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Interruptores eléctricos. Arriba, de izquierda a derecha: disyuntor, interruptor de mercurio , interruptor de lámina, interruptor DIP , interruptor de montaje superficial, inter...

Interruptores eléctricos. Arriba, de izquierda a derecha: disyuntor, interruptor de mercurio , interruptor de lámina, interruptor DIP , interruptor de montaje superficial, interruptor de láminas . Abajo, de izquierda a derecha: interruptor de pared (  estilo estadounidense), interruptor de palanca miniatura, interruptor en línea, interruptor de botón pulsador, interruptor basculante, microinterruptor.

En ingeniería eléctrica , un interruptor es un componente eléctrico que puede desconectar o conectar la trayectoria conductora en un circuito eléctrico , interrumpiendo la corriente eléctrica o desviándola de un conductor a otro. [ 1 ] [ 2 ] El tipo más común de interruptor es un dispositivo electromecánico que consta de uno o más conjuntos de contactos eléctricos móviles conectados a circuitos externos. Cuando un par de contactos está en contacto, puede pasar corriente entre ellos; mientras los contactos están separados, no puede circular corriente.

Los interruptores se fabrican en diversas configuraciones; pueden tener múltiples conjuntos de contactos controlados por el mismo mando o actuador, y los contactos pueden funcionar simultáneamente, secuencialmente o alternativamente. Un interruptor puede accionarse manualmente, como un interruptor de luz o un botón de teclado, o puede funcionar como un elemento sensor para detectar la posición de una pieza de una máquina, el nivel de un líquido, la presión o la temperatura, como un termostato . Existen muchas formas especializadas, como el interruptor de palanca , el interruptor rotativo , el interruptor de mercurio , el interruptor de botón pulsador , el interruptor inversor , el relé y el disyuntor . Un uso común es el control de la iluminación, donde se pueden conectar varios interruptores a un mismo circuito para facilitar el control de las luminarias. Los interruptores en circuitos de alta potencia deben tener una construcción especial para evitar arcos eléctricos destructivos al abrirse.

Descripción

Tres interruptores táctiles de botón pulsador

El tipo más común de interruptor es un dispositivo electromecánico de accionamiento manual con uno o más conjuntos de contactos eléctricos conectados a circuitos externos. Cada conjunto de contactos puede estar en uno de dos estados: "cerrado", lo que significa que los contactos están en contacto y la electricidad puede fluir entre ellos, o "abierto", lo que significa que los contactos están separados y el interruptor no conduce. El mecanismo que acciona la transición entre estos dos estados (abierto o cerrado) suele ser (aunque existen otros tipos de acciones) de tipo " alternativo " (accionar el interruptor para encendido o apagado continuo) o " momentáneo " (pulsar para encendido y soltar para apagado).

Un interruptor puede ser manipulado directamente por un ser humano como señal de control para un sistema, como un botón del teclado de una computadora, o para controlar el flujo de energía en un circuito, como un interruptor de luz . Los interruptores de operación automática se pueden usar para controlar los movimientos de las máquinas, por ejemplo, para indicar que una puerta de garaje ha alcanzado su posición completamente abierta o que una máquina herramienta está en posición de aceptar otra pieza de trabajo. Los interruptores pueden ser operados por variables de proceso como presión, temperatura, flujo, corriente, voltaje y fuerza, actuando como sensores en un proceso y usándose para controlar automáticamente un sistema. Por ejemplo, un termostato es un interruptor operado por temperatura que se usa para controlar un proceso de calentamiento. Un interruptor que es operado por otro circuito eléctrico se llama relé . Los interruptores grandes pueden ser operados remotamente por un mecanismo de accionamiento de motor. Algunos interruptores se usan para aislar la energía eléctrica de un sistema, proporcionando un punto de aislamiento visible que se puede bloquear con candado si es necesario para evitar el funcionamiento accidental de una máquina durante el mantenimiento o para prevenir descargas eléctricas.

Un interruptor ideal no presentaría caída de tensión al cerrarse y no tendría limitaciones en cuanto a tensión o corriente. Su tiempo de subida y bajada durante los cambios de estado sería nulo y cambiaría de estado sin oscilar entre las posiciones de encendido y apagado.

Los interruptores prácticos distan mucho de este ideal; debido a la rugosidad y las capas de óxido, presentan resistencia de contacto , limitaciones en la corriente y el voltaje que pueden soportar, un tiempo de conmutación finito, etc. El interruptor ideal se utiliza a menudo en el análisis de circuitos, ya que simplifica enormemente el sistema de ecuaciones a resolver, pero esto puede conducir a una solución menos precisa. El tratamiento teórico de los efectos de las propiedades no ideales es necesario en el diseño de grandes redes de interruptores, como las que se utilizan, por ejemplo, en las centrales telefónicas.

Contactos

Un interruptor de palanca en la posición "encendido".

En el caso más simple, un interruptor tiene dos piezas conductoras, generalmente metálicas , llamadas contactos , conectadas a un circuito externo, que se tocan para cerrar el circuito y se separan para abrirlo. El material de los contactos se elige por su resistencia a la corrosión, ya que la mayoría de los metales forman óxidos aislantes que impedirían el funcionamiento del interruptor. Los materiales de contacto también se eligen en función de su conductividad eléctrica , dureza (resistencia al desgaste abrasivo), resistencia mecánica, bajo costo y baja toxicidad. La formación de capas de óxido en la superficie de contacto, así como la rugosidad de la superficie y la presión de contacto, determinan la resistencia de contacto y la corriente de humectación de un interruptor mecánico. A veces, los contactos están chapados con metales nobles , por su excelente conductividad y resistencia a la corrosión. Pueden diseñarse para que se froten entre sí y eliminen cualquier contaminación. En ocasiones, se utilizan conductores no metálicos, como plásticos conductores. Para evitar la formación de óxidos aislantes, se puede especificar una corriente de humectación mínima para un diseño de interruptor determinado.

Terminología de contacto

Interruptor de cuchilla de tres polos y un tiro (TPST o 3PST) utilizado para cortocircuitar los devanados de una turbina eólica trifásica con fines de frenado . Aquí se muestra el interruptor en posición abierta.

En electrónica, los interruptores se clasifican según la disposición de sus contactos. Se dice que un par de contactos está " cerrado " cuando puede fluir corriente de uno a otro. Cuando los contactos están separados por un espacio de aire aislante , se dice que están " abiertos " y no puede fluir corriente entre ellos a voltajes normales. [ 3 ] Los términos " hacer " para el cierre de contactos y " romper " para la apertura de contactos también son de uso común.

Los términos polo y tiro también se utilizan para describir las variaciones de los contactos de los interruptores. El número de " polos " es el número de interruptores eléctricamente separados que son controlados por un único actuador físico. Por ejemplo, un interruptor de " 2 polos " tiene dos conjuntos de contactos separados y paralelos que se abren y cierran al unísono mediante el mismo mecanismo. El número de " tiros " es el número de opciones de ruta de cableado separadas, además de "abierto", que el interruptor puede adoptar para cada polo. Un interruptor de un tiro tiene un par de contactos que pueden estar cerrados o abiertos. Un interruptor de doble tiro tiene un contacto que puede conectarse a cualquiera de otros dos contactos, un interruptor de triple tiro tiene un contacto que puede conectarse a uno de otros tres contactos, etc. [ 4 ]

En un interruptor donde los contactos permanecen en un estado a menos que se accionen, como un interruptor de botón pulsador , los contactos pueden estar normalmente abiertos (abreviado " no " o " no " o NO) hasta que se cierran mediante la operación del interruptor, o normalmente cerrados (" nc " o " nc " o NC) [ nb 1 ] y abrirse por la acción del interruptor. Un interruptor con ambos tipos de contacto se llama interruptor conmutador o interruptor de doble tiro . Estos pueden ser " de cierre antes de apertura " (" MBB " o cortocircuito), que conecta momentáneamente ambos circuitos, o pueden ser " de apertura antes de cierre " (" BBM " o sin cortocircuito), que interrumpe un circuito antes de cerrar el otro.

Estos términos han dado lugar a abreviaturas para los tipos de interruptores que se utilizan en la industria electrónica , como " unipolar de un tiro " (SPST) (el tipo más simple, "encendido o apagado") o " unipolar de doble tiro " (SPDT), que conecta cualquiera de los dos terminales al terminal común. En el cableado eléctrico (es decir,  el cableado de casas y edificios realizado por electricistas ), los nombres generalmente incluyen el sufijo "-way" ; sin embargo, estos términos difieren entre el inglés británico y el inglés americano (es decir, los términos "two  way " y "three  way " se usan con significados diferentes).

Los interruptores con mayor número de polos o posiciones se pueden describir sustituyendo la "S" o la "D" por un número (por ejemplo, 3PST, SP4T, etc.) o, en algunos casos, por la letra "T" (de "triple") o "Q" (de "cuádruple"). En el resto de este artículo se utilizarán los términos SPST , SPDT e intermedio para evitar ambigüedades.

Rebote de contacto

Rebotar

Captura de pantalla del osciloscopio que muestra las fluctuaciones de voltaje causadas por un interruptor que oscila entre encendido y apagado (incluso pasando por encima de V alto y por debajo de V bajo ) muchas veces durante 2,6 ms antes de estabilizarse.

El rebote de contacto (también llamado vibración ) es un problema común en interruptores mecánicos, relés y contactos de batería , que surge como resultado de fenómenos de resistencia de contacto eléctrico (ECR) en las interfaces. Los contactos de interruptores y relés suelen estar hechos de metales elásticos. Cuando los contactos chocan, su impulso y elasticidad actúan conjuntamente para hacer que reboten una o más veces antes de establecer un contacto estable. El resultado es una corriente eléctrica pulsada rápidamente en lugar de una transición limpia de cero a corriente máxima. El efecto suele ser despreciable en circuitos de señal de baja corriente, pero se vuelve crítico en circuitos de potencia donde las altas corrientes de irrupción durante los intervalos de rebote causan calentamiento localizado, erosión por arco y soldadura de contactos. También causa problemas en algunos circuitos analógicos y lógicos que responden lo suficientemente rápido como para interpretar erróneamente los pulsos de encendido y apagado como un flujo de datos. [ 6 ] En el diseño de microcontactos, controlar la estructura de la superficie ( rugosidad de la superficie ) y minimizar la formación de capas pasivadas en superficies metálicas es fundamental para inhibir la vibración.

En circuitos de alta corriente, el rebote de contactos tiene consecuencias más graves que los errores de señal. Cuando los contactos se cierran bajo alto voltaje, el rebote genera descargas de arco repetidas entre las superficies de separación. Durante cada intervalo de rebote, la resistencia de contacto aumenta bruscamente, mientras que la corriente de irrupción puede alcanzar varios miles de amperios. La disipación de potencia instantánea resultante (P  =  I²R), concentrada en el punto de contacto, puede alcanzar cientos de kilovatios en milisegundos, provocando fusión localizada y soldadura de contactos. Este mecanismo es particularmente crítico en sistemas de almacenamiento de energía en baterías (BESS) y contactores de vehículos eléctricos que operan a 400  V o más, donde se utilizan circuitos de precarga para limitar la corriente de irrupción como solución a problemas de física de contacto inadecuados.

En el órgano Hammond , varios cables se presionan simultáneamente bajo las teclas del teclado. El rebote de estos cables y el cierre no sincronizado de los interruptores se conoce como clic Hammond , y existen composiciones que utilizan y enfatizan esta característica. Algunos órganos electrónicos cuentan con una réplica conmutable de este efecto de sonido. [ 7 ]

Eliminación de rebotes

Filtro de rebote de interruptor SPST mediante un disparador Schmitt y un condensador.

Los efectos del rebote por contacto pueden eliminarse mediante:

  • Se utilizaban contactos humedecidos con mercurio , pero actualmente se usan con poca frecuencia debido a los riesgos que este conlleva. Se han propuesto contactos compuestos de metal líquido (CLMC) a base de galinstan como una alternativa no tóxica que elimina el rebote mecánicamente. [ 8 ]
  • Como alternativa, se pueden aplicar filtros de paso bajo a los voltajes del circuito de contacto para reducir o eliminar la aparición de múltiples pulsos.
  • En los sistemas digitales, se pueden tomar múltiples muestras del estado de contacto a baja velocidad y examinarlas para detectar una secuencia estable, de modo que los contactos puedan estabilizarse antes de que el nivel de contacto se considere fiable y se actúe en consecuencia. Véase Tecnología de teclado §  Eliminación de rebotes .
  • Las señales de rebote en los contactos de los interruptores SPDT ("unipolares, de doble tiro") se pueden filtrar utilizando un flip-flop SR (enclavamiento) o un disparador Schmitt .

Todos estos métodos se conocen como "eliminación de rebotes".

Análisis de fallos

Los contactos de los interruptores mecánicos fallan debido a varios mecanismos acumulativos que interactúan durante su vida útil:

La erosión por arco eléctrico se produce cuando el arco formado durante la separación de los contactos se vaporiza y transfiere el material de contacto. Tras miles de ciclos de funcionamiento, esto provoca picaduras, pérdida de material y un aumento de la resistencia de contacto.

Contactos de aleación de plata con capacidad para 6000 A CC tras fallo por erosión por arco eléctrico.

La soldadura por contacto se produce por el rebote de contacto bajo una alta corriente de irrupción. Durante cada intervalo de rebote, la resistencia de contacto aumenta bruscamente —desde un valor típico en estado cerrado de 0,2  mΩ hasta valores superiores a 30  [ 9 ] — mientras que la corriente de irrupción puede alcanzar varios miles de amperios. La disipación de potencia instantánea resultante (P  =  I²R), concentrada en el punto de contacto, provoca la fusión localizada y la soldadura permanente de los contactos. [ 10 ]

La repulsión electrodinámica bajo corrientes de cortocircuito provoca que los contactos se separen debido a fuerzas electromagnéticas proporcionales al cuadrado de la corriente. En contactos de metal sólido, estas fuerzas limitan la capacidad de resistencia a cortocircuitos. Se ha observado que los contactos de cobre se separan a 10  kA, lo que da lugar a arcos eléctricos sostenidos y soldadura al volver a cerrarlos. [ 10 ]

Los contactos compuestos de metal líquido (CLMC) basados ​​en galinstan abordan simultáneamente tres de estos mecanismos de falla mediante un mecanismo mecánico-eléctrico acoplado: la estructura elástica de metal refractario (malla de alambre de molibdeno o tungsteno) retiene el galinstan por fuerzas capilares, manteniendo una superficie de contacto líquida durante los ciclos de cierre y apertura. Esto elimina el rebote y la soldadura del contacto; la distribución uniforme de la corriente a través de la superficie líquida elimina las fuerzas de repulsión electrodinámica; y la superficie líquida autorregenerativa evita la erosión permanente por arco de las asperezas del contacto sólido. [ 11 ] [ 10 ] [ 12 ]

CLMC después de 200 000 ciclos de conmutación a 600  A, 660  V CA (  servicio IEC 60947 AC-4): no se observa erosión por arco ni soldadura.

Arcos y extinción

Cuando la potencia que se conmuta es suficientemente grande, el flujo de electrones a través de los contactos del interruptor al abrirse es suficiente para ionizar las moléculas de aire en el pequeño espacio entre los contactos, formando un plasma gaseoso , también conocido como arco eléctrico . El plasma tiene baja resistencia y es capaz de mantener el flujo de potencia, incluso con el aumento constante de la distancia entre los contactos del interruptor. El plasma también es muy caliente y puede erosionar las superficies metálicas de los contactos del interruptor (lo mismo ocurre con los interruptores de vacío). El arco eléctrico provoca una degradación significativa de los contactos y también una interferencia electromagnética (EMI) considerable , lo que requiere el uso de métodos de supresión de arco . [ 13 ]

Cuando la tensión es suficientemente alta, también puede formarse un arco eléctrico al cerrarse el interruptor y aproximarse los contactos. Si el potencial de tensión supera la tensión de ruptura del aire que separa los contactos, se forma un arco que se mantiene hasta que el interruptor se cierra por completo y las superficies del interruptor entran en contacto.

En ambos casos, el método estándar para minimizar la formación de arcos eléctricos y prevenir daños en los contactos consiste en utilizar un mecanismo de interruptor de movimiento rápido, generalmente con un mecanismo de punto de inflexión accionado por resorte para asegurar un movimiento rápido de los contactos, independientemente de la velocidad a la que el usuario accione el interruptor. El movimiento de la palanca de control del interruptor aplica tensión a un resorte hasta alcanzar un punto de inflexión, y los contactos se abren o cierran repentinamente al liberarse la tensión del resorte.

A medida que aumenta la potencia conmutada, se emplean otros métodos para minimizar o prevenir la formación de arcos eléctricos. El plasma, al estar caliente, asciende debido a las corrientes de convección . El arco puede extinguirse mediante una serie de láminas no conductoras que cubren la distancia entre los contactos del interruptor. A medida que el arco asciende, su longitud aumenta al formar crestas que se extienden hacia los espacios entre las láminas, hasta que se vuelve demasiado largo para mantenerse y se extingue. También se puede utilizar un soplador para dirigir una ráfaga repentina de gas a alta velocidad a través de los contactos del interruptor, lo que extiende rápidamente la longitud del arco y lo extingue con rapidez.

Los interruptores de gran tamaño suelen tener contactos rodeados de algún material distinto al aire para extinguir el arco con mayor rapidez. Por ejemplo, los contactos pueden funcionar al vacío, sumergidos en aceite mineral o en hexafluoruro de azufre .

En la alimentación de corriente alterna (CA), la corriente pasa periódicamente por cero; este efecto dificulta que se mantenga un arco eléctrico al abrir el interruptor. Los fabricantes pueden especificar interruptores con menor tensión o corriente nominal cuando se utilizan en  circuitos de corriente continua (CC).

Conmutación de potencia

Cuando se diseña un interruptor para conmutar una potencia significativa, es necesario considerar tanto su estado transitorio como su capacidad para soportar corrientes de funcionamiento continuas. En estado de encendido, la resistencia del interruptor es prácticamente nula y la caída de potencia en los contactos es mínima; en estado de apagado, la resistencia es extremadamente alta y la caída de potencia en los contactos es aún menor. Sin embargo, al accionar el interruptor, la resistencia debe pasar por un estado en el que se produce una caída de potencia, equivalente a una cuarta parte de la potencia nominal de la carga (o incluso mayor si la carga no es puramente resistiva), durante un breve instante.

Por este motivo, los interruptores de potencia destinados a interrumpir la corriente de carga cuentan con mecanismos de resorte para garantizar que la transición entre encendido y apagado sea lo más breve posible, independientemente de la velocidad a la que el usuario mueva el interruptor.

Los interruptores de encendido suelen ser de dos tipos. Un interruptor momentáneo (como el de un puntero láser ) generalmente tiene forma de botón y solo cierra el circuito cuando se presiona. Un interruptor normal (como el de una linterna ) mantiene el encendido y apagado de forma continua. Los interruptores de doble acción combinan ambas características.

cargas inductivas

Cuando se desconecta una carga altamente inductiva , como un motor eléctrico , la corriente no puede caer instantáneamente a cero; se producirá una chispa entre los contactos abiertos. Los interruptores para cargas inductivas deben estar diseñados para soportar estas situaciones. La chispa provocará interferencia electromagnética si no se suprime; una red de amortiguación compuesta por una resistencia y un condensador en serie la atenuará. [ 14 ]

cargas incandescentes

Un interruptor de pared con clasificación "T" (la T significa filamento de tungsteno ) [ 15 ] adecuado para cargas incandescentes

Al encenderse, una lámpara incandescente consume una gran corriente de arranque , aproximadamente diez veces superior a la corriente en estado estacionario; a medida que el filamento se calienta, su resistencia aumenta y la corriente disminuye hasta alcanzar un valor en estado estacionario. Un interruptor diseñado para una lámpara incandescente puede soportar esta corriente de arranque. [ 15 ]

Corriente de humectación

La corriente de humectación es la corriente mínima necesaria para que un interruptor mecánico, durante su funcionamiento, rompa cualquier película de oxidación que se haya depositado en sus contactos. [ 16 ] Esta película de oxidación suele aparecer en zonas con alta humedad . Proporcionar una corriente de humectación suficiente es fundamental para diseñar sistemas que utilizan interruptores delicados con baja presión de contacto como entradas de sensores. De no hacerlo, los interruptores podrían permanecer eléctricamente "abiertos" debido a la oxidación de los contactos.

Solenoide

La parte móvil que aplica la fuerza de accionamiento a los contactos se llama actuador , y puede ser una palanca , un balancín , un pulsador o cualquier tipo de mecanismo mecánico (ver foto).

Interruptores polarizados

Un interruptor normalmente mantiene su posición una vez accionado. Un interruptor con polarización contiene un mecanismo que lo devuelve a otra posición al ser liberado por el operador. El interruptor pulsador momentáneo es un tipo de interruptor con polarización. El tipo más común es el interruptor de "pulsar para hacer" (o normalmente abierto o NA), que hace contacto al presionar el botón y lo interrumpe al soltarlo. Cada tecla de un teclado de computadora, por ejemplo, es un interruptor de "pulsar para hacer" normalmente abierto. Un interruptor de "pulsar para romper" (o normalmente cerrado o NC), por otro lado, interrumpe el contacto al presionar el botón y lo hace al soltarlo. Un ejemplo de interruptor de pulsar para romper es un botón que se usa para liberar una puerta que se mantiene cerrada por un electroimán . La luz interior de un refrigerador doméstico se controla mediante un interruptor que permanece abierto cuando la puerta está cerrada.

Interruptor giratorio

Un interruptor rotativo apilado de tres niveles. Se puede apilar cualquier número de elementos de conmutación de esta manera, utilizando un eje más largo y separadores adicionales entre cada elemento.

Un interruptor rotatorio funciona mediante un movimiento de torsión de la manivela, con al menos dos posiciones. Una o más posiciones pueden ser momentáneas (con un resorte), lo que requiere que el operador mantenga el interruptor presionado. Otras posiciones pueden tener un tope para mantener la posición al soltarlo. Un interruptor rotatorio puede tener varios niveles o "platos" para controlar múltiples circuitos.

Un tipo de interruptor rotativo consta de un eje o rotor con un brazo de contacto que sobresale de su superficie como una leva. Dispone de una serie de terminales dispuestos en círculo alrededor del rotor, cada uno de los cuales actúa como contacto para el brazo, a través del cual se puede conectar cualquier circuito eléctrico al rotor. El interruptor está diseñado en capas para permitir el uso de múltiples polos, siendo cada capa equivalente a un polo. Generalmente, este tipo de interruptor cuenta con un mecanismo de retención que permite que pase de una posición activa a otra con un clic, en lugar de quedarse atascado en una posición intermedia. De esta forma, un interruptor rotativo ofrece mayor capacidad de polos y recorrido que los interruptores más sencillos.

Otros tipos utilizan un mecanismo de leva para accionar múltiples conjuntos de contactos independientes.

Los interruptores rotativos se utilizaron como selectores de canal en receptores de televisión hasta principios de la década de 1970, como selectores de rango en equipos de medición eléctrica, como selectores de banda en radios multibanda y para otros fines similares. En la industria, se utilizan para el control de instrumentos de medición, aparamenta eléctrica o circuitos de control. Por ejemplo, una grúa puente controlada por radio puede tener un interruptor rotativo multicircuito de gran tamaño para transferir las señales de control cableadas desde los controles manuales locales en la cabina a las salidas del receptor de control remoto.

Interruptor basculante

Un interruptor DIP de palanca con cuatro entradas y salidas.
Conjunto de interruptores de palanca en el panel frontal de un miniordenador Data General Nova.
Interruptores de palanca con cubierta compartida que impiden ciertas combinaciones prohibidas.

Un interruptor de palanca o interruptor giratorio es un tipo de interruptor eléctrico que se acciona manualmente mediante una palanca mecánica , una manivela o un mecanismo basculante.

Los interruptores de palanca están disponibles en una gran variedad de estilos y tamaños, y se utilizan en numerosas aplicaciones. Muchos están diseñados para accionar simultáneamente varios conjuntos de contactos eléctricos o para controlar grandes cantidades de corriente eléctrica o tensión de red .

La palabra «palanca» hace referencia a un tipo de mecanismo o articulación que consta de dos brazos casi alineados, conectados por un pivote en forma de codo. Sin embargo, la expresión «interruptor de palanca» se aplica a un interruptor con una palanca corta y un mecanismo de clic firme, independientemente de si contiene o no un mecanismo de palanca. De manera similar, un interruptor que emite un clic definido se denomina «interruptor de encendido/apagado positivo». [ 17 ] Un uso muy común de este tipo de interruptor es encender o apagar luces u otros equipos eléctricos. Varios interruptores de palanca pueden estar interconectados mecánicamente para evitar combinaciones prohibidas.

En algunos contextos, particularmente en informática , un interruptor de palanca, o la acción de alternar, se entiende en el sentido distinto de un interruptor mecánico o de software que alterna entre dos estados cada vez que se activa, independientemente de su construcción mecánica. [ 18 ] Por ejemplo, la tecla Bloq Mayús en una computadora hace que todas las letras se generen en mayúsculas después de presionarla una vez; al presionarla de nuevo, vuelven a las minúsculas. [ 18 ]

Tipos especiales

Interruptor de flotador abierto de una bomba de agua sucia

Los interruptores pueden diseñarse para responder a cualquier tipo de estímulo mecánico: por ejemplo, vibración (el interruptor vibratorio), inclinación, presión de aire, nivel de fluido (un interruptor de flotador ), giro de una llave ( interruptor de llave ), movimiento lineal o rotatorio (un interruptor de límite o microinterruptor ) o presencia de un campo magnético (el interruptor de láminas ). Muchos interruptores se accionan automáticamente por cambios en alguna condición ambiental o por el movimiento de la maquinaria. Un interruptor de límite se utiliza, por ejemplo, en máquinas herramienta para asegurar el funcionamiento con la posición correcta de las herramientas. En sistemas de calefacción o refrigeración, un interruptor de flujo de aire garantiza que el flujo de aire sea adecuado en un conducto. Los interruptores de presión responden a la presión del fluido.

Interruptor de inclinación de mercurio

El interruptor de mercurio consiste en una gota de mercurio dentro de una ampolla de vidrio con dos o más contactos. Los dos contactos atraviesan el vidrio y se conectan mediante el mercurio cuando se inclina la ampolla para que este ruede sobre ellos.

Este tipo de interruptor ofrece un rendimiento muy superior al de los interruptores de bola basculantes, ya que la conexión de metal líquido no se ve afectada por la suciedad, los residuos ni la oxidación. Además, humedece los contactos, garantizando una conexión sin rebotes y con muy baja resistencia, y el movimiento y la vibración no producen un mal contacto. Estos interruptores son ideales para trabajos de precisión.

También puede utilizarse en situaciones donde la formación de arcos eléctricos sea peligrosa (como en presencia de vapores explosivos), ya que toda la unidad está sellada.

Interruptor de cuchilla

Un interruptor de desconexión de alta tensión utilizado en una subestación eléctrica. Estos interruptores se utilizan principalmente para aislar circuitos y, por lo general, no pueden interrumpir la corriente de carga. Existen interruptores de alta tensión para las tensiones de transmisión más elevadas, de hasta 1  millón de voltios. Este interruptor es de accionamiento simultáneo, de modo que las tres fases se interrumpen al mismo tiempo.

Los interruptores de cuchilla constan de una hoja metálica plana, articulada en un extremo, con una manija aislante para su operación y un contacto fijo. Cuando el interruptor está cerrado, la corriente fluye a través del pivote articulado y la hoja, y a través del contacto fijo. Estos interruptores generalmente no están encapsulados. La cuchilla y los contactos suelen estar fabricados de cobre , acero o latón , según la aplicación. Los contactos fijos pueden estar reforzados con un resorte. Varias cuchillas paralelas pueden accionarse simultáneamente con una sola manija. Las piezas pueden montarse sobre una base aislante con terminales para el cableado, o bien atornillarse directamente a un tablero de distribución aislado en un conjunto de mayor tamaño. Dado que los contactos eléctricos están expuestos, el interruptor se utiliza únicamente en lugares donde no existe riesgo de contacto accidental con el interruptor o donde la tensión es tan baja que no representa un peligro.

Los interruptores de cuchilla se fabrican en una amplia variedad de tamaños, desde interruptores miniatura hasta dispositivos de gran tamaño capaces de manejar miles de amperios. En la transmisión y distribución eléctrica, los interruptores de accionamiento múltiple se utilizan en circuitos de hasta los voltajes más altos.

Las desventajas del interruptor de cuchilla son la lenta velocidad de apertura y la proximidad del operario a las partes expuestas con tensión. Los interruptores de desconexión de seguridad con carcasa metálica se utilizan para el aislamiento de circuitos en la distribución eléctrica industrial. En ocasiones, se instalan cuchillas auxiliares con resorte que, durante la apertura, conducen momentáneamente la corriente completa y luego se separan rápidamente para extinguir el arco con rapidez.

Interruptor inversor

Un interruptor DPDT tiene seis conexiones, pero dado que la inversión de polaridad es un uso muy común de estos interruptores, algunas variantes están cableadas internamente específicamente para ello. Estos interruptores de cruce solo tienen cuatro terminales en lugar de seis: dos de entrada y dos de salida. Al conectarse a una batería u otra fuente de CC, el interruptor de cuatro vías selecciona entre polaridad normal o invertida. Estos interruptores también pueden utilizarse como interruptores intermedios en un sistema de conmutación múltiple para el control de lámparas mediante más de dos interruptores.

Interruptores deslizantes

Los interruptores deslizantes son interruptores mecánicos que utilizan un deslizador que se mueve (se desliza) desde la posición abierta (apagado) a la posición cerrada (encendido).

Interruptores electrónicos

El término interruptor se ha extendido a diversos dispositivos electrónicos de estado sólido que realizan una función de conmutación, pero que se controlan electrónicamente mediante dispositivos activos en lugar de hacerlo de forma puramente mecánica. Estos se clasifican en el artículo « Interruptor electrónico» . Los interruptores electromecánicos (como el relé tradicional , la matriz de conmutación electromecánica y el interruptor Strowger ) abarcan esta clasificación.

Otros interruptores

Véase también

Notas

  1. La abreviatura NC (por "Normalmente cerrado") también se utiliza para significar " No conectado " en el contexto de los pines de un conector o pieza.

Referencias

  1. "Interruptor" . The Free Dictionary . Farlex. 2008. Consultado el 27 de diciembre de 2008 .
  2. "Switch". The American Heritage Dictionary, College Edition . Houghton Mifflin. 1979. pág. 1301. 
  3. "¿Qué es un interruptor eléctrico?: Fundamentos de los interruptores" . OMRON Device & Module Solutions - Américas . Archivado del original el 4 de enero de 2026. Consultado el 25 de febrero de 2026 . 
  4. Interruptor de RF Archivado el 23/04/2011 en Wayback Machine Explicación de Herley  – General Microwave
  5. 1 2 3 "Manual de relés para ingenieros, 5.ª edición, capítulo 1.6 por RSIA (anteriormente NARM)" . Archivado del original el 5 de julio de 2017.
  6. Walker, PMB, Chambers Science and Technology Dictionary , Edimburgo, 1988, ISBN 1-85296-150-3
  7. Características del Technics E-33
  8. US 7686864 , Smirnov, Yu.; Skorokhod, V.; Chernyshov, S., "Método para la fabricación de un contacto compuesto de metal líquido", publicado el 30 de marzo de 2010 
  9. OMRON Corporation. "Hoja de datos de los relés de potencia de CC G9EC-1" . Cat. No. J188-E1-03.
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  11. Smirnov, Yu.; et al. (2002). "Cámara de vacío de alta corriente con contactos compuestos de metal líquido". Elektrotechnika (2): 25– 28. 
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  16. Gregory K. McMillan (ed.) Manual de instrumentos y controles para procesos industriales (5.ª edición) (McGraw Hill, 1999) ISBN 0-07-012582-1página 7.26
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