开关

在电气工程中，开关是一种电气元件，可以断开或连接电路中的导电路径，中断电流或将电流从一个导体转移到另一个导体。 最常见的开关类型是一种机电设备，由一组或多组连接到外部电路的可移动电触点组成。 当一对触点接触时电流可以在它们之间通过，而当触点分开时则没有电流流过。

打开 es 有许多不同的配置； 它们可能具有由同一旋钮或致动器控制的多组触点，并且这些触点可以同时、顺序或交替操作。 开关可以手动操作，例如灯开关或键盘按钮，或者可以用作感测元件以感测机器部件的位置、液位、压力或温度，例如恒温器。 存在许多专用形式，如拨动开关、旋转开关、水银开关、按钮开关、换向开关、继电器和断路器。 一个常见的用途是控制照明，其中多个开关可以连接到一个电路中，以便方便地控制灯具。 大功率电路中的开关必须具有特殊结构，以防止在打开时产生破坏性电弧。

最常见的开关形式是手动操作的机电装置，带有一组或多组电触点，这些触点与外部电路相连。 每组触点都可以处于两种状态之一：闭合意味着触点接触并且电流可以在它们之间流动，或者打开意味着触点分离并且开关不导通。 驱动这两种状态（打开或关闭）之间转换的机制通常（还有其他类型的动作）是交替动作（翻转开关以连续打开或关闭）或瞬时（按下打开和释放关闭）类型 .

开关可以由人直接操纵作为系统的控制信号，例如计算机键盘按钮，或控制电路中的功率流，例如电灯开关。 自动操作的开关可用于控制机器的运动，例如，指示车库门已达到其完全打开位置或机床处于接收另一个工件的位置。 开关可以通过压力、温度、流量、电流、电压和力等过程变量进行操作，在过程中充当传感器并用于自动控制系统。 例如，恒温器是用于控制加热过程的温度操作开关。 由另一个电路操作的开关称为继电器。 大型开关可以通过电机驱动机构远程操作。 一些开关用于将电源与系统隔离，提供可见的隔离点，必要时可以挂锁，以防止在维护期间意外操作机器，或防止触电。

理想的开关在关闭时不会有电压降，并且对电压或电流额定值没有限制。 在状态变化期间，它将具有零上升时间和下降时间，并且会在不在开和关位置之间弹跳的情况下改变状态。

实用的开关达不到这个理想。 由于粗糙度和氧化膜，它们表现出接触电阻、它们可以处理的电流和电压的限制、有限的开关时间等。理想开关通常用于电路分析，因为它xxx简化了要求解的方程组 , 但这会导致不太准确的解决方案。 在大型交换机网络的设计中需要对非理想特性的影响进行理论处理，例如电话交换机中使用的网络。

在最简单的情况下，开关有两个导电件，通常是金属，称为触点，连接到外部电路，接触以完成（接通）电路，分开以打开（断开）电路。 选择触点材料是因为它具有耐腐蚀性，因为大多数金属会形成绝缘氧化物，从而阻止开关工作。 还根据导电性、硬度（耐磨性）、机械强度、低成本和低毒性来选择触点材料。 接触表面氧化层的形成，以及表面粗糙度和接触压力，决定了机械开关的接触电阻和润湿电流。 有时触点镀有贵金属，因为它们具有出色的导电性和耐腐蚀性。 它们可以设计成相互擦拭以清除任何污染物。 有时使用非金属导体，例如导电塑料。 为了防止绝缘氧化物的形成，可以为给定的开关设计指定最小润湿电流。