전기 스위치 이해: 유형, 기능, 응용

스위치는 전기 시스템의 기초이지만, 이후 장에서 다루는 초기 기술의 기계식 스위치 기반 디지털 논리를 위해 스위치 유형에 대한 깊은 이해가 필수적입니다.

스위치 구동 회로를 고체 상태 논리 게이트와 함께 학습하면 두 개념 모두 단순해지고 불 대수—디지털 논리의 수학적 중추—마스터의 기초가 됩니다.

전기 스위치란?

전기 스위치는 회로에서 전자 흐름을 차단하거나 완성하는 장치. 완전 "닫힘"(온) 또는 완전 "열림"(오프)인 이진 요소로 동작. 이 장에서는 오늘날 존재하는 다양한 스위치 범주를 탐구합니다.

다양한 스위치 유형 학습

가장 단순한 스위치는 작동 메커니즘에 의해 결합되는 두 도체로 구성. 더 정교한 스위치는 빛이나 자기장 같은 물리적 자극에 반응하는 전자 회로를 포함.

복잡성에 관계없이 스위치는 결국 내부 접점에 의해 결합되거나 분리된 두 연결 단자를 제시.

수동 조작용 스위치를 핸드 스위치라 하며 여러 일반적인 변형이 있습니다:

토글 스위치

토글 스위치는 두 개 이상의 이산 위치를 취할 수 있는 레버로 작동. 일반적인 가정용 전등 스위치가 대표적 예.

대부분의 토글 스위치는 레버를 선택한 위치에 고정; 다른 것들은 스프링으로 레버를 기본 "정상" 위치로 되돌려 순간 동작 가능.

푸시버튼 스위치

푸시버튼 스위치는 버튼을 누르고 놓는 것으로 작동하는 2위치 소자. 대부분 스프링이 버튼을 "아웃" 위치로 복원해 순간 동작.

일부 푸시버튼은 누를 때마다 래치 온/오프, 다른 것들은 수동으로 놓을 때까지 눌린 상태 유지. 후자는 인체공학적 푸시-풀 동작을 위해 버섯 모양 버튼을 가짐.

셀렉터 스위치

셀렉터 스위치는 회전 노브나 레버로 여러 위치 중 하나 선택. 토글 스위치처럼 선택 위치에 머무르거나 순간용 스프링 리턴 사용.

조이스틱 스위치

조이스틱 스위치는 여러 축으로 움직일 수 있는 레버로 작동. 레버 방향(때로는 이동 거리)에 따라 하나 이상의 내부 접점 개폐.

스위치 기호의 원-점 표기는 필요한 레버 동작 표시. 조이스틱 핸드 스위치는 크레인과 로봇 제어에 널리 사용.

일부 스위치는 사람 손이 아닌 기계 동작으로 작동하도록 특별히 설계. 이를 리미트 스위치라 부르며 기계 부품이 미리 정해진 한계에 도달하면 기계 정지용으로 사용.

리미트 스위치

리미트 스위치는 견고한 토글 또는 셀렉터 핸드 스위치와 유사하지만 레버가 기계 부품에 의해 구동. 레버 팁의 작은 롤러 베어링이 반복 접촉으로 인한 마모 방지.

근접 스위치

근접 스위치는 자기장 또는 고주파 전자기장으로 금속 부품의 접근 감지.

기본 모델은 영구 자석으로 금속 조각이 약 1인치 내 접근 시 밀봉 스위치 작동. 더 진보된 유형은 고주파 전류로 에너자이즈된 코일 사용; 금속 존재가 전류 크기 변화시켜 회로 트리거.

전자식 변형은 기호 주위의 다이아몬드 모양 박스로 표시. 비전자식 근접 스위치는 레버 작동 리미트 스위치와 같은 기호 사용.

광학 근접 스위치는 광원과 포토디텍터 사용. 빔이 기계 부품에 의해 차단되거나 반사되어 위치 감지. 위험 구역 인원 감지용 안전 인터록에도 유용.

공정 스위치의 다양한 유형

산업 현장에서는 물리적 공정 변수에 반응하는 스위치가 필수. 파라미터가 드리프트할 때 알람 트리거하거나 장비 손상 방지 위해 정지.

속도 스위치

속도 스위치는 원심 추 또는 비접촉 광학/자기 센서로 축 회전 측정.

압력 스위치

압력 스위치는 피스톤, 다이아프램, 벨로우즈로 가스 또는 액체 압력을 기계적 힘으로 변환해 작동.

온도 스위치

일반적인 온도 센서는 바이메탈 스트립—서로 다른 열팽창률을 가진 두 금속의 얇은 시트. 온도 변화 시 스트립이 휘어 스위치 작동.

다른 설계는 액체 또는 가스로 채워진 황동 벌브를 압력 감지 요소에 연결. 벌브 가열 시 내용물 팽창으로 압력 증가해 스위치 트리거.

액체 레벨 스위치

액체 레벨 스위치는 액체가 설정 높이에 도달하면 스위치와 접촉하는 플로팅 요소 사용. 액체가 전도성이면 한 쌍의 프로브가 간격 브리지, 흐르는 작은 전류로 릴레이 트리거.

곡물이나 사료 같은 고체 레벨 감지에는 패들 휠 또는 튜닝 포크 센서가 빈 통이 설정 레벨에 도달하면 모션 부재 감지.

액체 유량 스위치

파이프에 설치된 유량 스위치는 유체에 의해 구동되는 패들 또는 베인으로 유량 모니터링. 다른 변형은 내장 제한을 통한 압력 강하 감지하는 차압 스위치.

핵 레벨 스위치

핵 레벨 스위치는 약한 방사성 소스와 용기 지름 반대편에 위치한 검출기로 구성. 소스 위로 물질이 쌓이면 방사선 감쇠로 검출기 신호 감소, 릴레이 트리거로 레벨 표시.

소스와 검출기가 용기 외부에 있어 물리적 침투 불필요, 사용 방사선은 인원에게 안전.

모든 스위치는 여러 용도 가짐

어떤 작업에도 단일 "완벽한" 스위치는 드물며, 각 유형은 내구성, 응답 시간, 환경 적합성에서 트레이드오프 제공. 올바른 스위치 선택이 신뢰성 있는 동작의 열쇠.

복습:

• 스위치는 두 지점 간 연속성 제어용 전기 장치, 보통 전자기계식.
• 핸드 스위치는 사람 접촉으로 작동.
• 리미트 스위치는 기계 동작으로 작동.
• 공정 스위치는 물리적 공정 변화(온도, 레벨, 유량 등)로 작동.

관련 워크시트:

• 스위치 워크시트