряжения
    • 4.8 Ртутный переключатель
    • 4.9 Тягово-цепь или шнур
    • 4.10 Диммерный переключатель
    • 4.11 Электронные переключатели
  • 5 Многопозиционное переключение
  • 6 Материалы
  • 7 См. также
  • 8 Ссылки
  • 9 Внешние ссылки
Настенные переключатели

Выключатели освещения могут быть в портативных устройствах, движущихся транспортных средствах и зданиях. В жилых и коммерческих зданиях обычно есть настенные выключатели света для управления освещением в помещении. Высота установки, видимость и другие конструктивные факторы варьируются от страны к стране. Монтажные коробки или корпуса переключателей часто встраиваются в готовую стену. Поверхностный монтаж корпусов также довольно распространен, хотя чаще встречается в коммерческих, промышленных и хозяйственных зданиях, чем в жилых зданиях. Эти коробки выключателя света (коробка pattress ) предназначены для размещения и установки выключателя (ов), защиты проводки и сдерживания тепла или огня. В каждом из них используется пластиковая, керамическая или металлическая крышка в той или иной форме для предотвращения случайного контакта с токоведущими клеммами переключателя. Настенные тарелки доступны в различных стилях и цветах, чтобы гармонировать со стилем комнаты, а также доступны в погодоустойчивых вариантах для использования вне помещений. Эти крышки обычно довольно легко установить.

История, культура и стиль
Два выключателя в одной коробке. Выключатель справа - это диммер. Блок переключателей покрыт декоративной пластиной.

Первый выключатель света, использующий «технологию быстрого отключения», был изобретен Джоном Генри Холмсом в 1884 году в районе Шилдфилд Ньюкасл-апон-Тайн. Переключатель «быстрого размыкания» решил проблему возникновения электрической дуги на контактах переключателя при размыкании или замыкании цепи. Возникновение дуги вызовет точечную коррозию на одном контакте и накопление остатков на другом, а срок службы переключателя сократится. Изобретение Холмса гарантировало, что контакты будут разъединяться или собираться вместе очень быстро, независимо от того, какое большое или небольшое давление оказывал пользователь на исполнительный механизм переключателя. Действие этого механизма «быстрого размыкания» означало, что для образования дуги не хватало времени, и, таким образом, переключатель имел долгий срок службы. Эта технология «быстрого отключения» до сих пор используется почти в каждом обычном выключателе света в мире, насчитывающем миллиарды, а также во многих других видах электрических выключателей.

Тумблер света был изобретен в 1916 году Уильямом Дж. Ньютоном.

В качестве компонента электропроводки или домашней электропроводки системы, Установка выключателей регулируется некоторыми органами, занимающимися вопросами безопасности и стандартами. В разных странах стандартные размеры крепежа для настенного монтажа (коробки, пластины и т. Д.) Могут отличаться. Поскольку используемые лицевые панели должны закрывать это оборудование, эти стандарты определяют минимальные размеры всего настенного оборудования. Следовательно, форма и размер коробок и лицевых панелей, а также то, что интегрировано, варьируются от страны к стране.

Размеры, механическая конструкция и даже общий вид выключателей света медленно менялись с течением времени. Коммутаторы обычно остаются в эксплуатации в течение многих десятилетий, часто меняя их только тогда, когда ремонтируют часть дома. Нет ничего необычного в том, что старинные выключатели света все еще используются. Производители вводят различные новые формы и стили, но по большей части украшения и мода ограничиваются лицевыми панелями или настенными панелями. Даже «современному» диммерному переключателю с ручкой не менее сорока лет, и даже в самой новой конструкции преобладают знакомые форматы тумблера и кулисного переключателя.

Ориентация

Направление, обозначающее «включено», также зависит от страны. В США, Канаде, европейских странах, России и т. Д. Положение «включено» тумблера обычно находится в положении «вверх», тогда как во многих других странах, таких как Великобритания, Ирландия, Австралия, Новая Зеландия ( Страны Содружества) это «вниз». (В многопозиционном переключении соответствие между состоянием отдельного переключателя и включением или выключением освещения зависит от состояния другого переключателя [-ов] в цепи.)

Конструкция

Переключатели могут быть одиночными или множественными, предназначены для использования внутри или вне помещений. Дополнительные опции могут включать в себя регуляторы яркости, защиту окружающей среды, защиту от погодных условий и безопасность. В системах освещения жилых и коммерческих помещений выключатель света напрямую управляет цепью питания ламп. В более крупных системах освещения, например в складских помещениях или системах наружного освещения, требуемый ток может быть слишком высоким для ручного переключателя. В этих системах выключатели света управляют освещением контакторами, реле, которое позволяет ручному переключателю света работать при более низком напряжении или с меньшим размером проводки, чем это требуется в основной цепи освещения.

В Великобритании установка розеток на 13 А BS 1363 в цепь освещения не рекомендуется (хотя и не запрещена), но розетки на 2 или 5 А BS 546 часто включаются в цепи освещения, чтобы можно было управлять отдельно стоящими лампами с помощью выключателей освещения в помещении. В домах, построенных на месте и передвижных домах в Северной Америке, часто в гостиных и спальнях есть розетки для торшеров или настольных ламп.

Внутреннее управление

Контакты переключателя испытывают наибольшую нагрузку при размыкании или замыкании. Когда переключатель замкнут, сопротивление между контактами изменяется от почти бесконечного до почти нулевого. При бесконечном сопротивлении ток не течет, и мощность не рассеивается. При нулевом сопротивлении нет падения напряжения и рассеивания мощности. Однако, пока контакты меняют состояние, есть краткий момент частичного контакта, когда сопротивление не равно нулю или бесконечности, и электрическая энергия преобразуется в тепло. При чрезмерном нагреве контакты могут быть повреждены или даже свариться.

Переключатель должен быть сконструирован таким образом, чтобы переключение происходило как можно быстрее. Это достигается за счет первоначального срабатывания рычажного механизма переключения, сохраняющего потенциальную энергию, обычно в виде механического напряжения в пружине. Когда накоплено достаточное количество механической энергии, механизм в переключателе «размыкается» и быстро приводит в действие контакты при переходе из открытого состояния в закрытое или из закрытого в открытое без дальнейших действий со стороны оператора переключателя. Это быстрое размыкание переключателя необходимо для длительного срока службы контактов переключателя, как описано в патенте Холмса 1884 года.

Пока контакты разъединяются, любая электрическая энергия, накопленная в индуктивности отключаемой цепи, рассеивается в виде дуги внутри переключателя, продлевая переход и ухудшая воздействие нагрева на контакты. Переключатели обычно рассчитываются по току, на который они рассчитаны, при указанном напряжении и коэффициенте мощности, поскольку это наиболее строгое ограничение.

Дуга, возникающая при размыкании переключателя, разъедает контакты переключателя. Следовательно, любой переключатель имеет ограниченный срок службы, часто рассчитанный на заданное количество циклов отключения при заданном токе. Эксплуатация за пределами указанной рабочей емкости резко сократит срок службы коммутатора.

Для борьбы с коррозией контактов переключатель обычно имеет «протирающее» действие, так что контакты очищаются. Большие переключатели могут быть спроектированы с дополнительным сменным контактом, который замыкается и размыкается перед главным контактом, защищая основные токоведущие контакты от износа из-за дуги. Контактная поверхность переключателя изготовлена ​​из материалов, устойчивых к коррозии и искр.

Многие конструкции переключателей с более высоким током полагаются на разделительную дугу, которая помогает рассеивать контактную коррозию. Переключатель, предназначенный для использования с сильным током и высоким напряжением, может стать ненадежным, если он работает при очень низких токах и низком напряжении, потому что непроводящий оксидный слой образуется без дуги для его рассеивания.

Во время работы переключателя могут возникать искры двух видов. При закрытии может появиться несколько искр, таких как искры от кремня -и- стали, поскольку крошечный кусочек металла нагревается от трения до раскаления, плавится и отбрасывается. При открытии может возникнуть голубоватая дуга с заметным запахом «электрического» (озона ). Впоследствии контакты могут потемнеть и потемнели. Поврежденные контакты имеют более высокое сопротивление, что делает их более уязвимыми для дальнейшего повреждения и вызывает цикл, в котором контакты вскоре могут полностью выйти из строя.

Чтобы переключатель был безопасным, прочным и надежным, он должен быть спроектирован так, чтобы контакты надежно удерживались вместе под действием положительной силы, когда переключатель замкнут. Он должен быть спроектирован так, чтобы независимо от того, как оператор манипулирует приводом, контакты всегда замыкаются или размыкаются быстро.

В конструкции многих небольших переключателей пружина, в которой накапливается механическая энергия, необходимая для мгновенного действия механизма переключателя, изготовлена ​​из сплава бериллиево-медь, который затвердевает с образованием пружины. как часть изготовления контакта. Эта же часть часто также образует тело самого контакта и, таким образом, является током пути. Неправильное использование механизма переключателя для удержания контактов в переходном состоянии или серьезная перегрузка переключателя приведет к нагреву и, таким образом, отжигу пружины, уменьшению или устранению «мгновенного действия» переключателя, что приведет к более медленным переходам, большее количество энергии рассеивается в переключателе и прогрессирующий отказ.

Варианты конструкции

Кнопка

Винтажные кнопочные выключатели света

Кнопочный выключатель света имеет две кнопки: одна закрывает контакты и тот, который открывает контакты. Нажатие на приподнятую кнопку открывает или закрывает контакты и выталкивает ранее нажатую кнопку, так что процесс может быть обращен вспять. В США кнопки обычно были черными; кнопка «Вкл.» обычно имела инкрустацию из белого перламутра (настоящего или имитированного) для обозначения ее функции. Условно переключатель обычно устанавливался с кнопкой «вкл» сверху. Сегодня на рынке доступны репродукции кнопочного переключателя для винтажного или аутентичного стиля.

Тумблер

Тумблер Внутренние компоненты тумблера

Тумблерный механизм обеспечивает «мгновенное действие» за счет использования геометрии «над центром». Дизайн был запатентован в 1916 году Уильямом Дж. Ньютоном и Моррисом Голдбергом. Привод переключателя управляет контактами не напрямую, а через промежуточное расположение пружин и рычагов. Вращение исполнительного механизма изначально не вызывает никакого движения контактов, которые фактически продолжают удерживаться в открытом положении под действием пружины. При повороте привода пружина постепенно растягивается. Когда механизм проходит через центральную точку, энергия пружины высвобождается, и пружина, а не привод, быстро и принудительно переводит контакты в закрытое положение с слышимым «щелкающим» звуком. Этот механизм безопасен, надежен и долговечен, но издает громкий щелчок или щелчок.

С 1984 года в США механизм тумблера был почти полностью вытеснен механизмами «тихого переключения». Механизмы «бесшумного переключения» по-прежнему обладают формой мгновенного действия, но очень слабой по сравнению с предшественником. Поэтому они оснащены более крупными высококачественными контактами, которые способны переключать бытовые нагрузки без повреждений, несмотря на менее позитивное действие.

Переключатель с подсветкой

Кулисный переключатель с подсветкой для Великобритании в выключенном положении

Переключатели с подсветкой включает небольшую неоновую лампу или светодиод, позволяющую пользователю легко найти выключатель в темноте. Бытовые выключатели с подсветкой были представлены в середине 1950-х годов.

Однополюсные переключатели с подсветкой получают энергию для питания своего встроенного источника освещения (обычно «неоновую» лампу) от тока, проходящего через лампу ( s) которые они контролируют. Такие переключатели удовлетворительно работают с лампами накаливания, галогенным освещением и неэлектронными люминесцентными светильниками, поскольку небольшой ток, необходимый для источника освещения переключателя, слишком мал для получения видимого света от таких устройств, управляемых переключателем с подсветкой. Однако, если они управляют только компактными люминесцентными лампами (КЛЛ) и / или светодиодными лампами, небольшой ток, необходимый для включения источника освещения внутри переключателя, также медленно заряжает внутренний входной конденсатор. в электронном балласте КЛЛ или светодиода до тех пор, пока напряжение на нем не поднимется до точки, при которой произойдет кратковременный разряд через КЛЛ. Этот цикл может повторяться бесконечно, что приводит к повторяющимся кратковременным миганиям лампы (ламп) (и света внутри переключателя), когда подсвеченный переключатель находится в положении «выключено».

Кулисный переключатель

A Левитон Кулисный переключатель Decora Кулисный переключатель в европейском стиле

Альтернативой тумблерному переключателю является кулисный переключатель. Большие переключатели такой конструкции широко известны в США как «стиль декоратора». Переключатели этой конструкции располагаются почти заподлицо с настенной панелью и активируются "покачиванием" плоского широкого рычага, а не толканием короткого выступающего привода вверх или вниз.

В Европе, Гонконге, Малайзии, Сингапуре и Индии этот тип почти универсален, и тумблеры считаются устаревшими.

Австралийские кулисные переключатели

3 австралийских переключателя света и «неоновый» индикатор - в настенной 4-х позиционной пластине. Нижний переключатель находится в положении «включено» или «вниз». Два австралийских кулисных переключателя (в разобранном виде) вместе с разрезом и видом на соединения переключателя Австралийский 2-местный переключатель с креплением на архитраве плита переключателя и переключатели.

В Австралии и Новой Зеландии почти повсеместно используется небольшой кулисный переключатель в виде механизма переключателя диаметром 16 мм (0,63 дюйма), который монтируется сзади на настенной пластине и крепится через монтажные проушины, как показано на фото слева. «Крышка» немного большего размера, поставляемая с настенной пластиной или дополнительно к ней, затем зажимается над сборкой в ​​качестве дополнительного изолирующего барьера, закрывающего глубоко установленные крепежные винты для настенной пластины, которые «глубоко установлены» для предотвращения случайного человеческий контакт. «Крышку» можно снять без использования инструментов, например, когда требуется покраска стен.

В то время как более крупные переключатели в стиле «декоратора» легко доступны в Австралии, преимущество меньших механизмов состоит в том, что на настенных панелях можно установить от одного до шести отдельных механизмов переключения или других «механизмов» соответствующего размера - такие как диммеры и индикаторные лампы - в том же месте, что и один (или два) переключателя более крупной конструкции. Поскольку механизмы небольшие, они также могут быть установлены на пластинах «архитрав » для установки в положениях, где невозможно установить настенную пластину «стандартного» размера. Пример показан на картинке ниже справа. Все механизмы переключения не имеют открытых металлических частей, требующих заземления. В то время как переключатели, настенные панели и заглушки от разных производителей, как правило, не взаимозаменяемы, механизмы переключения этого типа доступны в Австралии с 1951 года.

Система keystone module для электрические гнезда сверхнизкого напряжения (запатентованы в 1975 г.) по внешнему виду несколько похожи на эти модули, но конструкция креплений трапецеидального искажения отличается, и модули трапецеидального искажения можно удалить без инструмента. (Подобная система, но с более крупными переключателями используется в Италии.)

Как показано на фотографии разборки, исполнительный механизм переключателя поворачивается в двух отверстиях по бокам пластикового корпуса переключателя. Штанга привода скользит в двух канавках внутри привода, прижимаясь пружиной сжатия к выемке в общей контактной планке. Общая контактная планка может свободно качаться на стержне малого диаметра, приваренном к общему выводу. Однако из-за давления, прилагаемого пружиной сжатия, общая контактная планка всегда будет прижиматься к одному из двух контактов.

Когда привод перемещается, механическая энергия сохраняется в пружине сжатия до тех пор, пока привод не перейдет в среднее положение. В это время общая контактная планка перемещается в противоположном направлении пружиной сжатия, действующей через приводную планку, тем самым разрывая соединение с существующим контактом и устанавливая соединение с другим контактом. Обычная контактная шина сделана из меди с вставкой из более твердого контактного металла на нижней стороне. Хотя он может свободно перемещаться на необходимое расстояние в продольном направлении, его перемещение вбок ограничено конструкцией формованного пластикового корпуса.

винтовые клеммы являются полыми и позволяют вставить до трех скрученных вместе проводов диаметром 1 мм (CSA) на глубину до 10 миллиметров (0,39 дюйма) и фиксируется установочным винтом . Установочные винты контактных клемм устанавливаются под небольшим углом, чтобы облегчить доступ отвертки после того, как механизм переключателя будет установлен в настенную пластину - перед креплением настенной пластины к стене. Также показан соединительный зажим "петли". Эта клемма не играет никакой роли в работе переключателя, но, поскольку имеется доступное пространство, она предоставляется в качестве изолированной клеммы для присоединения других проводов, если это необходимо (например, нейтральных проводов). Каждый австралийский кулисный переключатель на самом деле представляет собой однополюсный двухпозиционный переключатель (SPDT), также известный как «двухпозиционный переключатель», и имеет три контакта.

Выключатель практически такой же конструкции также используется на настенных панелях розеток в Австралии. В настоящее время крайне редко можно найти выключатели любого другого типа в домах в Австралии, хотя Австралийский стандарт электропроводки AS 3112 не запрещает использование других типов. Несмотря на то, что доступно множество вариантов австралийского дизайна и накладок, некоторые дизайнеры и специалисты по ремонту могут импортировать переключатели британского и европейского дизайна, когда им нужна особая отделка. Однако, хотя стандартные австралийские пластины для настенного монтажа имеют те же размеры, что и те, что используются в Северной Америке, они отличаются от размеров, используемых в Великобритании или Европе.

Переключатели (и другие механизмы) этой австралийской дизайнерской серии в настоящее время доступны в Великобритании (и других странах) вместе с настенными панелями, соответствующими монтажным стандартам соответствующих стран.

В течение короткого времени австралийские кулисные переключатели экспортировались в Соединенные Штаты в 1960-х годах. Хотя переключатели имели адекватные характеристики для использования в цепях 120 В и обладали преимуществами компактности и отличительного внешнего вида, они не смогли зарекомендовать себя на американском рынке.

Защита от несанкционированного доступа

Выключатель с защитой от несанкционированного доступа

Там, где цепи освещения не должны быть случайно отключены, например, управление освещением коридоров и туалетов в общественных зданиях, таких как школы, переключатель защиты от несанкционированного доступа может быть установлен. Для их работы требуется ключ, что препятствует случайному или случайному включению переключателя.

Класс напряжения

В коммерческих и промышленных осветительных установках Северной Америки освещение устанавливается на трехфазную сеть 480Y / 277 В в цепях используются напряжения, превышающие номинальные значения обычных переключателей на 120 В.

Ртутный переключатель

Ртутный переключатель света от General Electric c. 1960, 120 В, 15 A

Примерно в середине 20-го века появились «тихие» переключатели, которые использовали ртуть, чтобы установить связь, избегая громких щелчков, издаваемых подпружиненными тумблерами, которые тогда были нормой. В одном из вариантов ртутного выключателя света используется герметичный стеклянный флакон, который наклоняется рычагом переключения, заставляя каплю жидкого металла ртути катиться с одного конца на другой, замыкая пару контактов, замыкая цепь.. В другом стиле ртутного выключателя света используется металлическое колесо с изолятором, разделяющим две половины, в котором есть отверстие, которое позволяет ртути соединяться с любой стороной колеса только в одном положении.

Некоторые из этих переключателей также были оборудованы с неоновой лампой , подключенной поперек контактов и, следовательно, последовательно с электрической нагрузкой. Из-за этого индикатор слабо светился, когда выключатель был выключен, что помогало найти выключатель в темной комнате.

К ​​1970-м годам другие конструкции бесшумных переключателей, которые не требовали ртути (и, следовательно, были более простыми и дешевыми в производстве), получили широкое распространение, постепенно заменив как обычные «мгновенные» тумблеры, так и бесшумные переключатели на основе ртути.

Цепь или шнур

Выключатель света, совмещенный с розеткой, иногда устанавливается в подвалах или подсобных помещениях домов. Переключатель приводится в действие тросом или шнуром. Также можно установить выключатель со шнуром отдельно от розетки, что особенно часто встречается в британских ванных комнатах. До 2001 года правила электропроводки Великобритании требовали, чтобы все выключатели для ванных комнат приводились в действие шнуром питания.

Диммерный переключатель

A диммерный переключатель, правильно называемый регулятором освещенности, содержит твердотельную схему, позволяющую изменять яркость за счет уменьшения среднего напряжения, подаваемого на лампу.

Электронные переключатели

Диммер с RF-основанным дистанционным управлением

В принципе, бесшумные переключатели легко сконструировать, в которых механические контакты не управляют током напрямую, а просто подайте сигнал твердотельному устройству, например тиристору, чтобы замкнуть цепь. Создано и продано множество вариаций на эту тему. Устройствами «с сенсорной панелью » можно управлять, касаясь переключателя или просто размахивая рукой. Сенсорные переключатели не имеют движущихся частей и переключают световую цепь электронным способом. По состоянию на 1986 год они остаются специальными предметами. Электронные переключатели обеспечивают гибкость с точки зрения различных интерфейсов для их операций, таких как сенсорные панели, элементы управления soft-touch, управление на основе датчика давления или освещенности, интерактивные сенсорные экраны (которые широко используются в самолетах для управления освещением) и другие.

Общественные здания, такие как больницы, часто экономят электроэнергию, используя переключатели детектора движения, также известные как датчики присутствия. Датчики присутствия также могут использоваться в жилых помещениях, например, в ванных комнатах, гаражах и коридорах.

A беспроводной переключатель света обеспечивает дистанционное управление освещением с помощью ручного передатчика. Хотя управляющим устройством может быть устройство, предназначенное для этой цели, все чаще такие переключатели могут управляться с помощью технологий (таких как Bluetooth или Wi-Fi ), которые теперь используются в смартфонах ..

Проводное дистанционное управление переключателями освещения также возможно с использованием, например, сигнализации X10 по проводам питания.

Многопозиционное переключение

Два или более переключателя света могут быть соединены между собой, чтобы обеспечить управление освещением, например, с двух концов длинного коридора или посадок на верхней и нижней площадках пролета лестница. Многопозиционное переключение осуществляется с помощью специальных переключателей, имеющих дополнительные контакты.

Материалы
Старый тумблерный переключатель из бакелита

Ранее переключатели были сделаны из фарфора в версии для поверхностного монтажа и работали как поворотный переключатель с поворотным механизмом. Позже стали применяться более прочные бакелит и эбонит. Сегодня они изготавливаются из современных пластиков, таких как поликарбонат или огнестойкий ABS. Некоторые переключатели также могут быть изготовлены из других пластиков, таких как полиамид, полипропилен или ПВХ, но в основном ограничены проводными переключателями (например, переключателями ночных ламп), в основном из-за меньшего веса, и большинство таких переключателей не используются в устройствах высокой мощности (в основном настольные лампы, настольные вентиляторы, некоторые радиоприемники) в основном до 2 ампер. В некоторых случаях, особенно в больницах и других общественных учреждениях, открытые части выключателей света сделаны из антимикробных материалов, таких как медь, для инфекционного контроля.

См. Также
  • значок Портал электроники
Ссылки
Внешние ссылки
  • СМИ, относящиеся к выключателям света на Wikimedia Commons
Последняя правка сделана 2021-05-27 09:20:32
Содержание доступно по лицензии CC BY-SA 3.0 (если не указано иное).
Обратная связь: support@alphapedia.ru
Соглашение
О проекте