تحقیق کامل درباره سوئیچ

صفحه اصلی آرشیو راهنمای خرید پرسش و پاسخ درباره ما پشتیبانی تبلیغات تماس با ما

صفحه نخست  » دانلود رایگان  »  تحقیق کامل درباره سوئیچ

تحقیق کامل درباره سوئیچ


دانلود تحقیق و مقاله رایگان با عنوان تحقیق کامل درباره سوئیچ

سکسیونر چیست؟
در الکترونیک یک سوئیچ ابزار الکتریکی است که می تواند مدار الکتریکی را قطع و وصل کند و با ایجاد وقفه یا اشتقاق آن از یک کنداکتور به وسیله های دیگر عمل کند. رایج ترین شکل سوئیچ ها در کنترل دستی یک ابزار الکترومکانیکی با مجموعه ای اتصالات الکتریکی می باشد. هر یک از مجموعه اتصالات الکتریکی می توانند یکی از دو وضعیت بسته به این معنی که مدار برقرار بوده و جریان الکتریکی در آن وجود دارد یا باز به این به معنی که اتصال جدا شده و جریانی هدایت نمی گردد باشند.

یک سوئچ یا سکسیونر میتواند به عنوان ابزاری دستی در کنترل سیگنال یک سیستم توسط یک شخص کارایی اشته باشد مانند کلیدهای کیبورد کامپیوتر و یا جریان برق را در یک مدار کنترل کند. مانند کلید لامپ. سکسیونر اتوماتیک میتواند در کنترل حرکت ماشین ها کاربرد داشته باشند به عنوان مثال ترموستات یک سویچ کنترلگری است که در کنترل فرآیندهای حرارتی کاربرد دارد. سوییچ دیگری که در مدارات الکتریکی کاربرد دارد رله نام دارد. بعضی از انواع سکسیونرها به عنوان عایق سازی انرژی الکتریکی از یک سیستم در مواقع بخصوص نظیر زمانهای تعمیرات و نگهداری سیستم به منظور جلوگیری از اتفاقات غیرقابل پیش بینی نظیر شوک الکتریکی و اتصال کوتاه بکار برده میشوند.

کنتاکت ها چیست

سوییچ در وضعیتی است که در حالت روشن قرار دارد. در شکل ساده سوییچ دارای دو تکه فلزی می باشد که به آنها کنتاکت اطلاق می گردد و در حالت اتصال برقرار کننده ارتباط در مدار الکتریکی و یا قطع کننده این ارتباط میباشند. موادی که کنتاکت از میان آنها انتخاب می شود. از میان مواد مقاوم در مقابل زنگ زدگی انتخاب می شوند به دلیل آنکه اغلب فلزات دچار اکسیداسیون می شود و ممکن است از عملکرد سوییچ ممانعت کند.

مواد یک کنتاکت همچنین بر پایه میزان هدایت الکتریکی، سختی (مقاومت در برابر سائیدگی) مقاومت مکانیکی هزینه کم و میزان آلودگی پایین (مسمومیت زایی) انتخاب می شوند.

در بعضی مواقع به دلیل جلوگیری از آلودگی و یا ممانعت در برابر اتصال ناخواسته کنتاکت ها را روکش دار انتخاب می کنند. کنتاکتورهای غیرفلزی مانند کنتاکتورهای پلاستیکی نیز حسب نیاز کاربرد دارند.

محرک

قسمت متحرکی که فشار را در جهت تولید اتصال در کنتاکت هدایت می کند محرک نامیده می شود. که می تواند بصورت ضامن، اهرم، کلید فشاری و دیگر اشکال مکانیکی از این دست باشد.

آرک و کانچینگ Arcs and Quenching

زمانیکه مقدار نیروی برق در مداری جریان می یابد الکترونهای جاری در طول مدار حرکت کرده و مولکولهای هوا فاصله کوچک دو نقطه از مدار را یونیزه می کنند شکل گری گاز پلاسما یک نمونه از حالت آرک الکتریکی به شمار می رود. پلاسما از مقاومت الکتریکی پایینی برخوردار است و توانایی نگه داری جریان الکتریکی را داراست و حتی می تواند فضایی خالی کوچک میان دو کنتاکت را پر نماید. البته پلاسما بسیار گرم می شود و می تواند موجب اکسیداسیون سطح فلز کنتاکت گردد. زمانی که ولتاژ به میزان قابل توجهی بالا باشد یک آرک می تواند خود به خود عملکردی شبیه به سکسیونر داشته باشد و موجب برقراری اتصال گردد. اگر ولتاژ افزوده شود موجب شکست ولتاژ در فضای بین دو نقطه مجزا کنتاکت شده و شکل آرک تا زمانی حفظ می شود که سوییچ کاملاً بسته شود.

در موردی مشابه روش استاندارد در کاهش تشکیل آرک و جلوگیری از آسیب دیدن کنتاکت و داشتن کارایی بالا در حالت باز و بسته بودن برخی مکانیزم ها عمدتاً مکانیزم هایی مانند tipping-point , spring-operated برای اطمینان از تحرک سریع کنتاکتهای سوییچ از سوییچ کنترل توسط کاربران استفاده میشود.

حرکت سوییچ کنترل تنش اهرمی را که به فنر متصل است به همراه دارد. تا جائیکه به نقطه اتصال برسد و در این حال اتصال بنابر نیاز بطور ناگهانی قطع یا وصل می گردد.

زمانی که جریان متصل شده افزایش می یابد روشهای دیگری نیز در کاهش یا ممانعت از شکل گیری آرک وجود دارد. یک پلاسما بسیار داغ شده و موجب جابه جایی (همرفت) جریان هوا می گردد.

آرک می تواند فروکش کرده (quenched) که این عمل بر اثر جابجایی محدوده فضای تیغ های کنتاکت صورت گیرد و افزایش آرک را که افزایش فضای بین تیغه ها را دارد را تا زمانی که در فاصله مناسب قرار گیرند کاهش دهد.

در این حالت ممکن است یک دمنده جهت تسریع اتصال سوییچ مورد استفاده قرار گیرد که به سرعت آرک را کاهش داده و خاموش می کند.

سوییچ بسیار بزرگی وجود دارد که ظرفیت بالغ بر صد هزار وات را دارا بوده و فضای بین کنتاکتهای سوییچ را با چیزی به غیر از هوا برای افزایش مقاومت در جلوگیری از آرک پر می کنند. مانند سوییچ کنتاکتهایی که در وکیوم یا مکشهایی که در مکش روغن های معدنی (مشتقات نفت) کاربرد دارند.

ترتیبات اتصال

یک جفت کنتاکت را زمانی بسته می نامند که جریان بتواند از یک سوبه سوی دیگر منتقل شود. زمانی که کنتاکتها توسط هوا ایزوله می شون و در فضای بینشان هوا جریان دارد به آن کنتاکت باز اطلاق می شود و هیچ جریان و اختلاف پتانسیلی در دو سر آن بوجود نمی آید.

سکسیونرها بر حسب ترتیب بکارگیریشان در الکترونیک طبقه بندی می شوند. متخصصان الکترونیک بر حسب ساختمان این سکسیونرها آنها را سکسیونرهای یک پل، دو پل، سه پل و چهار پا نامگذاری کرده اند که بر حسب استانداردهای آمریکایی و انگلیسی دارای معانی می باشند که در ادامه آنها را شرح می دهیم.

برخی از کنتاکتها در حالت نرمال باز می باشند (که به اختصار آنها را n.o. یا no می نامند) تا زمانی که سوییچ بسته می شود (که به اختصار آنها n.c. یا nc می نامند) و عملکرد سوییچ برابر با باز شدن آن می باشد.

یک سوییچ با هر دو وضعیت کارکرد را سوییچ متغیر می نامند. آنها ممکن است عملکرد make-before-break داشته باشند که بطور لحظه ای مدار را برقرار می کنند. یک پل مجوعه ای از کنتاکت ها و ترمینالها می باشد که یک مدار را متصل می کنند یا برقرار می کند که شامل یک وضعیت ، دو وضعیت یا بیشتر میباشند. یک سوییچ single – throw دارای یک وضعیتی است که مدار را می بندد یک double – throw دارای دو وضعیت می باشد و به همین ترتیب.

این اصطلاحات باعث افزایش دامنه اختصاراتی شده است که در جهت نامگذاری و تشخیص انواع سکسینور بکار می رود. مانند یک پل (SPST) Single Throw (اختصار ساده آن on یا off می باشد).

دو پل یا (SPDT) Double Throw که اتصال دهنده دو ترمینال به یک ترمینال می باشد. این نامها متداولاً با پسوند – ست (- way) در ارتباطند و این اصطلاحی است که در گویش بین انگلیسی ها و آمریکایی ها اختلاف دارد. و اصطلاح three-way , two-way توسط هر دو زبان استفاده می گردد ولی معانی آنها با هم فرق می کند.

سوییچ های پیش ولتاژ

یک سوییچ پیش ولتاژ دارای یک فنر می باشد که اهرم را به وضعیت قبل باز می گرداند و با نوشتن off-on در سوی کلید وضعیت مورد نظر کاربر را معرفی می کند. که داخل پرانتز و در دو طرف وضعیت کلی نمایش داده می شود. به عنوان مثال یک سوییچ on-off-on میتواند روشن شود از طریق حرکت اهرم در سمت دور از مرکز و یا باز گردد که حالت مرکزی off زمانی که اهرم رها میشود ایجاد می شود. دکمه push های آنی از انواع این سوییچ ها می باشند.

رایج ترین نوع آنها push to make می باشد (یا به اختصار NO (Normally-open) که اتصال را در زمانی که رها می شوند اتصال را قطع می کنند. (Normally – Closed or NC) Push-to-break زمانی که کلید فشار داده می شود اتصال را قطع کرده و سپس از رها شدن اتصال مجدداً وصل می گردد. مثالی از سوییچ push-to-break دکمه باز کردن دربهای الکترومگنت می باشد.

انواع مخصوص سوئیچ ها

سوییچ بر حسب پاسخ به نیازهای مختلف در دستگاههای مختلف طارحی میشوند. برای مثال ویبراتور (سوییچ تریمبلر)، دستگاههای دارای نوسان، دستگاههای مرتبط با هوای فشرده سوییچ شناورها، کلیدهای رون و خاموش کن، کلیدهای کنترل متحرک خطی یا دوار و کلیدهای سطوح مغناطیسی.

کلید مرکوری تیلیت Mercury-Tilt

یک کلید مرکوری یا جیوه ای از یک قطر جیوه در داخل یک حباب با دو یا چند کنتاکت تشکیل شده کنتاکتها را دو سر حباب قرار گرفته اند و زمانی که حباب حرکت کند (نوسان داشته باشد) کنتاکتها توسط جیوه به هم متصل می شوند.

این شکل از کلید به مراتب بهتر از کلیدهای توپی کار می کنند زیر آلودگی های محیط بر روی عملکردشان تأثیر ندارد و اغلب برای کارهای دقیق با حساسیت بالا استعمال می شوند. همچنین در جاهایی که وقوع آرک می تواند خطرناک (مانند استفاده در مراکزی که با مواد احتراقی سرو کار دارند) باشد از این نوع سوییچ استفاده می شود.

کلید چاقویی

کلید چاقویی از یک تیغه فلزی مسطح تشکیل شده است که در یک سر آن مفصلی قرار دارد. زمانی که کلید بسته می شود جریان الکتریکی در میله یا تیغه برقرار می گردد. در قسمتهایی ممکن است ترمینالهایی از سیم عایق شده در سطح بورد (board) تعبیه شوند. از آنجائیکه که ارتباط الکتریکی در این مدل بدون پوشش است این سوییچ برای جاهائیکه افراد بطور عمومی از آنها استفاده می کند کاربرد ندارد.

کلیدهای چاقویی در اندازه های مختلف از ابعاد بسیار کوچک گرفته تا ابعادی بزرگ برای هزاران آمپر جریان استفاده می شوند. در انتقال برق و توزیع برق این کلیدها برای مدارات با ولتاژ بالا (high-voltage) استفاده می شوند.

از معایب این ابزار کنندی عملکرد آن می باشد. از عایق ایمنی با روکش فلزی برای این سوییچ ها در نیروگاههای برق قدرت و مراکز توزیع قدرت استفاده می شود.

سوییچ قدرت چیست

زمانی که یک سوییچ برای استفاده در برق با ولتاژهای بسیار زیاد طراحی می شود می بایست که استقامت وضعیت این سوییچ به دلیل مقاومت در عبور جریانهای زیاد مورد بررسی قرار گیرد. یعنی زمانی که سوییچ در حالت on باشد باید مقاومت کنتاکتهای آن تا حد امکان به صفر نزدیک باشد و افت ولتاژ ایجاد نکند و زمانی که سوئیچ در حالت off می باشد مقاومت باید تا حد امکان بالا باشد.

به همین دلیل بیشتر سوییچ قدرت دارای مکانیزم فنری می باشند به این دلیل که حالت on و off کاملاً قابل تشخیص باشد و اهرم اتصال با سرعت در بین دو وضعیت رفت و آمد داشته باشد.

سوییچ های قدرت معمولاً به دو گونه هستند. On و off آنی که در صورت فشار فوراً اتصال برقرار می شود و در صورت فشار مجدداً آنها اتصال قطع می گردد. On-off معمولی که دارای خاصیت فوق نمی باشد. کلیدهایی نیز وجود دارند که ترکیبی از این دو مورد می باشند.

دستگاههای القائی چیست

زمانی که یک دستگاه با کارکردی مبتنی بر القاء مغناطیسی یا الکترومغناطیسی مانند الکتروموتور سوییچ بسته می شود جریان بطور ناگهانی به سطح صفر نمی رسد و جرقه ای بین کنتاکت ها رد و بدل می شود. سوییچ هایی که برای موتور القائی طراحی می شوند باید بتوانند این مورد را مهار کنند. این جرقه می تواند قطبین الکترومغناطیسی را به مرور اکسید کند به کار بردن یک مقاومت شبکه ای و یک خازن در ساختمان این سوییچ ها این مورد را مهار می سازد.








تبلیغات