Вимикачі: типи, пристрій та принцип дії

Побутовий вимикач, починаючи з одноклавішного – простий предмет, який можна зустріти у будь-якій квартирі, будинку. Цей корисний винахід працює досить просто. Хоча за час технічного прогресу його дизайн, зовнішній вигляд зазнав численних змін. Однак, по суті, принцип роботи той самий. За винятком, хіба що, звукових і за способом гасіння дуги в камерах. Зараз дуже великий вибір даних пристроїв, за способом застосування будь-який смак. Залишається трохи розповісти про те, як працює вимикач світла.

Пристрій одноклавішного вимикача

Основні частини, з яких складається побутовий одноклавішний вимикач:

• основа з елементами кріплення;
• рухома панель;
• контактна група з рухомими та нерухомими контактами;
• декоративних елементів.

Принцип роботи стандартного вимикача полягає у замиканні та розмиканні електричного ланцюга при дії на нього. Але це вплив залежить від різниці приладів, особливостей їхнього пристрою, функціональності.

Основний принцип роботи стандартного вимикача полягає у замиканні та розмиканні електричного ланцюга

Варіанти виконання

Варіанти конструктивного виконання вимикача різняться за ступенем захисту IPxx. Дві цифри xx – це рівень захисту від твердих предметів і частинок і від води. Залежно від неї визначається зона застосування приладу. Наприклад, вмикачі з IP 21 застосовні тільки в приміщеннях, а вимикачі з IP44/54 підійдуть для використання зовні.

Ще бувають вимикачі для накладного монтажу та вбудованого типу.Для накладного монтажу призначені для використання разом із відкритою проводкою. Вони монтуються на підкладку. Другий тип монтується у виїмку на стіні, в яку вбудовується підрозетник. Такий монтаж йде з прихованою проводкою і тому він більш еластичний. У ньому менше шансів щось пошкодити, але, з іншого боку, роботи з монтажу більше.

З варіантів вимикачів є ще відмінність за номінальним навантаженням. Вона фіксується у силі струму чи потужності, яку здатний комутувати прилад. Зазначену на корпусі або специфікації величину перевищувати не можна.

Як працює вимикач світла з підсвічуванням

В наш час популярності набирають вимикачі, оснащені ланцюгом підсвічування. Як працює вимикач світла з таким доповненням, яке служить не тільки для краси, а й виконує певні функції:

• дозволяє визначити місцезнаходження вмикача у темряві;
• є індикатором відключеного стану комутаційного приладу;
• визначає цілісність ланцюга освітлення (а, у разі застосування ламп розжарювання, говорить про справність лампочки).

На приладі утворюється ланцюг висвітлення. Для того, щоб ця конструкція заробила досить малого струму - одиниці міліампер. Для використання в таких умовах підходять світлодіоди або мініатюрні неонові лампи.

На схемах видно, як працює вимикач.Якщо відключити основний комутаційний прилад, через світлодіод йде струм, обмежений резистором і опором світильника. Якщо вимикач замкнутий, то ланцюг підсвічування зашунтований і LED не горить. При відключенні лампи ланцюг свічення розривається і його не буде.

У незапам'ятні часи, коли ще не було вимикачів з підсвічуванням та переважно користувалися лампами розжарювання, ланцюг підсвічування не впливав на роботу схеми. Коли в ужиток увійшли енергозберігаючі та світлодіодні світильники, навіть вкрай малий струм, що тече через резистор і LED, у деяких випадках викликає неприємне миготіння ламп. Перемогти цю проблему може зашунтований світильник резистором у кілька кілоОм або конденсатором.

Термінали для підключення проводів та маркування

Отже, щоб підключити провідники до комутаційного апарату, використовують два основні види клем:

• гвинтові – жила провідника затискається шляхом затягування гвинтів;
• затискні (пружинні) - провідник достатньо вставити, підпружинений майданчик притисне його сама.

Зручніше, звичайно, пружинні, з тієї точки зору, що їх легше монтувати. Гвинтові ж, порівняно з попередніми, надійніші. Однак, якщо проводка виконується кабелем із алюмінієвими жилами, слід пам'ятати про пластичність цього металу. Гвинтові термінали вимагають періодичного підтягування, інакше не уникнути поганих контактів і відповідних наслідків. Пружинні не потребують підтягування, оскільки підтискують провід самі.

Розглядаючи вимикач із фронтальної частини, складно не помітити символи. Їхнє позначення вказує на місце застосування приладу.

Фото та опис

На звичайних клавішних вмикачах освітлення, можна зустріти позначення I і O, що означає включене та вимкнене положення.

Також у звичайних приладів, що працюють тільки на замикання-розмикання електричного кола, може бути нанесено позначення у вигляді символу ключа.

Ще один із видів вимикачів - кнопковий вимикач не має фіксації в одному положенні. Тому такі вимикачі можуть бути використані як дзвінкові кнопки, або як вимикачі в системі освітлення, зібраної на основі імпульсних реле. У них спеціальне маркування у вигляді дзвіночка.

Існують прохідні вимикачі з позначенням двоспрямованої стрілки.

Бувають прилади прохідного типу, ними наносять символи як щаблів. .

Ці всі маркування можуть бути нанесені або зовсім не присутні на панелі вмикача. Тут ви не зустрінете єдиних стандартів, тому кожен виробник може наносити знаки на свій розсуд. І нерідко трапляється товар, навіть серед світових брендів, на якому часто відсутні будь-які позначення.

Влаштування вимикачів різного типу

За своїм призначенням - вмикати та вимикати електричний прилад, вимикачі будь-якого типу відповідають вимогам. Але вони різняться між собою за конструкцією.

Клавішний

Конструкція, яку найчастіше можна зустріти. Як працює вимикач світла клавішний? В одному положенні контакти замкнуті і світло увімкнено, в іншому – розімкнуто і освітлення вимкнено. Клавішний вимикач поділяється на: одноклавішний, двоклавішний та триклавішний.

З часом пристрій вимикача клавішного типу практично не змінилося, за винятком декору пластикової поверхні.За нею знаходиться рухлива панель, що діє, керуюча контактною групою. Все це зібрано на конструкції, що несе.

Кнопковий

Як видно з назви, цей вид вимикача ґрунтується на кнопці. Існує два варіанти такого приладу:

1. З фіксацією. Працює подібно до клавішного. При першому натисканні кнопка фіксується у положенні увімкнено. При другому – віджимається у вимкнене положення. Застосовується для світильників, вбудовуючись у них.
2. Без фіксації. При натисканні контакти замикаються, при відпусканні розмикаються. Можуть використовуватися для електричних дзвінків та для схем з імпульсними реле. Призначений для вертикальної поверхні.

Шнуровий або мотузяний

Такий світильник ви, напевно, бачили не раз. Цей вимикач мотузкового типу (вимикання-вимикання від шнурка) буває вбудованим у настінні світильники, а буває окремим приладом, призначеним для освітлення всієї кімнати або її частини. Управляється шляхом сіпання за шнурок.

Як працює вимикач світла шнуровий? Механізм такого світильника складніший, ніж його принцип дії. Алгоритм простий – кожна маніпуляція мотузкою змінює стан контактів протилежне:

• потягніть за шнур вперше — і світло ввімкнеться;
• потягніть вдруге щоб його вимкнути;
• втретє знову відбудеться включення тощо.

Він працює за механізмом замикання-розмикання контактної групи. Такий вимикач з певним ступенем припущення можна назвати механічною реалізацією імпульсного реле.

Поворотний

У наші дні це досить рідкісний екземпляр. Поворотні вимикачі замикають та розмикають контакти при повороті рукоятки. В даний час застосовуються рідко, оскільки не дуже зручні в користуванні, хіба що заради декору.

Але є й сучасні вимикачі, які можна зарахувати до цієї категорії. Вони поєднані з димерами – це такі регулятори яскравості. Щоб вимкнути світло, потрібно повернути рукоятку у бік мінімальної яскравості та довернути до фіксації. Щоб вимкнути світло, поверніть ручку в протилежному напрямку.

Акустичний

Вимикач із реакцією на звук. Усередині вбудований мікрофон, який вловлює звук і перетворює його на електричний сигнал, той, у свою чергу посилюється, фільтрується, порівнюється зі встановленим порогом.

Акустичний вимикач буде незамінною річчю в будинку або квартирі, де проживає людина з порушеннями рухових функцій або слабозора. Якщо рівень звуку перевищено, формується команда на увімкнення або вимкнення навантаження. Однак є можливість сторонніх шумових ефектів, від яких можливі несанкціоновані спрацьовування.

Сенсорний

Це нововведення серед вмикачів характеризується тим, що для включення освітлення достатньо доторкнутися до панелі, не докладаючи зусиль для натискання. Найбільше такі вмикачі підходять для системи «Розумний дім», адже, крім включення світла, до цього вимикача можна вбудувати додаткові функції. У звичайних будинках цей вимикач служить для естетики та оформлення приміщень у стилі Хай-Тек.

Різниця вимикачів у схемах

Уявіть, що вимикачі, що належать до одного типу і схожі на зовнішній вигляд, відрізняються різницею в функціях. У більшості випадків ця відмінність визначається конструкцією контактної групи, але не завжди.

Ключ

Це найвідоміший побутовий розмикач/замикач електричного кола.У цьому поширеному типі відбувається взаємозв'язок між кількістю клавіш та відповідним числом контактних груп.

Висновки контактів з боку живлення зазвичай об'єднані.

Кнопка

У цьому випадку різниця вмикача лише у напрямі впливу. Або ж у положенні фіксації, її відсутність у деяких випадках.

Функціонал контактів той самий, проте влаштований трохи інакше і схемою позначається іншим символом.

Прохідний

Цей вимикач працює більшою мірою, як перемикач. Його оснащує перекидна контактна група. Розглянемо, як працює вимикач світла прохідний? Діє він так: в одному положенні замкнуто одну пару контактів, в іншому – іншу. Зустрічаються в одноклавішному та двоклавішному виконанні.

На перший погляд, його важко відрізнити від звичайного ключа, якщо немає відповідного маркування. Але якщо ви подивіться на тильну сторону, то побачите на нанесену на ній внутрішню схему. Виготовляється в одиночному чи подвійному виконанні.

Перехресний

У цього перемикача одна кнопка управляє двома перекидними групами контактів, з'єднаними особливим чином. У цьому випадку апарат поєднується з прохідними там, де можна створити навантаження для керування з трьох і більше місць.

Схема перехресного вимикача

Автоматичні вимикачі: типи

Існують основніе типи автоматичних вимикачів:

• 2-полюсний: призначений для однофазної лінії, що складається з одного роз'єму під напругою та одного нейтрального дроту.
• 4-полюсний: розрахований на трифазну лінію, що складається з 4 слотів, де можуть бути підключені три фазові дроти і нейтральний провід.

Як працює автоматичний вимикач світла? Примітно, що він функціонує як система захисту в режимі реального часу для основних ланцюгів, що використовуються в промисловості та інших високовольтних комерційних місцях, де є реальна загроза ураження електричним струмом, результатом якої може бути нещасний випадок.

Конструкція та принцип роботи прохідного вимикача

Прохідні вимикачі ставлять там, де світло вмикається і вимикається з різних кінців житлового приміщення або сходового прольоту. Тобто ви можете увімкнути світло, скажімо у передпокої, а вимкнути його в якійсь кімнаті. І при цьому освітлення буде тільки в одному потрібному місці. Мало того, що такий спосіб зручний, він ще й економить електроенергію.

За антуражем прохідний вимикач нічим не відрізняється від звичайного. Лицьову панель покриває зображення стрілочок (вгору/вниз). Якщо простий вимикач характеризується одним входом і одним виходом, прохідний пристрій має один вхід і два виходи. Як працює вимикач світла прохідний? Цей вимикач світла працює не від розриву струму, а від перенаправлення його на будь-який вихід.

Як зрозуміти що перед вами прохідний вимикач

Звичайно, досвідченому електрику досить подивитися на виріб, і він уже розуміє, що перед ним вимикач прохідний. Для решти існує схема. Якісний виробник завжди додатково до товару додасть намальовану електричну схему подвійного потрійного або одинарного виконання, яка розташовується під корпусом пристрою.

Одинарний прохідний пристрій можна визначити наочно. Достатньо оглянути його та знайти клеми з мідними контактами. Їх має бути три.Далі візьміть мультиметр і за його допомогою продзвоніть між собою, щоб не переплутати. Прилад слід поставити в режим подачі звукового сигналу та продзвонити його вхід та вихід. Якщо при торканні контакту мультиметр видає сигнал, контакт у цьому місці присутній.

Схема підключення прохідного вимикача

Крім того, прохідний пристрій має й інші відмінності від звичайного вимикача. Тут є трижильна комутація. Тим часом у простого вимикача комунікація двожильна. І є він перемикач, який перенаправляє напругу від одного контакту на інший. Одне джерело світла тут управляється парою прохідних вмикачів. Кожен має свої нуль та фазу. Зміна положення клавіші вимикача сприяє замиканню ланцюга, що змушує спалахнути лампочку. Варто вимкнути один із двох перемикачів - і провід фази розімкнеться, а контакт парного вимикача - замкнеться. Це означає, що світло гасне, коли на обох пристроях клавіші знаходяться в різному положенні, а якщо в однаковому – то вмикається.

Бездротовий вимикач

У сфері вимикачів можна зустріти все більше нововведень, створених для підвищення комфорту користувачів. Так, широкого поширення набули дистанційні вимикачі. Система, що працює на відстані. Не виключено настінне кріплення бездротового вимикача.

На перший погляд може здатися, що бездротовий вимикач встановлюють заради розваги, але насправді деяким людям він життєво необхідний. Наприклад, тим, у кого обмежені можливості пересування, а також населенню похилого віку.

Пристроєм легко керувати.З його допомогою можна контролювати освітлення у всьому будинку, включати і вимикати лампи, а також змінювати їхню яскравість. Крім того, завдяки особливій конструкції, немає необхідності псувати стіни та робити великі отвори для монтажу.

Поступово звичні нам вимикачі відходять на другий план. Вони не надто зручні для застосування, їх складно встановлювати, підключати, до того ж мають невеликий ресурс. Бездротові аналоги, поки не так широко застосовуються, зате мають кращі якості.

Сфера застосування

Стильний зовнішній вигляд та встановлення протягом декількох хвилин – ще одна з переваг бездротових вимикачів. Давайте розглянемо, у яких випадках найчастіше їх застосовують:

• При перенесенні старого вимикача, коли його встановленню заважають предмети меблів. Кріплення нового пристрою виконується у будь-якій точці кімнати — на стіну, дзеркало, шафу чи інший елемент кімнати.
• Для усунення помилок електриків. При монтажі проводки часто відбуваються помилки, які впливають на комфорт проживання в квартирі чи будинку. У таких випадках не обов'язково робити штробу або планувати дорогий ремонт можна встановити бездротовий вимикач (з пультом або без нього).
• Коли приміщення обмежене за розмірами і більше поставити. Щоб не вмонтувати вимикач у шафу, є накладні аналоги. Вони легко встановлюються, кріпляться в будь-якому місці, як радіовимикач на будь-якому меблевому гарнітурі (журнальний стіл, тумбочка та інше).
• У дерев'яних будинках. У таких затишних та теплозберігаючих будинках часто виникають складнощі з проведенням проводки. Приховану проводку не завжди можна поставити за технікою безпеки, а відкрита занадто вразлива та доступна для гризунів.Тому найкраще вирішити це питання за допомогою бездротових вимикачів освітлення, які спрощують процес монтажу прихованої проводки та дозволяють заощадити гроші.
• Для керування освітленням із кількох місць. Іноді вимикання світла необхідно провести з кількох частин кімнати. Тоді, щоб не тягнути дроти до кожного вимикача, використовуються бездротові пристрої. До цього рішення додаються бездротові вимикачі з пультом дистанційного керування.

Коли ще застосовуються бездротові вимикачі

Ось ще кілька випадків, коли використовуються бездротові вимикачі:

• Під час монтажу додаткових вимикачів. Наприклад, після ремонту, який робили не ви, раптом виявляється, що не вистачає вимикачів у певних місцях і потрібна додаткова їх установка. І тут на допомогу прийде бездротовий вимикач.
• Для керування світлом на великих відстанях. Допустимо, регулювати включення та відключення лампи в одній кімнаті, вам необхідно з іншої кімнати, частини квартири або навіть вулиці. Простягати кабель додаткового вимикача дорого та небезпечно, а можливості нової технології дозволяють уникнути таких проблем. Фішка радіовимикачів полягає у великому діапазоні роботи – до 350 м2. Все залежить від моделі пристрою. Керувати можна простим пультом, невеликого розміру у вигляді брелока.
• З метою збереження дизайну приміщення. Якщо монтаж вимикача в поглиблення неможливий, доводиться ставити накладні типи виробів, які псують вигляд кімнати і виглядають не дуже солідно. Вирішення проблеми - встановлення бездротового пристрою, яке відрізняється невеликою товщиною і відмінно вписується в інтер'єр.
• Як альтернатива звичайним пристроям.Для внесення нововведення та покращення комфорту. Найкращим рішенням тут, звичайно, буде встановлення бездротового дистанційного вимикача. Найголовніше, чого ще не було сказано про безпровідні вимикачі – вони обійдуться дорожче, ніж звичайні – це факт. Зате їх легко встановлювати та керувати за їх допомогою освітленням.

Як працює вимикач світла залежно від розміщення

Як правильно розмістити вимикач, щоб мати можливість увімкнути світло і гасити його в приміщенні, де є кілька входів? Коли один вимикач у зоні великої площі, не завжди ця точка зручна у доступі.

І відразу виникає питання, як працює вимикач світла в різних кінцях квартири, коридору, сходів у під'їзді, на прибудинковій території тощо таким чином, щоб контролювати одну частину приміщення, перебуваючи в іншій. Варіантів багато, деякі можуть здатися зовсім фантастичними, але технічний прогрес не стоїть дома. Інша річ, навіщо замахуватись на дорогі позамежні речі, якщо можна використовувати прохідний вимикач.

Є проста схема, можливо хтось пам'ятає ще зі шкільних часів, у підручниках з фізики. В основі цього завдання закладено принцип роботи прохідного вимикача, де пропонується можливість увімкнути та вимкнути лампочку в будь-якому кінці коридору.

Ключ К1 замкнутий, отже лампочка світиться. Якщо розімкнути контакти — лампа згасне. Щоб досягти мети включення-вимкнення з різних кінців коридору, потрібно перейти на іншу схему.

Пара прохідних перемикачів

Це завдання вирішується просто: потрібні не вимикачі, а перемикачі, плюс додатковий провід. Перемикач передає напругу на один із двох дротів:

Тут фаза передається з контакту 1 на 2.При натисканні на перемикач, напруга з контакту 1 надходитиме на 3. У результаті тільки, в будь-якому положенні перемикача, один із проводів буде під напругою: 2 або 3. Це і є електрична схема прохідного вимикача: простий перемикач.

Має бути ще один прохідний вимикач світла. До цього перемикача потрібно протягнути ще два дроти.

Натиснувши перемикати №1 ми розімкнемо ланцюг. Що примітно, натиснувши перемикач №2 відбудеться те саме.

Це означає, що світло можна вимкнути з будь-якого кінця коридору. І вимкнути його можна таким же манером - клацанням будь-якого з перемикачів. Наприклад, першим:

Будь-яка комутація одного з кількох перемикачів змінює стан системи: якщо лампочка горіла, то вона згасне, а якщо була вимкнена — то засвітиться

Одноклавішний прохідний вимикач не має положень Увімк./Вимк. Будь-яка комутація одного з кількох перемикачів змінює стан системи: якщо лампочка горіла, то вона згасне, а якщо була вимкнена — то засвітиться.

Висновок

Ознайомившись як працює вимикач світла і зрозумівши принципом його роботи, ви тепер є варіанти управління світлом. А вибір їх справді величезний. Виготовляються вимикачі на будь-який смак та гаманець. Стандартні, сенсорні, акустичні, шнурові та інші. Кожен із видів підходить для свого конкретного випадку. Є більш економічні варіанти, що характеризуються силою струму. Якщо потрібно встановити новий вимикач самостійно, без схем і знання того, як він працює не розібратися. До того ж, кожному вимикачу відповідає його сфера застосування. Орієнтуючись на дані у цій статті, ви легко підберете вимикач, який відповідає вашим вимогам.