Kapcsolóelemek

Kapcsolóelemeknek nevezzük azokat az elektromos vagy elektronikus alkatrészeket, amelyek feladatuk szerint megváltoztatják egy áramkör állapotát: be- vagy kikapcsolják a vezetést, vagy az áram útját megváltoztatják. Ezek lehetnek mechanikus vagy félvezető elven működők, és lehetnek kézi vagy automatizált üzemmódban alkalmazva. Jelentős szerepük van az automatizálásban, az energiagazdálkodásban és a fogyasztói elektronikában.

Mechanikus kapcsolóelemek közé tartoznak például a kapcsolók, nyomógombok, kar- vagy billenőkapcsolók, amelyek érintkezői NO (normally open) és NC (normally closed) állapotban lehetnek. Az érintkezők anyaga gyakran ezüstötvözet (például AgNi, AgCdO) a kopás és ívcsökkentés érdekében. A mechanikus kapcsolók időbeli és mechanikai megterhelés alapján értékelik élettartamukat és zárlat-ellenállásukat.

Relék és kontaktorok olyan elektromos eszközök, amelyek kis vezérlőárammal nagy teljesítményű áramköröket kapcsolnak. A kapcsolást a tekercs áramával idézik elő, galvanikus elválasztás biztosításával a vezérlő és a terhelő áramkör között. Változatos érintkezőtípussal és kapcsolási sebességgel készülnek, és gyakran a gépészeti vagy automatizálási rendszerekben használják.

Szilárdtest kapcsolóelemek közé tartoznak a transzisztrorok, MOSFET-ek, IGBT-k és thyristorok, amelyek vezetést kapacitív vagy mágneses tér nélkül, gyors kapcsolást és hosszabb élettartamot kínálnak érintkezőkopás nélkül. Ezeket power electronics, DC- és AC-alkalmazásokban használják, gyakran hűtéssel együtt.

Fontos tervezési szempontok közé tartozik az érintkezési ellenállás, szigetelési képesség, áramsűrűség, kapcsolási idő és az ívcsökkentés érintkező anyag- és megoldásai. A vonatkozó szabványok között kiemelkedő az IEC 60947 a kisfeszültségű kapcsolóeszközökre vonatkozó előírásokkal.