science >> Wetenschap >  >> Elektronica

Hoe magnetische schakelaars werken

Voor het eerst ontwikkeld in de jaren 1930, werken magnetische schakelaars op relais en sluiten een elektrisch contact in de aanwezigheid van een magnetisch veld. In tegenstelling tot relais zijn magnetische schakelaars in glas verzegeld. Voordelen van magnetische schakelaars ten opzichte van traditionele relais zijn een lagere contactweerstand, een snellere schakelsnelheid en een langere levensduur. Omdat ze zijn afgedicht, elimineren magnetische schakelaars vonkengevaren in ontvlambare of explosieve omgevingen.

Beschrijving

De schakelaar bestaat uit een langwerpige glazen capsule van ongeveer een centimeter lang en een diameter van enkele millimeters. Twee of meer draden passeren de uiteinden van de capsule. Aan de binnenkant zitten dunne, stijve metalen contacten een fractie van een millimeter uit elkaar, overlappend met elkaar. De glazen capsule is hermetisch afgesloten en voorkomt corrosie op de metalen contacten. Eenvoudige magnetische schakelaars hebben een paar contacten; meer complexe soorten hebben verschillende sets contacten binnen dezelfde glazen envelop.

Actie

Een van de contacten in de glazen capsule is gemaakt van een magnetisch materiaal; de andere is niet-magnetisch. Een magnetisch veld in de buurt van een elektromagneet of een permanente magneet trekt het ene contact tegen het andere, waardoor de schakelaar wordt gesloten. Wanneer u het magnetisch veld verwijdert, opent de veerwerking in de stijve metalen contacten de verbinding. Omdat de dunne contacten een lage massa hebben, kunnen ze tot 10 keer sneller werken dan conventionele relais met vergelijkbare waarden.

Capaciteitswaarde

Omdat magnetische schakelaars kleine contactpunten hebben die dicht bij elkaar zijn geplaatst, kunnen ze niet overweg met grote stromen. Stroomsterkten van meer dan enkele ampères vereisen een robuustere metaal-op-metaalverbinding, zoals standaard relais. Sommige magnetische schakelaars kunnen meer dan 10.000 volt aan, hoewel de meeste op veel lagere voltages werken.

Magnetic Proximity

De trekkracht die een magneet uitoefent, volgt een inverse kubuswet: de afstand tot een magneet vermindert zijn kracht tot een achtste van de vorige hoeveelheid. Dit betekent dat een magnetische schakelaar gevoelig is voor de beweging van een nabijgelegen magneet. Een inbraakalarm heeft bijvoorbeeld een kleine permanente magneet die op een deur is gemonteerd en de magnetische schakelaar die ernaast op het deurkozijn is gemonteerd; wanneer de deur wordt geopend, wordt de schakelaar onmiddellijk bediend.