Как устроен выключатель? Принцип работы

Освещение жилых и производственных помещений необходимо для комфортного существования человека. Но если о разновидностях излучателей люди знают достаточно многое, то такие электротехнические компоненты, как выключатель, мало интересуют обычного обывателя, пока не появляется необходимость в их замене. А между тем они отличаются не только по количеству клавиш на корпусе. Критериев выбора подобных устройств довольно много. В сегодняшней статье будет рассмотрено, как устроен выключатель, какие разновидности приборов встречаются на российских прилавках. Стоит остановиться и на подключении, которое также может различаться.

Основные виды размыкателей: общая информация

Часто мастера электрики, экзаменуя стажеров, задают следующую задачку: «Как устроен выключатель, выбери правильный ответ». Однако, чтобы решить этот вопрос, стоит определиться с разновидностью разъединителя. Подобные устройства делятся на следующие категории:

• обычные (с различным количеством клавиш);
• с подсветкой или без таковой;
• проходные;
• концевые (конечные);
• автоматические.

По устройству и принципу работы подобные устройства существенно различаются. Стоит рассмотреть подробно эксплуатационные характеристики каждого из перечисленных видов.

Устройство и принцип работы обычного размыкателя

Наиболее простым вариантом является одноклавишный выключатель, который можно встретить в любой квартире или частном доме. Подключаются такие устройства достаточно просто, однако, прежде чем разобраться с монтажом, следует понять, как устроен выключатель света. Такой прерыватель состоит из двух клемм и подвижного контакта. При нажатии клавиши цепь замыкается, в результате чего напряжение подается на потребитель, которым может быть осветительный прибор, вентилятор или даже розетка. С подключением подобного устройства сможет разобраться даже ребенок. На задней части размыкающего механизма расположены 2 клеммы, к одной из которых подводится питание, а вторая коммутируется с потребителем, на который напрямую идет ноль. Нажатие клавиши приводит к подаче фазы на светильник или иное устройство.

Рассматривать, как устроен двойной выключатель, не имеет смысла – здесь все идентично, разница лишь в количестве контактов. На задней части такого размыкателя располагается 3 клеммы, верхняя из которых служит для подачи питания, а 2 нижних соединяются с потребителями. В зависимости от того, какая клавиша нажата и какой из контактов замкнут, фаза будет проходить на тот или иной прибор.

Выключатели с подсветкой: как это работает

Схема подобного устройства схожа с предыдущим вариантом, однако в ней имеются некоторые дополнения. Чтобы понять, как устроен выключатель с подсветкой, стоит вспомнить некоторые моменты из школьного курса физики. Электрический ток течет по пути наименьшего сопротивления – именно на этом законе основана работа подобного размыкателя. Параллельно разъединителю в схему включается неоновая лампочка с сопротивлением со стороны подачи фазы. Получается, что второй контакт напрямую соединен с нулем через люстру или иной осветительный прибор. Этого напряжения вполне хватает для функционирования лампочки внутри клавиши.

При замыкании основного контакта ток устремляется к люстре, где сопротивление стремится к нулю. На подсветке остается его незначительная часть, не способная зажечь неоновую лампочку. При отключении люстры ток снова направляется через сопротивление на подсветку.

Изучив изложенную информацию, упомянутая ранее фраза старого и опытного мастера «как устроен выключатель, выбери правильный ответ», уже не кажется такой сложной. Однако это лишь 2 вида подобных устройств из пяти, а значит, стоит продолжить.

Автоматические размыкатели и их области применения

Подобные устройства используются для защиты домашней электрической сети от перегрузок и коротких замыканий. Наиболее частое место установки – вводные распределительные шкафы. Автоматический выключатель (АВ) устроен следующим образом. Внутри модульного корпуса расположен статичный соленоид, внутри которого располагается подвижный шток. При превышении допустимой токовой нагрузки на соленоиде или коротком замыкании шток выталкивается, воздействуя на механизм контакта, который автоматически размыкает цепь.

Но чтобы полностью понять, как устроен автоматический выключатель, следует рассмотреть еще одну его функцию – отключение при превышении допустимой температуры. Для этого конструкцией предусмотрена биметаллическая пластина. Для простоты ее можно сравнить с подобным элементом в электрических чайниках. По достижении определенной температуры металл деформируется, отжимая механизм, удерживающий контакт. После охлаждения биметаллическая пластина вновь принимает прежнюю форму.

Автоматические выключатели также могут быть разных видов. Наиболее распространенными можно назвать устройства защитного отключения (УЗО). Они обеспечивают безопасность человека при различных токовых утечках. Если же требуется прибор, способный обеспечить общую защиту и объединяющий в себе функционал АВ и УЗО, применяется автоматический выключатель дифференциального тока (АВДТ).

Концевые, или конечные, разъединители: что они собой представляют

Такие устройства широко применяются на производствах, однако и их бытовое использование вполне оправдано. Концевые выключатели устанавливаются в холодильниках, микроволновых печах. Многие домашние мастера монтируют подобные устройства на дверцы кладовок или больших шкафов. Цель подобной установки – включение света при открытии дверей. Это довольно удобно и не требует лишних действий, таких как нажатие клавиши. К тому же в подобном случае невозможно забыть выключить освещение – при закрытии дверей цепь размыкается. В промышленности такие устройства применяются на различных станках для обеспечения безопасности оператора.

А как устроен конечный выключатель? Здесь все еще проще, чем в обычном. При нажатой кнопки или педали (в зависимости от конструкции) контакт разомкнут и напряжение на схему не подается. При открытии двери лапка высвобождается, пружина подтягивает соединительную пластину. В результате цепь замыкается и напряжение поступает на осветительные приборы или другие механизмы. При этом фиксации кнопки, педали или клавиши, как в случае с простым выключателем, здесь не предусмотрено.

Проходные устройства: самый сложный в подключении вариант

Даже опытные электромонтеры не все знают, каким образом подключаются подобные изделия. А понимающих, как устроен проходной выключатель света, и того меньше. Это неудивительно, ведь в России они недостаточно распространены, да и в профессиональных учебных заведениях не всегда подобная информация вкладывается в головы слушателей. Лишь в последнее время проходные выключатели стали чаще монтировать в детских садах и других организациях. Для начала следует понять, для чего предназначено это устройство.

Проходные выключатели устанавливаются в больших помещениях с двумя выходами или длинных коридорах. Их задача – обеспечение возможности подачи и снятия напряжения с осветительных приборов с использованием двух и более точек. К примеру, подходя снизу к лестничному маршу, человек нажимает клавишу, зажигая свет. Поднявшись наверх, он использует другой выключатель – лампочки гаснут. При этом возможность управления освещением сохраняется с обоих устройств – его можно осуществить при помощи как верхнего, так и нижнего размыкателя.

Устройство и подключение проходных выключателей

Механизм таких изделий немного отличается от обычного. При нажатии на клавишу происходит переключение с одного контакта на второй. В таком положении пластина фиксируется. Следующее нажатие вновь переключит контакт. Сложность заключается в том, что для монтажа потребуется дополнительный проводник. Его располагают между проходными переключателями. Каким образом выполнить подобную работу, станет намного понятнее, если взглянуть на схему коммутации.

Если детально разобраться с монтажом такого разъединителя, понять, как устроен двойной проходной выключатель, будет проще. Схема его подключения идентична с той лишь разницей, что в случае использования парного механизма, питание с клавиш будет подаваться на разные осветительные приборы. Тем уважаемым читателям, которые хотят более подробно понять суть установки таких переключателей, предлагается посмотреть достаточно информативный видеоролик по этой теме.

Критерии, на которые нужно обратить внимание при покупке разъединителей

Мудрость электрика: узнав, как устроен выключатель, выбери правильный. Но среди огромного ассортимента довольно сложно следовать этому совету. Чтобы выбор был проще, при покупке следует обратить внимание на некоторые моменты.

1. Не стоит приобретать изделия, имеющие стоимость ниже средней рыночной. Чаще всего подобные выключатели оказываются подделкой под известные бренды с довольно сомнительным качеством сборки. Перед походом в магазин стоит поискать информацию о цене на официальных сайтах производителей.
2. Приобретая выключатель, необходимо обратить внимание на его внешний вид. Неровные края, сколы, трещины должны насторожить покупателя.
3. Подобные изделия в обязательном порядке сертифицируются, а значит, у продавца должны быть все необходимые документы на товар.
4. Если техническая документация, идущая в комплекте с выключателем, плохо читается, буквы пропечатаны нечетко – лучше отказаться от такой покупки.
5. Многие специалисты советуют брать с собой мультиметр. Выставив его переключатель на звуковое оповещение при коротком замыкании, и зная, как устроен выключатель, выбрать правильное, рабочее устройство труда не составит. При этом не стоит надеяться, что изделия из одной партии идентичны. Лучше в случае покупки нескольких единиц проверить все.
6. Самое пристальное внимание следует обратить на проходные переключатели. Такие электротехнические изделия стоят дороже, что ведет к значительному увеличению количества фальсифицированной продукции. Как устроен проходной выключатель было объяснено достаточно подробно, а значит с его проверкой в точке продаж сложностей возникнуть не должно.

Общие рекомендации по монтажу разъединителей

Полностью разобравшись, как устроены выключатели различных типов, можно рассмотреть нюансы их коммутации. Основным правилам, которое следует учитывать при подключении таких устройств, является обязательное использование фазного провода. Разрыв нуля при монтаже не допускается. Этому есть вполне конкретные причины. При разъединении нулевого провода осветительный прибор остается под напряжением. При этом обычная замена лампочки может привести к поражению электрическим током с самыми серьезными последствиями, вплоть до летального исхода.

Следует понимать, что при уже смонтированных линиях освещения и управления вряд ли получится подключить проходные выключатели – для их коммутации требуются дополнительные жилы. Здесь есть два варианта. Наиболее простым будет протянуть внешнюю электропроводку, уложив ее в кабель-каналы. Современные изделия подобного типа практически не нарушают созданный интерьер. Можно пойти более сложным путем и полностью заменить проводку между проходными выключателями. Эта работа потребует больше усилий с обязательной последующей отделкой, но конечный результат будет выглядеть эстетичнее.

Устанавливая концевое устройство, необходимо его прозвонить. Зная, как устроен выключатель, легко понять, что при подключении на различные пары контактов алгоритм его работы будет кардинально меняться. Изделие может замыкать цепь при нажатии на кнопку, педаль или лапку механизма, а может, наоборот, разрывать ее. Это обязательно следует учитывать.

Установка обычных выключателей с подсветкой не всегда возможна. Если в подключаемой люстре установлены КЛЛ (компактные люминесцентные), то при неправильной разводке внутри нее, лампы могут периодически мигать при отсутствии подачи напряжения. Это происходит по тому, что проходящий через неоновую лампу минимальный ток до определенного момента накапливается в конденсаторе ЭПРЛ. По достижении предела он высвобождается, лампа вспыхивает и сразу гаснет. Такая проблема возникает в случае подачи фазы на винтовую часть цоколя, а нуля на центральную. «Лечится» сменой полярности проводов на патроне.

Несколько слов в заключение

Знать, как устроен выключатель, как монтируются разные виды подобных устройств, обязан любой домашний мастер. Ведь действительно, стыдно вызывать профессионального электромонтера и платить ему за работу по замене разъединителя, когда выполнить ее вполне возможно своими руками. Главное – это соблюдение определенных правил и аккуратность при электромонтаже. Если однажды собственноручно заменен один из выключателей, остальные совершенно не доставят хлопот. И хотя с некоторыми видами дело может обстоять сложнее (к примеру, проходными устройствами), разобраться с алгоритмом работ под силу каждому.