Co jsou to jazýčkové spínače, jak jsou uspořádány a jak fungují

Stručná historie vytváření jazýčkových spínačů

Spínací zařízení nebo jen kontakty se velmi často používají v různých elektrických a rádiových zařízeních. Za účelem zlepšení provozních vlastností, zejména životnosti a spolehlivosti připojení, byly vyvinuty magneticky ovládané utěsněné kontakty volal jazýčkové spínače.

První vzorky takových kontaktů se objevily ve 30. letech minulého století a první magneticky ovládaný kontakt byl vynalezen v roce 1922 v Petrohradě profesorem V. Kovalenkovem, pro nějž byl vydán autorský certifikát SSSR č. 466. Konstrukce takového kontaktu je znázorněna na obrázku 1.

Uspořádán takový kontakt následovně. K jádru 3 měkkého magnetického materiálu přes izolační těsnění 5 jsou připojeny kontakty 1 a 2, také vyrobené z měkkého magnetického materiálu. Při průchodu proudu cívkou 4 v jádru 3 se objeví magnetické pole a magnetizuje kontakty 1 a 2, které jsou uzavřeny. K rozpojení kontaktů dochází, když proud přes cívku přestane.

Obrázek 1. Magneticky řízený kontakt profesora V. Kovalenkova

Ve skutečnosti to byl úplně první magneticky ovládaný kontakt, pouze bez těsnicího pláště. Podobný kontakt byl poprvé umístěn do těsnicího pláště americkým inženýrem W.B. Ellwood teprve v roce 1936. V sedmdesátých letech minulého století dosáhly jazýčkové spínače maximálního vývoje a široce se používají v různých elektronických zařízeních.

V současné době se jazýčkové spínače používají méně intenzivně, protože jsou „vytlačeny“ Hallovy senzory. Ale v některých případech zůstaly jazýčkové spínače mimo konkurenci kvůli snadnosti použití, galvanickému oddělení od zdroje energie, vlastnostem „suchého kontaktu“, takže jazýčkové spínače se stále používají v různých obvodech a zařízeních.

V případech, kdy je vyžadována vysoká spolehlivost a životnost spínacího prvku jazýčkové spínače prostě nenahraditelný. Součástí jazýčkového spínače je i konstrukce různých senzorů, elektromagnetických relé, zejména nízkého proudu, polohových spínačů a některých dalších zařízení.

Odrůdy jazýčkových přepínačů

Stejně jako běžné kontakty mohou být jazýčkové spínače sepnuty (1 normálně otevřený kontakt), sepnutí (1 spínací kontakt) a rozpojení (1 normálně sepnutý kontakt). Toto rozdělení je založeno na funkčních vlastnostech.

Podle příznaků strukturně - technologických rákosových spínačů se dělí do dvou velkých skupin: se suchými kontakty a s rtuťovými kontakty. První odrůda se nazývá suché rákosové spínače a druhá jsou rtuťové rákosové spínače. Ve skutečnosti není nic zvláštního v práci spínačů se suchými rákosy ve srovnání s běžnými kontakty.

U rtuťových přepínačů uvnitř uzavřeného skleněného pouzdra je kromě kontaktů také kapka rtuti. Účelem této rtuťové kapičky je navlhčit kontakty během provozu, aby se zlepšila kvalita kontaktu snížením přechodového odporu, a také se zbavit odrazů kontaktů.

Chatter se nazývá kontaktní vibrace během zavírání a otevírání, což při jednorázové aktivaci vede k opakovanému přepínání přenášeného signálu a navíc k významnému prodloužení doby odezvy.

Představte si, že takový odraz bude přítomen v audio zesilovači při přepínání vstupního signálu! V případě, že takový chrastící kontakt funguje ve spojení s digitálními mikroobvody, musí být přijata opatření k potlačení chvění ve formě RC řetězců nebo RS - spouští.

Různé kontakty, včetně rákosových kontaktů, se také používají v moderní obvody mikrokontroléru, ale v nich je odchod kontaktů programově potlačen. Snižuje také celkový výkon systému.

Design jazýčkových přepínačů

Konstrukce různých typů jazýčkových spínačů je znázorněna na obrázku 2.

Kresba 2. Design jazýčkových přepínačů

Všechny jazýčkové spínače jsou uzavřená skleněná láhevuvnitř které se nachází kontaktní skupina. Kontakty jsou magnetická jádra přivařená k koncům válce. Vnější konce jader jsou navrženy pro připojení k externímu elektrickému obvodu.

Nejrozšířenější jazýčkový spínač se skupinou kontaktů nebo jak je znázorněno na obrázku „otevřené“. Každé kontaktní jádro je vyrobeno z feromagnetického elastického drátu, který je zploštěn do pravoúhlého tvaru. Trvalý drát o průměru 0,5 - 1,3 mm se používá pro výrobu jader v závislosti na výkonu jazýčkového spínače a podle toho na jeho rozměrech.

Přímo kontaktující povrchy jsou potaženy ušlechtilým kovem, zlatem, palladiem, rhodiem, stříbrem a slitinami na nich založenými. Takový povlak nejen redukuje přechodový odpor, ale také přispívá ke zvýšené odolnosti kontaktní plochy proti korozi.

Vnitřní prostor nádoby je naplněn inertním plynem (vodík, argon, dusík nebo jejich směs) nebo jednoduše evakuován, rovněž pomáhá snížit kontaktní korozi a zvýšit jejich spolehlivost. Při výrobě jader jsou umístěny tak, že mezi nimi je mezera, mimochodem, určité velikosti.

Obr. 3. Jazýčkový spínač

Princip jazýčkového spínače

Aby se spustila skupina kontaktů, je nutné vytvořit kolem jazýčkového spínače magnetické pole dostatečné intenzity. Navíc není absolutně důležité, jak bude toto pole vytvořeno, buď jednoduše permanentním magnetem, nebo elektromagnetem. Síly vnějšího magnetického pole magnetizují vnitřní kontakty - jádra jazýčkového spínače, v důsledku čehož překonávají síly pružnosti, přitahují a uzavírají elektrický obvod.

V tomto stavu zůstanou kontakty, dokud je kolem nich magnetické pole dostatečné síly: stačí vypnout elektromagnet nebo odstranit obvyklý permanentní magnet, jakmile se kontakty otevřou. Jakmile se znovu objeví magnetické pole, dojde k další operaci kontaktu. Ze všeho, co bylo řečeno, lze dojít k závěru, že kontakty plní tři funkce najednou: elastické prvky (pružiny), magnetický obvod a skutečně vodivé kontakty.

Rákosový spínač, pracující na otevírání, je poněkud odlišný. Jeho magnetický systém je navržen tak, že při vystavení magnetickému poli jsou kontakty - jádra magnetizována stejným názvem, proto se navzájem odpuzují a přerušují elektrický obvod.

U spínače s jazýčkovým kontaktem je jeden ze tří kontaktů zpravidla normální - uzavřený je vyroben z nemagnetického kovu a oba normálně - otevřené kontakty jsou vyrobeny z feromagnetického, jak bylo uvedeno výše. Proto, když magnetické pole působí na jazýčkový spínač, normálně otevřené kontakty se jednoduše zavřou a nemagnetický normálně uzavřený kontakt, který zůstane na svém původním místě, se otevře.

Poznámka: Normálně otevřený kontakt, který je otevřen při absenci ovládacího účinku, v tomto případě magnetického pole. V souladu s tím normálně uzavřený kontakt uzavřeno v nepřítomnosti magnetického pole.

Samozřejmě je vždy přítomno magnetické pole, například magnetické pole Země. A zdá se nemožné říci vůbec o nepřítomnosti magnetického pole. Ale magnetické pole Země nestačí k tomu, aby fungoval jazýčkový spínač, a proto může být zanedbán a lze říci, že neexistuje magnetické pole, v tomto případě vnější.

Čtěte dále v následujícím článku.

Pokračování článku: "Jazýčkové přepínače: způsoby ovládání, příklady použití"

Boris Aladyshkin