Magnetische schakelaars begrijpen:ontwerp, werking en toepassingen

Door John Papiewski Bijgewerkt op 24 maart 2022

Beschrijving

Magnetische schakelaars, ontwikkeld in de jaren dertig, functioneren als relais door een elektrisch circuit te voltooien wanneer ze worden blootgesteld aan een magnetisch veld.

Ze zijn verzegeld in een glazen capsule en bieden een lagere contactweerstand, snellere schakelsnelheden, een langere levensduur en elimineren vonkgevaar in ontvlambare of explosieve omgevingen.

Beschrijving

De schakelaar is een langwerpige glazen capsule van ongeveer 1 cm lang en een paar millimeter in diameter. Er lopen twee of meer draden door de uiteinden. Binnenin zitten dunne, stijve metalen contacten een fractie van een millimeter uit elkaar en overlappen elkaar. De hermetische glasafdichting voorkomt corrosie op de contacten. Eenvoudige magnetische schakelaars hebben twee contacten; complexere modellen bevatten meerdere sets contacten binnen dezelfde envelop.

Actie

Eén contact is magnetisch; de andere is niet-magnetisch. Een nabijgelegen magnetisch veld van een elektromagneet of permanente magneet trekt de contacten naar elkaar toe, waardoor het circuit wordt gesloten. Wanneer het veld wordt verwijderd, opent de ingebouwde veerwerking het contact. Omdat de contacten dun en licht zijn, kan de schakelaar tot tien keer sneller werken dan conventionele relais met een vergelijkbaar vermogen.

Capaciteit

Vanwege de kleine contactafstand kunnen magneetschakelaars geen grote stromen transporteren. Stromen van meer dan een paar ampère vereisen een robuuste metaal-op-metaalverbinding, zoals die in standaardrelais. Sommige magnetische schakelaars kunnen spanningen van meer dan 10.000 V aan, hoewel de meeste op veel lagere niveaus werken.

Magnetische nabijheid

De trekkracht volgt een omgekeerde kubuswet:een verdubbeling van de afstand tot een magneet reduceert de kracht tot een achtste. Bijgevolg is een magnetische schakelaar zeer gevoelig voor de beweging van een nabijgelegen magneet. Een inbraakalarm kan bijvoorbeeld een kleine permanente magneet op een deur en de magnetische schakelaar op het kozijn monteren; het openen van de deur activeert onmiddellijk de schakelaar.