Công Tắc Điện Là Gì? Gồm Những Loại Nào?

Cập nhật 2021-09-22

1192

Công tắc điện là gì?

Công tắc điện là thiết bị điện  được sử dụng để ngắt dòng electron trong mạch. Công tắc về cơ bản là thiết bị nhị phân: đóng hoàn toàn (“đóng”) hoặc ngắt hoàn toàn (“mở”). 

Hình ảnh về công tắc điện

Công tắc có cấu tạo đơn giản nhất là loại công tắc mà hai vật dẫn điện được đưa tiếp xúc với nhau bằng cơ học.

Hình ảnh về công tắc tiếp xúc bằng cơ học

Ngoài ra, các loại công tắc khác phức tạp hơn, chứa các mạch điện tử có thể bật hoặc tắt tùy thuộc vào một số tác động vật lý (như ánh sáng hoặc từ trường) được cảm nhận.

Hình ảnh về công tắc tác động bằng cảm ứng chạm 

Trong mọi trường hợp, đầu ra của công tắc là (ít nhất) một thiết bị đầu cuối được nối với dây dẫn điện với 2 trạng thái là tiếp điểm có tiếp xúc với nhau (“đóng”) và tiếp điểm không tiếp xúc với nhau (“mở”).

Bất kỳ công tắc nào được thiết kế để một người thường có thể đóng ngắt được gọi là công tắc  tay và chúng được sản xuất theo một số loại:

 – Kí hiệu:

Công tắc lật được kích hoạt bằng việc sử dụng một đòn bẩy mà một đầu của nó đặt ở 1 trong 2 vị trí. Bên cạnh đó, công tắc lật còn là một công tắc được sử dụng phổ biến trong nhiều hệ thống điện của hộ gia đình.

Hầu hết các công tắc lật sẽ dừng lại ở vị trí mà chúng ta gạt, trong khi những công tắc khác có một lò xò để trả vị trí công tắc trở lại ban đầu.

                    Hình ảnh về công tắc lật

– Kí hiệu:

Công tắc bấm là thiết bị hai vị trí được kích hoạt bằng bấm và nhả (hay kéo ra). Hầu hết các công tắc bấm đều có cơ chế lò xo bên trong để nút về vị trí “không được nhấn” hay “vị trí ban đầu của nó”.

Ngoài ra, một số công tắc bấm sẽ luân phiên đổi trạng thái là bật hoặc tắt sau mỗi lần nhấn nút. Các công tắc nút bấm khác sẽ ở vị trí “nhấn” cho đến khi nút được kéo ra để trở lại vị trí ban đầu. Loại công tắc bấm này thường có nút hình nấm để dễ dàng ấn vào và kéo ra.

Hình ảnh về công tắc bấm

– Kí hiệu:

Công tắc bộ chọn được kích hoạt bằng một núm xoay hoặc một đòn bẩy nào đó để chọn một trong hai hay nhiều vị trí. Giống như công tắc lật, công tắc bộ chọn có thể nằm yên ở bất kỳ vị trí nào của chúng hoặc chứa cơ chế có thể trở lại vị trí ban đầu.

Hình ảnh về công tắc bộ chọn

– Kí hiệu:

Công tắc điều khiển được kích hoạt bằng một đòn bẩy tự do để di chuyển theo nhiều hướng khác nhau. Một hoặc nhiều tiếp điểm của công tắc sẽ được kích hoạt tùy thuộc vào cách đẩy cần gạt.

Kí hiệu hình tròn và dấu chấm trên biểu tượng công tắc thể hiện hướng chuyển động của cần điều khiển để chạm vào tiếp điểm. Công tắc điều khiển thường được sử dụng trong điều khiển cầu trục và robot.

Ngoài ra, một số công tắc được tạo ra để sử dụng cho máy móc. Những công tắc này thường được gọi là công tắc hành trình, vì chúng được thường sử dụng để giới hạn chuyển động của máy.  Cũng như công tắc tay, công tắc hành trình có nhiều loại:

– Kí hiệu:

Các công tắc hành trình này gần giống với các công tắc lật hoặc công tắc bộ chọn vì được sử dụng nguyên lý đòn bẩy để chuyển đổi tiếp điểm hay trạng thái của công tắc. Thông thường, ở đầu của thanh đòn bẩy được gắn với một ổ lăn nhỏ, giúp chỗ tiếp xúc giữa thanh đòn bẩy với chi tiết máy không bị mòn do tiếp xúc nhiều lần.

Hình ảnh về công tác hành trình sử dụng nguyên lý đòn bẩy

– Kí hiệu:

Công tắc tiệm cận sẽ được kích hoạt khi gặp kim loại. Công tắc tiệm cận sử dụng nam châm vĩnh cửu để kích hoạt cơ chế chuyển trạng thái khi nào bộ phận máy bằng kim loại đến gần (khoảng cách thường là 1 inch hoặc ít hơn). Ngoài ra, một số loại công tắc tiệm cận lại hoạt động giống như một máy dò kim loại bằng cách cung cấp dòng điện tần số cao cho cuộn dây và theo dõi cường độ dòng điện qua nó.

Kí hiệu ở trên có bao bọc một lớp hình thoi màu đỏ cho thấy đây là loại công tắc tiệm cận sử dụng điện tử. Nếu không có lớp bao bọc ngoài thì công tắc tiệm cận đó sẽ là sử dụng đòn bẩy để chuyển đổi trạng thái.

Hình ảnh về công tắc tiệm cận sử dụng nam châm

Bên cạnh loại công tắc sử dụng từ trường để kích hoạt thì có công tắc tiệm cận sử dụng quang hay gọi là công tắc quang học bao gồm nguồn sáng và tế bào quang điện. Nó được sử dụng phát hiện vị trí máy nhờ sự gián đoạn hay phản xạ chùm sáng.

Trong nhiều quy trình công nghiệp, việc theo dõi các đại lượng vật lý khác nhau bằng công tắc là quan trọng để báo động bằng âm thanh, cho biết rằng quá trình đã vượt quá thông số quy định và cần phải ngắt để đảm bảo an toàn.

Có nhiều loại công tắc quy trình khác nhau.

– Kí hiệu: 

Các công tắc này cảm nhận tốc độ quay của trục bằng lực ly tâm trên trục, hoặc bằng một số loại phát hiện chuyển động trục không tiếp xúc như quang học hoặc từ tính.

     Hình ảnh về công tắc tốc độ

– Kí hiệu:

Áp suất khí hoặc chất lỏng có thể được sử dụng để kích hoạt chuyển đổi trạng thái của công tắc này. khi áp suất khí hay chất lỏng tác động lên piston, màng bao phủ hay ống thổi thì sẽ tác dụng cơ học làm thay đổi trạng thái của công tắc.

Hình ảnh về công tắc áp suất

– Kí hiệu:

Cơ chế hoạt động của cảm biến nhiệt độ là “thanh lưỡng kim”, một thanh  mỏng gồm hai kim loại khác nhau được nối lưng vào nhau và mỗi kim loại có tốc độ giãn nở nhiệt khác nhau. Khi nhiệt độ tăng lên, “thanh lưỡng kim” sẽ bị cong lại và là cho nó chạm vào tiếp điểm để có thể thay đổi trạng thái của công tắc.

Ngoài ra, một số công tắc nhiệt độ khác sử dụng một bóng đèn bằng đồng thau chứa đầy chất lỏng hoặc khí với một ống nhỏ để nối đến công tắc áp suất. Khi bóng đèn được đốt nóng, chất khí hoặc chất lỏng nở ra, tạo ra sự thay đổi áp suất, sau đó sẽ kích hoạt cơ chế chuyển trạng thái.

Hình ảnh về công tắc nhiệt độ 

– Kí hiệu:

Công tắc mức chất lỏng thường sử dụng một vật nổi trên bề mặt chất lỏng để kích hoạt công tắc làm thay đổi trạng thái. Ngoài ra, nếu chất lỏng dẫn điện thì sử dụng 2 thanh kim loại đặt ở độ sâu cần thiết truyền điện qua chất lỏng khi nó chạm vào 2 đầu của thanh kim loại. Khi sử dụng kỹ thuật dẫn điện thường sử dụng điện nhỏ dẫn qua chất lỏng nhưng vẫn tồn tại những rủi ro mất an toàn.   

Công tắc mức chất lỏng còn được sử dụng đo những vật cứng như dăm gỗ, bột milo. Và một ứng dụng được sử dụng của công tắc mức chất lỏng là gắn nó vào bánh xe ở một độ cao nhất định trong thùng chứa để điều chỉnh momen  cho phù hợp sao cho khi khuấy trong thùng chứa hao phí do bị văng ra. 

Ngoài ra, có một thiết kế khác sử dụng một thanh kim loại hình “âm thoa”, được đưa vào thùng từ bên ngoài ở độ cao mong muốn. Âm thoa được rung ở tần số cộng hưởng bởi một mạch điện tử và cụm cuộn nam châm điện. Khi thùng đầy đến độ cao đó, vật liệu rắn làm giảm dao động của thanh kim loại, dựa vào sự thay đổi về biên độ hay tần số dao động được phát hiện bởi mạch điện tử.

Hình ảnh về công tắc mức chất lỏng

– Kí hiệu:

Được đưa vào đường ống, một công tắc dòng chất lỏng sẽ phát hiện bất kỳ tốc độ dòng khí hoặc chất lỏng nào vượt quá một ngưỡng nhất định, thường bằng cánh khuấy nhỏ hoặc cánh gạt được đẩy bởi dòng chảy.

Các công tắc dòng chất lỏng khác được cấu tạo như công tắc chênh lệch áp suất, đo áp suất giảm qua một giới hạn được tích hợp trong đường ống.

              Hình ảnh về công tắc dòng chất lỏng

Công tắc mức hạt nhân

Công tắc mức hạt nhân bao gồm vật liệu nguồn phóng xạ và một máy dò bức xạ, cả hai được gắn trên đường kính của một bình chứa vật liệu rắn hoặc lỏng. Bất kỳ độ cao nào của vật liệu vượt quá mức bố trí  của máy phát sẽ làm suy giảm cường độ bức xạ tới máy dò.

Sự giảm bức xạ này tại máy dò có thể được sử dụng để kích hoạt cơ chế chuyển đổi trạng thái của công tắc  để cung cấp tiếp điểm chuyển mạch cho phép đo, điểm báo động, hoặc thậm chí kiểm soát mức bình. Các nguồn phóng xạ được sử dụng khá yếu và không đe dọa sức khỏe ngay lập tức đối với các nhân viên vận hành hoặc bảo trì.

Như thường lệ, có nhiều cách để thực hiện chuyển đổi trạng thái công tắc để giám sát quá trình vật lý hoặc phục vụ như một điều khiển của người vận hành.

Thường không có công tắc “hoàn hảo” duy nhất cho bất kỳ ứng dụng nào, mặc dù một số ứng dụng rõ ràng thể hiện những ưu điểm nhất định so với những ứng dụng khác. Các công tắc phải được kết hợp thông minh với nhiệm vụ để hoạt động hiệu quả và đáng tin cậy.

Trên đây là những kiến thức về công tắc điện được sử dụng trong công nghiệp. Hy vọng rằng B2bmart.vn qua bài viết này đã giúp đã hiểu hơn về những loại công tắc trong công nghiệp.