Kapcsoló

Elektromos

A kapcsoló (switch) olyan alkatrész, amely a rajta átfolyó áramot szabályozza. Egyik állapotában nem folyik át rajta, másikban igen.

• Nyitott állapotában
  • vezetése 0
  • ellenállása végtelen
  • 0 áramú áramgenerátorként modellezhető,
• zárt állapotában
  • vezetése végtelen
  • ellenállása 0
  • 0 elektromotoros erejű feszültséggenerátorral modellezhető.

Mechanikus vezérlésű

Típusok

Egypólusú egyáramkörös kapcsoló

Két kivezetése van. Ezek között folyik vagy nem az áram.

SPST - Single pole single throw.

Alaphelyzetben lehet nyitott ( NO, Normally open ) vagy zárt ( Normally close ).

Egypólusú kétáramkörös kapcsoló

Három kivezetése van. A közös ( common ) érintkező hol az egyik, hol a másik érintkezőhöz kapcsolódik. Váltókapcsolónak is hívják.

Az átkapcsolás során rövid ideig előfordulhat, hogy a közös érintkező egyik érintkezőhöz sem kapcsolódik - vagy egyszerre mindkettőhöz.

Olyan mechanika is van, amelyiknek stabil állapota amikor a közös érintkező semelyik másikhoz sem érintkezik. Gépjármű irányjelző kapcsoló ilyen.

SPDT - Single pole double throw.

N-áramkörös fokozatkapcsoló, forgókapcsoló, Yaxley

N stabil állapotnak megfelelő N érintkezője és ezen felül egy közös érintkezője van. A közös érintkező az N közül egyhez csatlakozik.

Továbbfejlesztése a kétáramkörös kapcsolónak.

Kétpólusú kétáramkörös

Két, mechanikusan összekapcsolt egypólusú kétáramkörös kapcsoló.

DPDT - Double pole double throw.

Stabilitás szerint

Bistabil, N-stabil

Az alkatrészbe épített mechanikus kiegészítő a kapcsoló mindkét ( összes ) állapotát fenntartja, ha külső erő nem hat rá.

Monostabil, nyomógomb

Rugó tartja stabil helyzetben. Külső erő átkapcsolja, de az erő megszűntekor visszaáll az eredeti helyzetbe.

A stabil állapot lehet nyitott (NO, normally open) vagy zárt (NC, normally closed).

Feszültség, áramerősség, ellenállás, élettartam

A kapcsolók egyik lényeges jellemzője az a feszültség, amelyet nyitott állapotban még elvisel. A valós kapcsoló ellenállása kisebb végtelennél, ezért azon nyitott állapotban is disszipálódik teljesítmény. Ugyancsak véges az érintkezők távolsága így mint szikraközök között adott feszültség átüt.

Másik az az áramerősség, amit zárt állapotban még elbír.

Mindkét érték függ az áram frekvenciájától ( nemétől ). Jellemzően egyenáramú és 50 Hz-es adatot szokás megadni.

A kapcsoló ellenállása nyitott állapotban nagyon jó közelítéssel végtelen, zárt állapotban pedig nulla. Ha mégsem, akkor az lényeges adata a kapcsolónak.

Kapcsoló élettartamának jellemzésére a hibamentes átkapcsolások számát használják.

Speciális típusok

Higanykapcsoló

Üvegcsőbe nyúló két elektróda közötti zárást folyékony higany végzi. Működtetéshez ezt a kapcsolót egyszerűen el kell fordítani, hogy az érintkezők beleérjenek (vagy nem) a higanyba.

Robbanásbiztos, nagyáramú, pergésmentes.

Mozgó berendezésben vagy extrém hőmérsékleten működése bizonytalan.

Reed kapcsoló

Érintkezői védőgázzal feltöltött üvegcsőben helyezkednek el. Ez a megoldás megvédi a szennyeződéstől, korróziótól.

Külső mágneses tér hatására az érinkezők összeérnek, a tér megszűntekor szétkapcsolódnak. A neve onnan származik, hogy az érintkezők általában hosszúak és hajlékonyak (reed - ang. nád, nádszál).

Tekercsbe helyezve rendkívül egyszerű és megbízható reed jelfogó (reed relé) készíthető segítségével.

DIL kapcsoló

Jellemzően kevés átkapcsolásra használják. Nem a használó, hanem karbantartó állítja be. Készülék belsejében helyezik el.

Záródugó, jumper, 0 ohmos ellenállás

Jellemzően kevés átkapcsolásra használják. Nem a használó, hanem karbantartó állítja be. Készülék belsejében helyezik el. Záróldugó, lemezke zárja a kapcsolót; a nyitott állapothoz ezt egyszerűen el kell távolítani.

A 0 ohmos ellenállás átkapcsolásához forrasztópáka kell.

Szenzor

Két, egymástól szigetelt elektróda mindössze. Az áramkör zárását az operátor ujja végzi amikor mindkét elektródához hozzáér. Zárt állapotban ennek a kapcsolónak az ellenállása lényegesen nagyobb nullánál.

Nagyfrekvenciás

Alkatrészház illetve érintkezők kialakítása tápvonalszerű.

Kapcsolások

Soros kapcsolás

Két kapcsoló sorbakapcsolva a logikai ÉS műveletet valósítja meg. Akkor és csak akkor folyik át rajta áram, ha mindkét kapcsoló be van kapcsolva.

Párhuzamos kapcsolás

A párhuzamos kapcsolás a logikai VAGY művelet. Akkor és csak akkor folyik át áramm ha legalább az egyik be van kapcsolva.

Ekvivalencia kapcsolás

Ez a kapcsolás a logikai ekvivalenciát valósítja meg. Akkor és csak akkor folyik át rajta áram, ha a kapcsolók állása megegyezik. Tipikus alkalmazás folyosó két végén mint világításkapcsoló.

Invertáló kapcsolás

Ez a kapcsolás a bejövő két áramot egymással felcseréli. Egyenáramú motor irányváltójaként elterjedt. Lelke egy kétpólusú kétáramkörös kapcsoló.

Előrehuzalozva (4 kivezetéssel) keresztkapcsolóként ismert.

Egyéb

Hiszterézis

A kapcsolónak két állapota van és az áramkör többi része feltételezi, hogy a két állapot közötti átkapcsolás gyors és határozott. Ezt, valamint az állapot stabil fenntartását mechanikus szerkezet biztosítja. A kapcsoló karjának elmozdítása egy darabig nem kapcsolja át a kapcsolót, majd bizonyos erőnél az átkapcsolás gyorsan és határozottan történik.

Hiszterézis

Szennyeződés, oxidáció

Érintkezők közé jutott szennyeződés, por bizonytalanná teszi a kapcsoló zárását. Jellegzetes recsegés az eredmény. Ellenszere a tokozás, légmentes ( pormentes ) lezárás. Öntisztulást lehet elérni csúszó érintkezőkkel.

Aranybevonat illetve védőgázos burkolatba helyezés hatásosan előzi meg az oxidációt. Különösen nagy igénybevétel a trópusi, tengeri klíma.

((tisztítás))

Kenőáram

((Hagyományos telefonközpontban kis egyenáramra (kenőáramra) szuperponálják a hangáramot.))

Kitekintés

A kapcsoló természetesen érzékelő.

Operátor működtette kapcsoló és készülék tervezésekor fontos szempont az ergonómia. Elrettentő példa a '80-as években divatos, karórába épített, teljesen használhatatlan zsebszámológép.

Gyakran egybeépítik jelzőlámpával ( Glimm, izzó, LED ). Glimmel egybeépített világításkapcsoló tönkreteszi a kompakt fénycsövet. Régi, energiatakarékos megoldás a kapcsoló működtetőjét foszforeszkáló műanyagból készíteni.

Villanymotorban, dinamóban kommutátornak hívják a kapcsolót. Higanykapcsolót használt villanymotorjában Jedik Ányos.

Elektromos vezérlésű

Nem lineáris alkatrészt a karakterisztikája nem lineáris részének két pontján üzemeltetve az kapcsoló jellegűen működik. Példa a triak, tirisztor ki- illeve bekapcsolt állapota vagy lezárt illetve telítésben vezető tranzisztor.

Jelfogó

Elekromágnessel és vasmaggal egybeépített mechanikus kapcsolóból jelfogó vagy csengő készíthető.

Adatátviteli kapcsoló

(( helyi hálózat switch ))

Az adatátviteli kapcsoló (switch) érdekessége, hogy ezen elrendezésben az átkapcsolást nem egy harmadik, külső kar vagy vezetőn folyó áram idézi elő, hanem a tápláló irányból érkező adat elején található célcímet reprezentáló bitsorozat. A kapcsolási irány pedig az eszközben dinamikusan (bár lehetne statikusan is) eltárolt feladó címek alapján történik. Azaz ha egy adott című ezköz küld egy akár mindenkinek szóló (broadcast), akár egy adott eszközcímű berendezés felé címzett keretet, akkor ez a kapcsolóeszköz egyúttal eltárolja azt, hogy ezen a csatlakozási pontján ez a című eszköz található. Ezek után bármely másik lábán érkező adat, amely ennek az eszköznek van címezve az kizárólag erre a csatlakozási pontra kapcsolja rá.

Rokon berendezés a router, amely már nem eszközcím, hanem egy eszköztől független képzett cím, az IP cím alapján választja ki, hogy mely csatlakozón és kinek kell címeznie az adatcsomagot. Ráadásul ezen folyamat során az eszköz fizikai címét is felderíti, mivel az eszköz csak a saját fizikai címére címzett adatokat fogadja el a mindenkinek címzett keretet leszámítva.

Programkapcsoló

Program futását befolyásoló paraméter. Segítségével a program elindításakor választhatunk (másszóval átkapcsolhatunk) a benne megírt több funkciók között.

UNIX rendszereknél elterjedten argumentumnak vagy a program paraméterének is hívják. A legfontosabb kapcsoló a segítségkérés, amely szokásos megoldása MSDOS esetén a /? UNIXok esetén a -h illetve a --help opció.

Példák:

• MSDOS esetén például a dir parancs esetén a dir /?
• UNIX rendszereknél az ls parancs esetén az ls --help