Tipi di interruttori: interruttori meccanici ed elettronici - Guida completa

Cos'è un interruttore

L'interruttore è un componente fondamentale dell'ingegneria elettrica, responsabile dell'interruzione o del completamento di un circuito elettrico. Il suo scopo è quello di controllare il flusso di corrente tra due punti, rendendolo un componente critico in dispositivi elettronici sia di piccole che di grandi dimensioni. Dall'accensione di un semplice televisore al funzionamento di complessi macchinari industriali, gli interruttori sono parte integrante dei sistemi di controllo che utilizziamo ogni giorno.

Con il progredire della tecnologia, cresce anche la necessità di interruttori più sofisticati e con maggiori capacità. Indipendentemente dalla loro complessità, gli interruttori svolgono un ruolo essenziale nell'alimentazione e nel controllo di un'ampia gamma di dispositivi elettronici.

Interruttori piezoelettrici

Gli interruttori piezoelettrici, noti anche come interruttori piezoelettrici, sono un tipo di interruttore elettronico che utilizza l'effetto piezoelettrico per rilevare e generare segnali elettrici. L'effetto piezoelettrico si riferisce alla capacità di alcuni materiali di generare una carica elettrica in risposta a una sollecitazione meccanica o a una pressione.

In un interruttore piezoelettrico, un materiale piezoelettrico, come il quarzo o alcune ceramiche, è inserito tra due piastre metalliche. Quando una forza meccanica o una pressione viene applicata all'interruttore, il materiale piezoelettrico si deforma, generando una carica elettrica. Questa carica viene rilevata e utilizzata per attivare l'azione di commutazione.

Gli interruttori piezoelettrici offrono diversi vantaggi rispetto agli interruttori meccanici tradizionali. Sono dispositivi a stato solido senza parti in movimento, il che li rende più durevoli e resistenti all'usura. Sono inoltre immuni al rimbalzo dei contatti, un problema comune agli interruttori meccanici che può causare la generazione di più segnali da una singola pressione. Gli interruttori piezoelettrici possono funzionare in ambienti difficili, poiché sono resistenti alla polvere, all'umidità e alle sostanze chimiche.

Questi interruttori sono comunemente utilizzati in varie applicazioni in cui sono importanti l'affidabilità, la lunga durata e la resistenza ai fattori ambientali.

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Interruttori capacitivi

Gli interruttori capacitivi, noti anche come interruttori tattili o interruttori sensibili al tocco, sono dispositivi elettronici che rilevano il tocco o la prossimità utilizzando i principi della capacità. Sono comunemente utilizzati come ingressi alternativi agli interruttori meccanici in vari dispositivi elettronici e interfacce sensibili al tocco.

A differenza degli interruttori meccanici tradizionali, che si basano sul contatto fisico per completare o interrompere un circuito, gli interruttori capacitivi funzionano misurando le variazioni di capacità.

La capacità si riferisce alla capacità di un oggetto o di un materiale di immagazzinare una carica elettrica. Quando un oggetto conduttivo, come un dito, si avvicina a un interruttore capacitivo, altera la capacità dell'area di rilevamento dell'interruttore.

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Interruttori a pulsante

Questo tipo di interruttore funziona premendo il pulsante per interrompere o chiudere il circuito a seconda della sua direzione. In genere, è possibile utilizzare un singolo pulsante per un semplice meccanismo di azionamento in-out.

Sono presenti in diverse apparecchiature, tra cui utensili elettrici e distributori automatici, come ad esempio emergenza pulsanti o interruttori antivandalo.

Interruttori a levetta

Gli interruttori a levetta consentono di agire attraverso una maniglia o una leva. Nella maggior parte dei casi hanno solo opzioni di accensione e spegnimento. In genere, la funzione on (circuito chiuso) si ha quando la leva è in posizione abbassata.

Ma non ci sono restrizioni e può essere anche il contrario. Può essere utilizzato sia per apparecchi ad alta che a bassa tensione. È presente soprattutto per luci, ventilatori e altri elettrodomestici.

Interruttori rotanti

Come suggerisce il nome, gli interruttori rotanti utilizzano la rotazione per controllare il flusso di corrente. Vengono utilizzati principalmente per semplificare la procedura per gli utenti, consentendo loro di azionare molti circuiti con un unico interruttore.

Le automobili sono tipicamente dotate di interruttori rotanti per i livelli dell'aria condizionata, mentre gli elettrodomestici, come i dimmer e i ventilatori, ne sono dotati.

Interruttori a scorrimento

Come si evince dal nome, un interruttore a scorrimento è un tipo di interruttore che utilizza un movimento di scorrimento per spostare un circuito da una posizione aperta a una chiusa e viceversa.

Questi interruttori sono ampiamente utilizzati anche nell'elettronica di consumo, nelle periferiche per computer e negli elettrodomestici. Sono utilizzati anche per controlli complessi, come il controllo della direzione di un motore o della posizione di una valvola.

Interruttori a bilanciere

Conosciuti anche come interruttori ad altalena, il meccanismo oscilla tra due o più posizioni. Tuttavia, in genere le posizioni indicate sull'interruttore sono solo due.

Per una persona comune possono sembrare simili a un interruttore a levetta, ma questo interruttore si inclina semplicemente avanti e indietro da un punto centrale. Sono utilizzati negli alimentatori, negli elettrodomestici e persino nei macchinari industriali.

Transistor

I transistor sono simili ai normali interruttori, in quanto permettono il passaggio della corrente o la bloccano. Un transistor viene spesso inserito in un circuito con un carico, come una lampadina o un motore. La base del transistor può condurre la corrente dal collettore all'emettitore quando viene applicata una tensione, accendendo l'interruttore e consentendo il passaggio della corrente attraverso il carico. Il transistor si "spegne", interrompendo la corrente al carico, quando la tensione alla base viene eliminata o ridotta a un livello specifico. Alcuni tipi fondamentali di interruttori a transistor sono i seguenti:

1. Transistor a giunzione bipolare (BJT) - È un semiconduttore a tre terminali utilizzato come interruttore nella maggior parte dei dispositivi.
2. Transistor a effetto di campo (FET) - È un semiconduttore attivo a tre terminali utilizzato soprattutto nell'elettronica di potenza.

Tiristori

I tiristori possono funzionare solo in due modalità: on e off. Sono progettati per l'uso ad alta tensione, il che li rende utili nelle applicazioni di controllo della potenza, come i controlli di velocità e i flash delle macchine fotografiche. Una volta che un segnale entra nel gate del tiristore per l'attivazione, questo rimane attivato finché non si verifica un'inversione di corrente o un calo di tensione. Alcuni tipi fondamentali di interruttori a tiristori sono i seguenti:

1. Raddrizzatore controllato al silicio (SCR) - È un semiconduttore a quattro strati utilizzato nelle apparecchiature che richiedono una commutazione ad alta velocità.
2. TRIAC - Triodo per corrente alternata è un interruttore elettronico a tre terminali in grado di controllare la corrente in entrambe le direzioni.

Relè a stato solido (SSR)

I relè statici possono essere utilizzati per controllare sia la corrente alternata che quella continua. Sono dotati di sensori che rispondono al segnale di controllo e commutano l'alimentazione di conseguenza. Offrono soprattutto un funzionamento pulito e senza rimbalzi. I relè statici sono ampiamente utilizzati in una serie di applicazioni che richiedono un controllo preciso della commutazione di potenza.