В электропроводке выключатель света — это переключатель, который чаще всего используется для управления электрическим освещением , постоянно подключенным оборудованием или электрическими розетками . Переносные лампы, такие как настольные лампы, могут иметь выключатель, установленный на розетке, основании или на шнуре. Выключатели с ручным управлением могут быть заменены диммерными переключателями , которые позволяют контролировать яркость ламп, а также включать и выключать их, переключателями с управлением по времени, переключателями с датчиком присутствия, а также переключателями и диммерами с дистанционным управлением. Выключатели света также встречаются в фонариках , транспортных средствах и других устройствах.
Первый выключатель света, в котором использовалась «технология быстрого отключения», был изобретен Джоном Генри Холмсом в 1884 году в районе Шилдфилд города Ньюкасл-апон-Тайн. [1] «Быстроразрывной» переключатель позволил решить проблему возникновения электрической дуги в контактах переключателя при каждом размыкании или замыкании цепи. Возникновение дуги приведет к образованию язв на одном контакте и накоплению остатков на другом, а срок службы выключателя сократится. Изобретение Холмса гарантировало, что контакты будут разъединяться или соединяться очень быстро, независимо от того, большое или маленькое давление пользователь оказывал на привод переключателя. Действие этого механизма «быстрого разрыва» означало, что времени для образования дуги было недостаточно, и, таким образом, переключатель имел длительный срок службы. Эта технология «быстрого отключения» до сих пор используется почти в каждом обычном выключателе света в мире, числом в миллиардах, а также во многих других формах электрических выключателей.
Тумблер света был изобретен в 1916 году Уильямом Дж. Ньютоном. [2]
Установка выключателей света как компонента электропроводки или домашней электропроводки регулируется некоторыми органами, отвечающими за безопасность и стандарты. В разных странах стандартные размеры настенного крепежа (коробок, пластин и т. д.) могут отличаться. Поскольку используемые лицевые панели должны закрывать это оборудование, данные стандарты определяют минимальные размеры всего настенного оборудования. Следовательно, форма и размер коробок и лицевых панелей, а также встроенных компонентов варьируются от страны к стране.
Размеры, механическая конструкция и даже общий вид выключателей света со временем медленно менялись. Выключатели обычно остаются в эксплуатации в течение многих десятилетий, и их часто заменяют только при замене проводки в части дома. Нет ничего необычного в том, что вековые выключатели света все еще находятся в функциональном использовании. Производители представляют различные новые формы и стили, но по большей части вопросы декора и моды ограничиваются лицевыми панелями или настенными панелями. Даже «современному» диммеру с ручкой уже не менее сорока лет, и даже в самой новой конструкции преобладают знакомые форматы тумблеров и кулисных переключателей.
Направление, обозначающее «включено», также зависит от страны. В США, Канаде, европейских странах, России и т. д. обычно тумблер находится в положении «включено», тогда как во многих других странах, таких как Великобритания, Индия, Австралия, Новая Зеландия ( Страны Содружества), Ирландия и Китай, он «вниз». (При многоходовом переключении соответствие между состоянием одного переключателя и включением или выключением света зависит от состояния другого переключателя в цепи.)
Выключатели могут быть одиночными или множественными, предназначенными для использования внутри или снаружи помещения. Дополнительные опции могут включать в себя диммеры, защиту окружающей среды, погодные условия и защиту. В системах освещения жилых и легких коммерческих помещений выключатель света напрямую управляет цепью, питающей лампы. В более крупных системах освещения, например, на складах или в системах наружного освещения, требуемый ток может быть слишком высоким для ручного выключателя. В этих системах выключатели света управляют контакторами освещения , реле , которое позволяет ручному выключателю света работать при более низком токе и с меньшим количеством проводов, чем требуется в основной цепи освещения.
В Великобритании установка розеток BS 1363 на 13 А в цепь освещения не рекомендуется (хотя и не категорически запрещена), но розетки BS 546 на 2 или 5 А часто включаются в цепи освещения, чтобы обеспечить возможность управления отдельно стоящими лампами от света в комнате. переключатели. В построенных на месте и передвижных домах в Северной Америке часто в гостиных и спальнях есть отключаемая розетка для торшера или настольной лампы. Такие сосуды называютсяпереключаемые розетки илиполугорячие розетки . [3]
Кнопочный выключатель света имеет две кнопки: одну замыкающую контакты, другую размыкающую контакты. Нажатие поднятой кнопки открывает или замыкает контакты и выталкивает ранее нажатую кнопку, поэтому процесс можно повернуть вспять. В США кнопки обычно были черными; кнопка «включения» обычно имела вставку из белого перламутра (настоящего или искусственного), указывающую на ее функцию. По условию переключатель обычно устанавливали кнопкой «вкл» сверху. Репродукции кнопочных переключателей доступны сегодня на рынке для винтажного или аутентичного стиля.
Механизм переключения обеспечивает «мгновенное действие» за счет использования геометрии «над центром». Дизайн был запатентован в 1916 году Уильямом Дж. Ньютоном и Моррисом Голдбергом. [2] Привод переключателя управляет контактами не напрямую, а через промежуточное расположение пружин и рычагов. Поворот привода первоначально не вызывает никакого движения контактов, которые фактически продолжают оставаться открытыми под действием силы пружины. Поворот привода постепенно растягивает пружину. Когда механизм проходит через центральную точку, энергия пружины высвобождается, и пружина, а не привод, быстро и принудительно переводит контакты в закрытое положение со слышимым «щелкающим» звуком. Этот механизм безопасен, надежен и долговечен, но издает громкий щелчок или щелчок.
В переключателях с подсветкой используется небольшая неоновая лампа или светодиод , позволяющая пользователю легко найти переключатель в темноте. Бытовые выключатели с подсветкой были представлены в середине 1950-х годов. [4]
Однополюсные переключатели с подсветкой получают мощность для питания встроенного источника освещения (обычно «неоновой» лампы) от тока, проходящего через лампу(ы), которой они управляют. Такие выключатели удовлетворительно работают с лампами накаливания, галогенным освещением и неэлектронными люминесцентными светильниками, поскольку небольшой ток, необходимый для источника освещения выключателя, слишком мал, чтобы производить какой-либо видимый свет от таких устройств, управляемых выключателем с подсветкой. Однако, если они управляют только компактными люминесцентными лампами (КЛЛ) и/или светодиодными лампами , небольшой ток, необходимый для подачи питания на источник освещения внутри выключателя, также медленно заряжает внутренний входной конденсатор в электронном балласте КЛЛ или светодиода до тех пор, пока напряжение не достигнет через него поднимается до точки, где он производит краткий разряд через КЛЛ. Этот цикл может повторяться бесконечно, что приводит к повторяющемуся кратковременному миганию лампы (ламп) (и света внутри выключателя), когда освещенный переключатель находится в положении «выключено».
Альтернативой тумблерному переключателю является кулисный переключатель. Большие переключатели такой конструкции широко известны в США как стиль «декоратор» или «декора». [5] [6] «Decora» является товарным знаком компании Leviton , и в последние годы этот термин стал в Соединенных Штатах общим товарным знаком для любого кулисного переключателя света, независимо от бренда. Выключатели этой конструкции расположены почти заподлицо с настенной панелью и активируются путем «раскачивания» плоского широкого рычага, а не нажатия короткого выступающего привода вверх или вниз.
В Европе, Бразилии, [7] Гонконге, Малайзии, Сингапуре и Индии этот тип практически универсален, а тумблеры можно считать старомодными. [ по мнению кого? ]
В Австралии и Новой Зеландии практически повсеместно используется небольшой кулисный переключатель в виде переключающего механизма диаметром 16 мм (0,63 дюйма), который крепится сзади к настенной панели с помощью монтажных проушин, как показано на фотографии. слева. «Защитная пластина» немного большего размера, поставляемая вместе с настенной панелью или в дополнение к ней, затем закрепляется над сборкой в качестве дополнительного изолирующего барьера, закрывающего глубоко посаженные крепежные винты настенной панели, которые «глубоко посажены» для предотвращения случайного человеческий контакт. «Накладку» можно снять без использования инструментов, например, когда требуется покраска стен.
В то время как более крупные выключатели в стиле «декоратора» легко доступны в Австралии, преимущество механизмов меньшего размера заключается в том, что на настенных панелях можно установить от одного до шести отдельных механизмов переключателей или других «механизмов» соответствующего размера, таких как диммеры и индикаторные лампы. - в одном помещении может быть установлен один (или два) выключателя большей конструкции. Поскольку механизмы небольшие, их также можно установить в « архитравные » пластины для установки в местах, где невозможно установить настенную панель «стандартного» размера. Пример показан на рисунке ниже справа. Все механизмы выключателей не имеют открытых металлических частей, требующих заземления. Хотя выключатели, настенные панели и крышки разных производителей, как правило, не являются взаимозаменяемыми, механизмы переключателей этого типа доступны в Австралии с 1951 года. [8]
Система модулей Keystone для электрических разъемов сверхнизкого напряжения (запатентована в 1975 году) чем-то похожа по внешнему виду на эти модули, но конструкция креплений Keystone отличается, и модули Keystone можно снимать без инструмента. (Похожая система, но с более крупными переключателями, используется в Италии.)
Как показано на фотографии в разборке, привод переключателя поворачивается в двух отверстиях по бокам пластикового корпуса переключателя. Стержень привода скользит по двум канавкам внутри привода и прижимается пружиной сжатия к выемке в общей контактной планке. Общая контактная планка свободно качается на стержне небольшого диаметра, приваренном к общей клемме. Однако из-за давления пружины сжатия общая контактная планка всегда будет прижиматься к одному из двух контактов.
Когда привод перемещается, механическая энергия сохраняется в пружине сжатия до тех пор, пока привод не пройдет свое среднее положение. В это время общая контактная планка перемещается в противоположном направлении под действием пружины сжатия, действующей через исполнительную планку, тем самым разрывая соединение с существующим контактом и устанавливая соединение с другим контактом. Общая контактная планка изготовлена из меди с вставкой из более твердого контактного металла на нижней стороне. Хотя он может свободно перемещаться на необходимое расстояние в продольном направлении, его перемещение вбок ограничено конструкцией формованного пластикового корпуса.
Винтовые клеммы полые и позволяют вставлять как минимум три провода диаметром 1 мм (CSA), скрученные вместе, на глубину до 10 миллиметров (0,39 дюйма) и закреплять их установочным винтом . Установочные винты контактной клеммы установлены под небольшим углом, чтобы облегчить доступ к отвертке после установки механизма переключателя в настенную панель - перед креплением настенной панели к стене. Также показана клемма для подключения «петли». Эта клемма не играет никакой роли в работе переключателя, но, поскольку имеется свободное пространство, она используется в качестве изолированной клеммы для присоединения других проводов, если это необходимо (например, нейтральных проводов). Каждый механизм австралийского кулисного переключателя на самом деле представляет собой однополюсный двухпозиционный переключатель (SPDT), также известный как «двусторонний переключатель», и имеет три клеммы.
Выключатель практически такой же конструкции также используется в настенных розетках в Австралии. В настоящее время в австралийских домах крайне редко можно встретить выключатели другого типа, хотя австралийский стандарт электропроводки AS 3112 не запрещает использование других типов. Хотя доступно множество вариантов австралийского дизайна и накладок, некоторые дизайнеры и реставраторы могут импортировать переключатели, разработанные в Великобритании и Европе, если им нужна конкретная отделка. Однако, хотя стандартные австралийские настенные монтажные пластины имеют те же размеры, что и те, которые используются в Северной Америке, они отличаются от размеров, используемых в Великобритании или Европе.
Переключатели (и другие механизмы) этой австралийской серии в настоящее время доступны в Великобритании (и других странах) вместе с настенными панелями, соответствующими монтажным стандартам соответствующих стран. [9]
В течение короткого времени австралийские кулисные переключатели экспортировались в США в 1960-х годах. Хотя переключатели имели достаточные характеристики для использования в цепях 120 В, а также имели преимущества компактности и характерного внешнего вида, им не удалось зарекомендовать себя на американском рынке.
Там, где цепи освещения не должны быть случайно отключены, например, в системах управления освещением коридоров и туалетов в общественных зданиях, таких как школы, можно установить выключатель с защитой от несанкционированного доступа . Для их работы требуется ключ, что предотвращает случайное или случайное нажатие переключателя. [11]
В коммерческих и промышленных осветительных установках Северной Америки освещение, установленное в трехфазных цепях 480Y/277 В, использует напряжение выше, чем номинал обычных выключателей на 120 В.
Примерно в середине 20-го века были представлены «тихие» переключатели, в которых для подключения использовалась ртуть, что позволяло избежать громкого щелчка подпружиненных тумблеров, которые были тогда нормой. В одной из форм ртутного выключателя используется герметичный стеклянный флакон, который наклоняется рычагом переключения, заставляя каплю жидкой металлической ртути перекатываться от одного конца к другому, замыкая пару контактов для замыкания цепи. В другом типе ртутного выключателя света используется металлическое колесо с изолятором, разделяющим две половины, с отверстием, позволяющим ртути подключаться к любой стороне колеса только в одном положении. [12]
Некоторые из этих переключателей также были оснащены неоновой лампой, подключенной к контактам и, следовательно, последовательно с электрической нагрузкой. Из-за этого индикатор слабо светился, когда переключатель был выключен, что помогало найти переключатель в темной комнате.
К 1970-м годам широкое распространение получили другие конструкции бесшумных переключателей, для которых не требовалась ртуть (и, следовательно, их было проще и дешевле производить), постепенно заменяя как традиционные «мгновенные» тумблеры, так и бесшумные переключатели на основе ртути.
Выключатель света, совмещенный с розеткой, иногда устанавливают в подвалах или подсобных помещениях домов. Выключатель приводится в действие тяговой цепью или шнуром. Также возможно разместить шнуровой выключатель отдельно от розетки, что особенно распространено в британских ванных комнатах. До 2001 года правила электромонтажа Великобритании требовали, чтобы все выключатели в ванных комнатах приводились в действие с помощью шнура.
Этот тип переключателя монтируется на шнуре питания как посередине, так и на конце. Они легкие и используются в основном для устройств с низким энергопотреблением, таких как настольные лампы, настольные вентиляторы, радиоприемники и многие другие устройства с низким энергопотреблением. Обычно это однополюсные одиночные броски, но также могут быть и двухполюсные одиночные броски. Их можно монтировать либо посередине вилки и потребителя, либо на конце кабеля. Существуют также более сложные шнуровые выключатели, типа многократного включения (для ламп с более чем одной лампочкой или вентиляторов с большим количеством скоростей, в этом случае они имеют один вход и 2 и более выхода), вариаторы и диммеры (регуляторы освещения, электроподушки). и матрасы или вентиляторы с большей скоростью). Некоторые старые обогреватели также могут использовать такие переключатели, но с более высокими номиналами. Обычно их номинальный ток находится в пределах 0,5 А, в основном ограничивается маломощными лампами при сетевом напряжении до 6 или даже 10 А (например, обогреватели). Более высокие номинальные токи также могут позволить использовать их в приложениях с высоким током, но с низким напряжением (6–24 В).
Диммерный переключатель , правильно называемый диммерным регулятором , содержит полупроводниковую схему, позволяющую изменять яркость за счет уменьшения среднего напряжения, подаваемого на лампу.
В принципе, легко спроектировать бесшумные переключатели, в которых механические контакты не контролируют ток напрямую, а просто подают сигнал полупроводниковому устройству, такому как тиристор, о необходимости замыкания цепи. Было создано и продано множество вариаций на эту тему. Устройствами с сенсорной панелью можно управлять, прикасаясь к выключателю или просто махая рукой рядом с ним. Сенсорные выключатели не имеют движущихся частей и переключают световую цепь электронным способом. По состоянию на 1986 год [обновлять]они остаются специальными предметами. Электронные переключатели обеспечивают гибкость с точки зрения различных интерфейсов для их работы, таких как сенсорные панели, сенсорные элементы управления, управление с помощью датчиков давления или освещенности, интерактивные сенсорные экраны (которые широко используются в самолетах для управления освещением) и другие.
Общественные здания, такие как больницы, часто экономят энергию за счет использования датчиков движения , также известных как датчики присутствия . Датчики присутствия также можно использовать в жилых помещениях, например, в ванных комнатах, гаражах и коридорах. [14]
Беспроводной выключатель света обеспечивает дистанционное управление освещением с помощью ручного передатчика. Хотя управляющим устройством может быть устройство, предназначенное для этой цели, такие переключатели все чаще могут управляться с помощью технологии (например, Bluetooth или Wi-Fi ), которая сейчас используется в смартфонах .
Возможно также проводное дистанционное управление выключателями освещения с использованием, например, сигнализации Х10 по силовым проводам.
Два или более выключателя света могут быть соединены между собой, чтобы обеспечить управление освещением, например, с двух концов длинного коридора или с площадок на верхней и нижней площадках лестничного марша. Многоходовое переключение осуществляется с помощью специальных переключателей, имеющих дополнительные контакты.
Ранее переключатели в накладном исполнении изготавливались из фарфора и работали как поворотный переключатель с поворотным механизмом. Позже стали использовать более прочные бакелит и эбонит. Сегодня они изготавливаются из современных пластиков , таких как поликарбонат или огнестойкий АБС-пластик. Некоторые выключатели также могут быть изготовлены из других пластиков, таких как полиамид, полипропилен или ПВХ, но в основном ограничиваются выключателями, монтируемыми на проводе (например, выключателями ночных ламп), в основном из-за меньшего веса, и большинство таких выключателей не используются в устройствах высокой мощности (в основном, в настольных лампах, настольные вентиляторы, некоторые радиоприемники) в основном до 2 ампер. В некоторых случаях, особенно в больницах и других общественных учреждениях, открытые части выключателей света изготавливаются из антимикробных материалов, таких как медь , для инфекционного контроля .
{{cite web}}: CS1 maint: архивная копия в заголовке ( ссылка )
СМИ, связанные с выключателями света, на Викискладе?