אנשים משתמשים יותר ויותר במכשירי מתח גבוה בחיי היומיום, למשל, גנרטורים כמקור כוח, שנאים וכו'. לכן, לעתים קרובות יש צורך לשלוט ברמת זרימת הזרם במעגל. בשליטה זו טמונה מטרת הממסר.
תוֹכֶן
- סיווג ממסר ומטרה
- עיצוב ממסר
- יישום בייצור ובחיי היומיום
- יתרונות וחסרונות של מתגים
ממסר הוא מתג חשמלי שנועד לחבר ולנתק מעגל כאשר נוצרים תנאים מסוימים. מכשיר זה שייך לקטגוריית המכשירים המווסתים את פעולתם של עצמים מבוקרים כאשר מתקבל אות. הממסר מווסת מעגל חשמלי שנשלט. והמעגל שדרכו עובר האות הוא מעגל הבקרה.
סיווג ממסר ומטרה
קיים סיווג בסיסי של סוגי ממסרים, לפיו נהוג לחלק אותם לקטגוריות ולסוגים הבאים.
לפי מטרה, ניתן להבחין בין סוגי הממסרים הבאים:
- ממסר בקרה. הם משמשים במכשירי מתח נמוך כרכיבים מרכיבים, כמו גם כרכיבי בקרה עצמאיים;
- ממסר הגנה. נועד להגן על מכשירים עם מגעים תרמיים, למשל מנועים חשמליים, מאווררים;
- איתות. הם משמשים במכוניות, בתים, ארגונים, כדי להגן על השטח של המגזר הפרטי, בייצור וכו'.
לפי עקרון הפעולה, הם מחולקים ל:
- אלקטרומגנטי. הם מכשירים מורכבים יותר ומשמשים במערכות אוטומציה ובקרה;
- מגנטואלקטרי. הם פועלים רק אם קיים זרם ישר;
- מכשירי ממסר אינדוקציה עובדים על עיקרון האינטראקציה של שטפים מגנטיים עם זרמים מושרים;
- נתיכים תרמיים משמשים כנתיכים במנועים חשמליים להגנה מפני התחממות יתר;
- ממסרי מצב מוצק או מצב מוצק משמשים ביעילות במערכות בקרת טמפרטורה מדויקות.
הערך הנשלט יכול להיות:
- זרם, כלומר, עקרון הפעולה של מכשירים כאלה מבוסס על זרימת הזרם לאלמנט מבני מסוים, לרוב אבזור או סליל פועלים ככאלה;
- ממסר מתח. המכשיר פועל בהשפעת כוח מסוים שנוצר בסביבה מבוקרת;
- התקנים הפועלים תחת השפעת כל תדר על הפיתול;
- פועל בתנאים של מתח מסוים.
על פי שיטת ההשפעה על אלמנט הבקרה, הם נבדלים:
- מגע, כפי שהשם מרמז, ממסרים כאלה משתמשים במגעים היוצרים שדה כוח במגע זה עם זה;
- ממסרים ללא מגע, שבהם המעגל סגור ונפתח על ידי שינוי אחד מפרמטרי המעגל.
לפי התכנון, הם מחולקים ל:
- חשמלי - משמש להפעלה וכיבוי של המעגל במכשירים הדורשים עומס גדול;
- מתגי קנה - בעיצובם יש להם מתג קנים עם סליל, כלומר מחסנית ואקום קטנה שמתמלאת בגז;
- electrothermal, עקרון הפעולה של ממסרים כאלה מבוסס על התרחבות ליניארית של מתכות.
ישנם סוגים רבים אחרים המשמשים בתחומים מיוחדים מאוד. ניתן להביא כדוגמה ממסרי זמן, ממסרי מתח, ממסרי ביניים ואחרים.
עיצוב ממסר
התקני ממסר של מעגל פשוט מורכבים ממגנטים, אבזור ומגעים. סגירת מעגל במכשיר כזה מתרחשת על ידי אספקת זרם למגנט, אשר לאחר מכן סוגר את האבזור עם מגע. כלומר, סגירת המעגל היא תוצאה של סגירת האבזור. פתיחת המעגל מתרחשת בסדר הפוך. כאשר אספקת הזרם למגנט פוחתת, האבזור חוזר למצבו המקורי, כלומר הוא נפתח, ואז פותח את המעגל.
בנוסף לרכיבים המפורטים לעיל, ניתן לכלול נגדים בתכנון של מתגי ממסר. הם מספקים פעולה מדויקת ויציבה יותר של מכשירים, וגם פועלים כקבלים למניעת ניצוצות בחוט ונחשולי מתח פתאומיים.
באשר לממסרים מסוג אלקטרומגנטי, הם מכשירים מורכבים יותר הן בעקרון הפעולה והן בתכנון. הם מורכבים מהאלמנטים הבאים:
- אנשי קשר;
- עוגנים;
- קפיץ שטוח;
- פיתולים;
- הליבה;
- עוֹל;
- מִסגֶרֶת;
- עילה.
המכשיר נדלק כאשר זרם חשמלי מופעל על הפיתול. כאשר מגיעים לכמות הזרם הנדרשת ליצירת גל אלקטרומגנטי, הקפיץ מתחיל לנוע אל פני העול, בעוד שהקפיץ מתכופף מעט בהשפעת הגל המגנטי. פעולת האבזור מניעה את המגע, מה שמשפיע על המגע החיצוני. והוא בא במגע עם המוליך והמעגל סגור.
הפעולה היציבה של הממסר תלויה ישירות בכמות הזרם החשמלי המסופק למתפתל. אם זה לא מספיק, אז הגל המגנטי לא יכול להיווצר, ובלעדיו האבזור לא יכול לעבוד. לכן, גם עם הפחתה קלה באספקת הזרם, המכשיר מפסיק לעבוד ונכבה.
חלק מהמכשירים הללו מצוידים במספר זוגות של מגעים, המאפשרים ליצור ולשבור מספר מעגלים חשמליים בו זמנית.
יישום בייצור ובחיי היומיום
התקני מיתוג אלקטרומגנטיים הם הנפוצים ביותר. הם משמשים לעתים קרובות בתחום ייצור החשמל. הם מספקים הגנה לקווי מתח גבוה ושומרים על פעולת כשל של כל ההתקנים המחוברים.
רכיבי הבקרה של עיצוב הממסר מאפשרים עבודה עם מתחים גבוהים של עד כמה מאות אלפי וולט.
הפופולריות של ממסרים אלקטרומגנטיים נובעת מהדברים הבאים:
- לאלמנטים שהם חלק מהמבנה יש חיי שירות ארוכים;
- יש תגובה מיידית לסטיות של הפרמטרים של המכשירים המחוברים מהנורמה;
- יכול לתפקד בתנאים של שדות מגנטיים במתח גבוה ולא לכלול היווצרות של פוטנציאלים חשמליים זרים.
מתגים אלקטרומגנטיים משמשים לגיבוי קווי חשמל ולהסרת החלק הפגוע מהרשת. מכשירי ממסר, כלומר ההגנה שהם מספקים כיום, נחשבים ליעילים ביותר.
הם משמשים גם במערכות מסועים בקרת ייצור. מכיוון שבמערכות כאלה נוצרים לעתים קרובות פוטנציאלים טפיליים בעלי הספק גבוה, שעלולים לפגוע בקלות בממסרי מצב מוצק ובציוד אחר המחובר אליהם. מערכות מוליכים למחצה נכשלות עקב חשמל סטטי גבוה, שעלול לגרום לנזק. לכן, הם הוחלפו בממסרים אלקטרומגנטיים, והם ניטרליים לחשמל סטטי.
מכשירים מסוג מיתוג אלקטרומגנטי משמשים ביעילות במכשירים עם שלט רחוק ואפילו במחשבים כאלמנטים המבצעים פעולות לוגיות אלמנטריות. הודות לשימוש במתגים כאלה עלו המחשבים על האמינות של המחשבים שהופיעו מאוחר יותר.
ניתן להביא דוגמאות לשימוש בממסרים מהחיים. כל האנשים משתמשים במכשירי חשמל ביתיים, מקררים, מכונות כביסה, מכשירי טלוויזיה ומכשירים אחרים בפעילותם. עקרון הפעולה שלהם מבוסס על פעולתם של ממסרים אלקטרומגנטיים.
יתרונות וחסרונות של מתגים
השימוש הנרחב בממסרים אלקטרומגנטיים בתחומי פעילות שונים נובע מנוכחותם של מספר יתרונות על מוליכים למחצה ואחרים. בין היתרונות הם:
- היכולת לסגור ולפתוח מעגלים בהספק כולל שלא יעלה על 4 קילוואט, בנפח של לא יותר מ-10 סנטימטר מעוקב;
- התנגדות לתנאים של שינוי חד ברמת המתח ברשתות, שעלול להיווצר עקב פריקת ברק או בעת עבודה עם ציוד במתח גבוה;
- תכונת עיצוב המספקת בידוד חשמלי,
- היכולת לייצר כמות קטנה של חום במתח נמוך;
- הם הרבה יותר זולים מממסרי מצב מוצק.
בין החסרונות הם:
- מהירות עבודה נמוכה;
- קיומן של מגבלות לגבי המשאב, הן מכניות והן חשמליות;
- היווצרות הפרעות בגלי רדיו במהלך תהליכי מיתוג;
- נוכחות של בעיות חמורות במהלך סגירה ופתיחה של מתח גבוה ומעגלי DC אינדוקטיביים.
ממסרים אלקטרומגנטיים משמשים בבקרה של קווי ייצור, מסועים, באזורים עם פוטנציאל טפילי מוגבר, שבהם לא ניתן להשתמש באלמנטים מוליכים למחצה.
