继电器与接插件

开关、继电器与接插件

开关、继电器与各种接插件都是用来控制（完成）线路的接通或断开的器件。不同的是开关一般是人工手动操作，而继电器是由一定的电路提供的电流来实现自动操作。另外电器设备中的各种插头、插座等接插件也是必不可少的，用以完成部分电路（或元器件）的连接与断开。

开关元件

1、开关及电路符号。开关在电路中一般用字母“K”表示（取自中文“开”的汉语拼音字头），新规定用字母“S”或“SX”表示。开关的基本电路符号如图4-1所示。

我们可以将开关的电路符号想象成一个简单的闸刀开关。它有两个引脚，两上小圆圈分别表示开关的“动触点”和“静触点”。与动触点相连的线段就是“闸刀”。电路图符号所画的闸刀的状态就是开关平时的状态，如果平时是断开的，就称为“常开开关”；如果闸刀平时是闭合的，就称它为“常闭开关”。

上图所示开关，由于它只是一个闸刀，一个静触点，所以称它为“单刀单掷开关”，指的是它只有一个闸刀且只能往一个方向打（掷）。通常在实际电路中所看到的大部分开关都要复杂一些，一般根据闸刀的数目和静触点的数目将它们命名为“几刀几掷开关”，如单刀单掷开关就表示为1×1开关，四刀双掷开关就是4×2开关。如图4-2所示的几个开关，都是多刀多掷开关。

例如单刀八掷开关，它只有一个可以转换的闸刀（一个动触点），这个闸刀在转换中能够与八个静触点中的任意一个相连，构成通路。这样，与动触点相连的电路能够有选择地和八个静触点相连的电路联接，起到了“一个选八个”的作用。双刀双掷开关可以使两条线路同时进行选择（双刀之间的虚线表示联动），双刀双掷开关常用在正、负电源的转换上。

不管什么样的开关，只要抓住闸刀的数目和静触点的数目，就能容易地分辩出它们的电路功能。当然，大多开关并不是闸刀式的，但它们所完成的功能实际上和闸刀开关是一样的，分析时可以将它们作为闸刀开关来看待。

另外还有一些推拉式或拨动式的开关，它们的电路符号往往画成图4-3的样子，在图形符号中，中间的小圆圈是动触点，两边的圆圈表示静触点，触点上的线段表示金属滑片，也就等效于上面的闸刀。

还有一种常用的开关，我们称为“按键”或“按钮”，这种开关没有动触点和静触点之分，而只有金属触点和触片。

对图4-4（a），两个触点平时不和触片接触（常开触点），当按下按键时，触片同时和两个触点接触，使与两个触点相连的线路接通。对图4-4（c）所示开关，平时触片将上面的两触点接通（常闭），当按下按键时，触片离开上面两触点（由常闭到短开），而将下面两触点接通（由常开到闭合），实现了线路的转换。

2、开关的分类

（1）电源开关。电源开关是接通电器装置的电源用的，常用的有钮子开关，拨动开关船形开关及按键式开关等等，常见的电源开关的外形如图4-5所示。

应用时，若只需要通断电源的一条线，则可选用单刀双掷开关；若需要同时切断或接通电源的两条线，则须选择双刀单掷电源开关。一般当用电器采用市电22V，则电源开关的耐压应大于250V。而开关允许通过的电流，可根据所用电器的功率而定，一般有1A、1.5A、2.5A等多种，选用和更换电源开关时，必须注意应能满足其电压和电流的需求。至于形式上的选择，只是为了适应安装及装饰上的要求而已。

（2）微动开关。各种微动开关的外形见图4-6，它基本上属于单刀双掷式，平时有一对常闭触点、一对常开触点。当按下微动钮时，原来常闭触点断开，而常开触点闭合，当外力消失后，开关触点又恢复到原来的状态。

（3）波段开关。波段开关是收音机或收录机中用于变换接收信号的波段或变换功能的开关。它有多组触点，可以同时通、断多个触点。常用的波段开关有旋转式、拨动式、琴键式等几种。各种波段开关的外形如图4-7所示。

（4）定时开关。定时开关是能够在一定的时限内动作的开关。定时开关的类型很多，有机械式、电子式等多种。例如洗衣机或电风扇的定时开关，过去以机械式的为多，随着电子技术的发展，由电子电路组成的时间控制开关逐步流行开来。

开关的分类方法很多，除以上按用途分类外，也可以按结构特点分类。一般机械开关的分类见图4-8。

3、机械开关的主要技术参数

（1） 最大额定电压。是指在正常工作状态下开关能允许施加的最大电压。

（2） 最大额定电流。是指在正常工作状态下开关允许通过的最大电流。

（3） 接触电阻。开关接通时，两触点导体之间存在的电阻值（对理想开关，其接触电阻为零），该值要求越小越好，一般开关多大0.02Ω以下，否则开关工作时易发热、打火

花。

（4） 绝缘电阻。指开关触点断开时，触点间的电阻值（理想开关应为无穷大），该值越大越好，一般应在100MΩ以上。

（5） 寿命（通断次数）。指开关在正常的工作条件下的有效工作次数，通常大于5000~10000次，要求较高的开关次数都在5×104~5×105以上。

上述指标有的需要在专用设备和条件下才能测试，一般应用时主要应注意额定电压、额定电流及接触电阻三项指标就足够了。

4、电子开关。

电子开关的种类很多，它们虽然都叫开关，但更多地则涉及到电子电路。电子开关有以下共性，首先电子开关不同于机械式开关，即它人们都是有源的，即需要外加电源才能完成开关的触点动作。电子开关的组成框图如图4-9所示。

开关的输入（或信号采集）可以是声、光、接近、手触等多种方式。输入信号由传感元件转换成电信号后，由电子电路进行放大，定时等处理，然后去推动开关执行元件（如继电器），最后驱动触点的通断，从而完成开关的功能。

继电器

继电器也属于开关的范畴。各种继电器是利用电磁原理、机电原理或其它方法实现自动接通一个或一组触点，完成电路的开关功能。

1、继电器的工作原理

继电器在电路中用字母“J”表示。一个电磁式继电器的结构及电路符号如图4-10所示。

由图可见，继电器的电路符号是由一个单刀双掷开关和一个标有字母“J”的方框两部分组成。方框表示继电器的电磁铁（由铁心与线圈组成），两边的引脚为线圈的两个接线端。对触点部分，平时动触点和上面的静触点接触，当电磁铁的线圈通过合适的电流时，电磁铁