Conheça os diferentes tipos de interruptores e suas aplicações

O que é um SWITCH ? Switch nada mais é que um dispositivo que é usado para ligar e desligar o equipamento. Muito provavelmente, este equipamento é um equipamento elétrico como ventilador, TV, etc. Para fluir a corrente de um circuito, ele deve exigir um caminho fechado (loop). Se a chave estiver desligada, significa que o circuito está aberto e a corrente não pode fluir pelo condutor e o equipamento está desenergizado (estado desligado). Para energizar, temos que ligar o interruptor, ele faz um circuito completo e fecha o caminho. Assim, a corrente pode fluir pelo equipamento e ele pode ligar. Assim, a função do interruptor é fazer (o interruptor está LIGADO) e interromper (o interruptor está DESLIGADO) o circuito.

Na engenharia do sistema de controle, os interruptores desempenham um papel importante. Existem basicamente dois tipos de interruptores - interruptor mecânico e interruptor elétrico. Os interruptores mecânicos requerem contato físico ou manual com o interruptor para operação. As chaves elétricas não requerem contato físico ou manual, têm capacidade para realizar a operação. Interruptores elétricos operam sob a ação de semicondutores.

Chaves mecânicas:

Os interruptores mecânicos ainda são classificados em diferentes tipos de interruptores com base no número de polos e passagens. Pólos significa o número do circuito de entrada (circuito de alimentação) disponível para o switch. Throws significa o número do circuito de saída (número do caminho no qual a corrente pode fluir) disponível para o switch.

1. Lançamento único pólo único (SPST)
2. Lance duplo de pólo único (SPDT)
3. Lance único de pólo duplo (DPST)
4. Lance duplo de pólo duplo (DPDT)
5. Dois pólos de seis lances (2P6T)
6. Interruptor de operação momentâneo / interruptor de controle momentâneo
   1. Botão de apertar
   2. Interruptor de pressão
   3. Interruptor de temperatura
   4. Interruptor
   5. Interruptor rotativo

Na chave mecânica, duas placas de metal se tocam para completar o circuito para a corrente fluir e separar uma da outra para abrir o circuito para a corrente interromper.

1) Single pole single throw (SPST): Esta chave consiste em dois terminais; um terminal de entrada é conhecido como pólo e um terminal de saída é conhecido como lançamento. Portanto, o nome dessa opção é lançamento único de pólo único. Este switch é o exemplo mais simples de switch. Geralmente, essa chave usada em um único loop significa que o circuito precisa controlar apenas um caminho de fechamento. O símbolo do interruptor de um pólo único é mostrado na figura 1a. Esta chave é conectada em série com o equipamento, fonte ou elementos como mostrado na figura-1b.

2) Unipolar double throw (SPDT): Esta chave consiste em três terminais; um terminal de entrada (pólo) e dois terminais de saída (projeção), conforme mostrado na figura 2a. Usando essa chave, podemos fornecer corrente ou sinal a dois loops, conforme mostrado na figura 2. Às vezes, essa opção é conhecida como chave seletora.

3) Double pole single throw (DPST): Esta chave consiste em quatro terminais; dois terminais de entrada (pólo) e dois terminais de saída (lançamento), conforme mostrado na figura-3a. Essa opção é muito semelhante a duas opções SPST. Ambos os interruptores são conectados com um único fígado, portanto, ambos os interruptores operam ao mesmo tempo. Essas chaves são usadas quando queremos controlar dois circuitos pelo mesmo tempo, conforme mostrado na figura 3b.

4) Dois pólos duplos (DPDT): Esta chave consiste em seis terminais; dois terminais de entrada (pólo) e dois terminais para cada pólo, portanto, um total de quatro terminais de saída (lançamento) como mostrado na figura 4a. A operação dessa chave é semelhante à de duas chaves SPDT separadas operando ao mesmo tempo. Neste switch, dois terminais de entrada (pólo) são conectados com um conjunto (dois) de saída (throw-1) na posição-1 do switch. Se mudarmos a posição da chave, ela conectará essa entrada com o segundo conjunto de saída (terminal 2), conforme mostrado na figura 4b. Aqui, como mostrado no exemplo, vamos supor que, na posição 1 se o motor estiver girando no sentido horário, se mudarmos para a posição 2, o motor girará no sentido anti-horário.

5) Dois pólos de seis lances (2P6T): Consiste em quatorze terminais; dois terminais de entrada (pólos) e seis terminais para cada pólo, portanto, um total de doze terminais de saída (lançamento) conforme mostrado na figura-5a. Geralmente, este tipo de chave é usado para comutação no circuito com terminal de entrada comum.

6) Chave de operação momentânea:

1. Interruptor de botão: quando você pressiona o interruptor, os contatos do interruptor são fechados e fazem o circuito fechar para fluir a corrente e quando você remove a pressão do botão, os contatos do interruptor são abertos e interrompem o circuito. Portanto, esta chave é uma chave de contato momentâneo que é capaz de controlar o circuito fazendo e interrompendo seu contato. No interruptor de botão, quando você remove a pressão do interruptor, há um arranjo de mola para abrir o contato.
2. Interruptor de pressão: este tipo de interruptor consiste em um diafragma em forma de C. De acordo com a pressão, este diafragma está indicando pressão. Esses interruptores são usados ​​para detectar a pressão do ar, água ou óleo, em aplicações industriais. Esta chave opera quando a pressão do sistema aumenta ou diminui do ponto de ajuste.
3. Interruptor de temperatura: Este tipo de interruptor consiste em dispositivos sensores de temperatura como RTD (dispositivo de temperatura de resistência). Esta chave opera de acordo com o valor da temperatura medida.
4. Chave seletora: este tipo de chave é comumente usado em aplicações domésticas para ligar e desligar aparelhos elétricos. Tem uma alavanca pela qual podemos mover para cima ou para baixo para ligar e desligar os aparelhos.
5. Chave rotativa: este tipo de chave é usado para conectar uma linha a uma das várias linhas. Nenhum multímetro, seletor de canal, seletor de faixa, dispositivo de medição, seletor de banda em dispositivos de comunicação são exemplos desse tipo de chave. Esta chave é igual a uma chave multi-pólo único. Mas o arranjo dessa opção é diferente.

Interruptores elétricos:

Interruptores elétricos não são nada, mas são um dispositivo semicondutor. Essas opções são mais úteis devido ao seu baixo custo, tamanho pequeno e confiabilidade. Nesta chave, são usados ​​materiais semicondutores como silício (Si), germânio (Ge) etc. Geralmente, este tipo de chave é usado em circuitos integrados (ICs), acionamentos de motores elétricos, aplicações HVAC e também amplamente utilizadas como saída digital (DI) do controlador.

1. Retransmissão
2. Transistor bipolar
3. Diodo de potência
4. MOSFET
5. IGBT
6. SCR
7. TRIAC
8. DIAC
9. GTO

1) Relé: O relé funciona com base no princípio da eletromecânica, portanto, esta chave também é conhecida como chave eletromecânica. Quando a corrente passa por uma bobina, ela cria um campo magnético ao redor da bobina. Essa quantidade de campo magnético depende da quantidade de corrente que passa pela bobina. O arranjo dos contatos é feito de forma que, se a corrente for aumentada com o limite da cortina, os contatos sejam energizados e mudem de posição. Às vezes, o relé usa uma tira bimetálica para detectar a temperatura para fins de segurança. Os relés estão disponíveis em uma ampla faixa de tensão e corrente. No sistema de potência, o relé desempenha um papel importante na identificação de falhas. Também nas indústrias, os relés são usados ​​como dispositivos de proteção. Verifique o funcionamento completo do relé aqui.

2) Transistor Bipolar: o transistor de junções bipolares tem três terminais; base, emissor e coletor. Os transistores funcionam em três regiões; corte, saturação e região ativa. O símbolo do transistor é mostrado na figura 6. Para fins de comutação, a região ativa não é usada. Se uma quantidade suficiente de corrente estiver disponível no terminal de base, o transistor entra na região de saturação e a corrente fluirá através do caminho coletor-emissor e o transistor atuará como um interruptor ON. Se a corrente de base não for suficiente, o circuito está aberto e a corrente não pode fluir através do coletor-emissor e o transistor entra na região de corte. Nesta região, o transistor atua como interruptor OFF. O transistor é usado como um amplificador em aplicações eletrônicas e também é usado para fazer uma porta como AND, NOT em circuitos digitais e o transistor também é usado como um dispositivo de chaveamento em circuito integrado.Os transistores não são úteis em aplicações de alta potência porque têm mais perda resistiva em comparação com o MOSFET.

3) Diodo de potência: O diodo de potência possui dois terminais; ânodo e cátodo. O diodo é feito de material semicondutor do tipo p e n e faz a junção pn, que é conhecida como diodo. O símbolo do diodo de potência é mostrado na figura 7. Quando o diodo está em polarização direta, a corrente pode fluir através do circuito e na polarização reversa bloqueia a corrente. Se o ânodo for positivo em relação ao cátodo, o diodo está em polarização direta e age como um interruptor LIGADO. Da mesma forma, se o cátodo for positivo em relação ao ânodo, o diodo estará em polarização reversa e atuará como um interruptor DESLIGADO. Os diodos de potência são usados ​​em aplicações de eletrônica de potência, como retificador, circuito multiplicador de tensão e circuito clamper de tensão, etc.

4) MOSFET: Transistor de efeito de campo semicondutor de óxido metálico MOSFET. O MOSFET possui três terminais; portão, dreno e fonte. O MOSFET funciona em duas formas básicas; Tipo de esgotamento e tipo de aprimoramento. Se a tensão da fonte da porta (V _GS) não for suficiente, o MOSFET funciona como tipo de esgotamento e o modo de esgotamento do MOSFET é semelhante ao interruptor OFF. Se a tensão da fonte de porta (V _GS) for suficiente, o MOSFET funciona como tipo de aprimoramento e o modo de aprimoramento do MOSFTE é semelhante ao interruptor ON. O intervalo de comutação do MOSFET é de dezenas de segundos de neon a algumas centenas de microssegundos. MOSFET usado em regulador de tensão linear, chopper e amplificador de potência de frequência de áudio, etc. Verifique aqui os circuitos MOSFET.

5) IGBT: IGBT- Transistor Bipolar de Porta Isolada. IGBT é uma combinação de BJT e MOSFET. O IGBT tem uma alta impedância de entrada e altas velocidades de chaveamento (característica do MOSFET), bem como baixa tensão de saturação (característica do BJT). O IGBT possui três terminais; Portão, Emissor e Coletor. O IGBT pode controlar com o uso de um terminal de portão. Ele pode ser LIGADO e DESLIGADO acionando e desabilitando seu terminal de porta. O IGBT pode bloquear a tensão positiva e negativa da mesma forma que o GTO. IGBT é usado no inversor, controle do motor de tração, aquecimento por indução e fontes de alimentação comutadas.

6) SCR: SCR- Retificador Controlado por Silício. SCR tem três terminais; Portão, ânodo e cátodo. O funcionamento do SCR é igual ao do diodo, mas o SCR inicia a condução quando está em polarização direta (o cátodo é negativo e o ânodo é positivo) e também é necessário um pulso de clock positivo na porta. Na polarização direta, se o pulso do clock da porta for zero, o SCR desligado por comutação forçada e na polarização reversa o SCR permanece no estado OFF igual ao diodo. Os SCRs são usados ​​no controle do motor, reguladores de energia e dimerização da lâmpada.

7) TRIAC: TRIAC é o mesmo que dois SCRs conectados em paralelo inverso com a porta conectada. TRIAC é um dispositivo bidirecional. O TRIAC possui três terminais; Terminal principal 1 (MT), terminal principal 2 (MT2) e portão. Os terminais MT1 e MT2 são conectados ao circuito que desejamos controlar e o gate está disponível para o pulso de disparo por tensão positiva ou negativa. Quando o terminal MT2 está em tensão positiva em relação ao terminal MT1 e a porta também é disparada positivamente, o SCR-1 do TRIAC dispara. Quando o terminal MT1 está com tensão positiva em relação ao terminal MT2 e a porta também é disparada positivamente, o SCR-2 do TRIAC dispara. O TRIAC pode ser usado para ambas as fontes CA e CC, mas geralmente, TRIAC é usado em aplicações CA como controle de motor, comutação de luzes (industrial e doméstica), etc. Verifique aqui o Circuito de Dimmer Triac.

8) DIAC: DIAC- Interruptor de Diodo AC. DIAC tem dois terminais. Essa chave pode operar em ambas as direções. O símbolo do DIAC é mostrado na figura 12. DIAC trabalha em duas regiões; região de bloqueio direto ou reverso e região de interrupção de avalanche. Quando a tensão aplicada é menor do que a tensão de interrupção, o DIAC funciona na região de bloqueio direto ou reverso. Nesta região, o DIAC atua como interruptor OFF. Quando a tensão aplicada é maior do que a tensão de interrupção, ocorre a interrupção da avalanche e o DIAC atua como interruptor ON. DIAC não pode alternar bruscamente para aplicações de baixa tensão e corrente baixa em comparação com TRIAC e SCR. DIAC usado em escurecimento de luz, controle de motor universal e circuito de controle de calor.

9) Tiristor para desligar o portão: GTO tem três terminais; Portão, ânodo e cátodo. Como o nome sugere, este dispositivo pode ser desligado por meio do terminal do portão. O símbolo do GTO consiste em duas setas no terminal da porta, que mostram o fluxo bidirecional da corrente através do terminal da porta. Este dispositivo pode LIGAR aplicando uma pequena corrente de porta positiva e DESLIGAR por pulso negativo do terminal de porta. GTO usado em inversores, inversores AC e DC, aquecedor de indução e SVC (compensação VAR estática). O GTO não pode ser usado para desligar cargas indutivas, sem a ajuda do circuito de amortecimento.