Geganti elektrik boleh dibahagikan kepada dua kategori iaitu Geganti Elektromekanikal dan Geganti Keadaan Pepejal.
Geganti Elektromekanikal
Geganti elektromekanikal ialah peranti yang bersifat elektromagnet dan menukarkan fluks magnet, yang dijana oleh kuasa input rendah DC atau isyarat AC di sekeliling geganti, kepada daya mekanikal yang digunakan untuk mengendalikan sesentuh elektrik dalam geganti. Geganti elektromekanikal yang paling biasa digunakan mempunyai litar; melilit di sekeliling teras besi penyerap; yang dikenali sebagai litar primer.
Teras besi mempunyai kedua-dua bahagian tetap yang dipanggil kuk, dan angker yang merupakan bahagian pegas boleh alih, yang menutup jurang udara antara angker boleh alih dan gegelung elektrik tetap, dengan itu melengkapkan litar medan magnet. Angker menutup sesentuh yang dipasang padanya dan boleh bergerak bebas di antara medan magnet yang dihasilkan kerana kedudukan pangsi atau berengselnya. Spring atau spring disambungkan di antara angker dan kuk untuk menjana lejang pemulangan untuk memulihkan penyambung ke kedudukan asalnya apabila gegelung geganti dinyahtenagakan atau dalam keadaan mati.
Pembinaan Geganti Elektromekanikal
Rajah yang diberikan di atas menunjukkan geganti mudah yang mempunyai dua set sesentuh pengalir elektrik. Geganti mungkin 'Biasanya Terbuka' atau 'Biasanya Tertutup'. Sepasang kenalan dicirikan sebagai Biasa Terbuka atau buat kenalan, dan satu pasangan dicirikan sebagai Biasa tertutup atau putus kenalan. Dalam kenalan Terbuka Biasa, kenalan terbuka apabila tiada kuasa input, ia ditutup hanya apabila terdapat arus medan, manakala dalam kenalan Tertutup Biasa, kenalan ditutup apabila tiada kuasa input, ia terbuka hanya apabila terdapat arus medan. Istilah ini digunakan secara lalai untuk litar dinyahtenaga yang berada dalam keadaan mati.
Sesentuh geganti adalah kepingan logam konduktif elektrik, apabila mereka bersentuhan antara satu sama lain mereka melengkapkan litar dan mengalirkan aliran arus melalui litar seperti suis. Dalam keadaan terbuka mereka mempunyai rintangan yang sangat tinggi dalam mega ohm dan bertindak sebagai litar terbuka, manakala dalam keadaan tertutup mereka bertindak sebagai suis tertutup, dan idealnya, mereka harus mempunyai rintangan sifar, tetapi sentiasa ada jumlah rintangan sentuhan tertentu. yang diistilahkan sebagai “ON resistance”.
Kenalan dan geganti baharu mempunyai rintangan ON yang sangat rendah kerana petuanya kemas dan baharu, tetapi lama kelamaan rintangan ini akan meningkat. Terdapat kesan melengkung yang diperhatikan dalam sesentuh yang dirujuk sebagai kerosakan pada hujung sesentuh jika ia tidak dilindungi dengan betul daripada beban kapasitif dan induktif yang tinggi. Memandangkan arus akan mengalir melalui sesentuh apabila ia disambungkan, dan kesan lengkungan jika tidak dikawal akan terus meningkat menjadikan rintangan menjadi besar yang akhirnya mengakibatkan sesentuh terkoyak dan tidak mengalir walaupun ia dalam keadaan tertutup.
Untuk mengurangkan kesan melengkung dan 'rintangan ON' yang tinggi dalam konduktor, dan meningkatkan jangka hayatnya, petua konduktor moden diperbuat daripada atau disalut dengan aloi perak yang berbeza. Sebahagian daripada mereka termasuk Ag (perak halus), AgCu (tembaga perak), AgCdO (perak kadmium oksida), AgW (perak tungsten), AgNi (perak nikel), Platinum, Emas, dan Perak Aloi dan AgPd (perak paladium).
Jangka hayat sesentuh geganti boleh dicapai dengan menggunakan teknik penapisan, yang dilakukan dengan menambah Rangkaian Kapasitor Perintang yang dikenali sebagai Litar Snubber selari dengan petua sesentuh geganti. Litar RC ini akan membuat litar pintas voltan tinggi, yang akhirnya akan menyekat sebarang kesan lengkungan.
Pengelasan geganti elektromekanikal berdasarkan jenis sesentuh
Oleh kerana NO dan NC menerangkan cara kenalan disambungkan, mereka juga boleh diklasifikasikan berdasarkan tindakan mereka. Ia boleh dibuat dengan menyambung satu atau lebih sesentuh suis yang juga dirujuk sebagai kutub, yang boleh disambungkan lagi dengan memberi tenaga kepada gegelung geganti yang menimbulkan empat jenis sesentuh berbeza yang diberikan sebagai:
| taip | Penerangan | Permohonan |
| Lontar Tunggal Kutub Tunggal (SPST) | Ia mempunyai satu tiang dan satu output. Ia akan ditutup sama ada atau terputus sepenuhnya, tiada di antaranya. | Mereka sesuai untuk menghidupkan dan mematikan suis. |
| Balingan Berganda Kutub Tunggal (SPDT) | Ia mempunyai satu input dan dua output yang berbeza. Ia boleh mengawal dua litar yang berbeza melalui satu input. | Ia digunakan dalam litar kawalan dan suis keluaran sistem PLC. |
| Lemparan Tunggal Kutub Berganda (DPST) | Ia mempunyai dua input dan dua output. Setiap terminalnya boleh sama ada dalam kedudukan mati (terbuka) atau dalam kedudukan hidup (tertutup) . | Ia digunakan sebagai termostat untuk mengawal beban pemanasan elektrik. |
| Balingan Berganda Kutub Berganda (DPDT) | Ia mempunyai dua input dan empat output. Setiap input sepadan dengan dua output. ia boleh mengawal dua litar berbeza pada satu masa. | Ia digunakan dalam pemilihan bekalan kuasa dan kawalan pencahayaan dll. |
Geganti Keadaan Pepejal
Geganti Keadaan Pepejal tidak mempunyai sebarang bahagian yang bergerak, tetapi ia menggunakan ciri optik dan elektrik semikonduktor keadaan pepejal untuk mencipta pengasingan dan melaksanakan fungsi pensuisan. Memandangkan ia tidak mempunyai bahagian yang bergerak tidak seperti geganti elektromekanikal, tidak ada haus dan lusuh komponen. Ia juga menyediakan pengasingan lengkap antara kenalan output dan input, mempunyai rintangan yang sangat tinggi pada keadaan terbuka dan sangat rendah pada keadaan konduktor. Fungsinya serupa dengan geganti elektromekanikal, kerana ia juga melakukan operasi pensuisan. Ia serasi dengan kebanyakan keluarga logik IC tanpa menggunakan penguat tambahan, pemacu atau litar penimbal, disebabkan keperluan kuasa kawalan input yang rendah. Walau bagaimanapun, ia memerlukan pemasangan yang sesuai pada sink haba untuk mengelakkan terlalu panas.
Geganti Keadaan Pepejal
Pada titik silang sifar bentuk gelombang sinusoidal AC, Geganti Keadaan Pepejal jenis AC bertukar 'HIDUP' dan ia menghalang arus masuk yang tinggi. Semasa menukar beban kapasitif dan induktif tinggi, litar RC Snubber digunakan untuk menghapuskan bunyi bising dan pancang sementara voltan. Memandangkan peranti pensuisan output ialah geganti semikonduktor keadaan pepejal, penurunan voltan pada output adalah sangat tinggi yang menyebabkan permintaan kulit haba untuk mengelakkan kepanasan lampau dan kerosakan litar.
Modul Antara Muka Input/Output
Modul antara muka Input/Output ialah reka bentuk khas geganti semikonduktor keadaan pepejal untuk menyambungkan mikropengawal, komputer dan PIC kepada suis dan beban dunia sebenar. Terdapat empat jenis asas modul I/O, output aras logik CMOS atau voltan Input AC/DC ke TTL, input logik CMOS kepada voltan Output AC atau DC dan TTL. Modul ini mengandungi semua litar mandatori untuk menyediakan pengasingan dan antara muka yang lengkap dalam satu peranti kecil. Ia boleh diakses sebagai modul keadaan pepejal yang berasingan, atau ia disepadukan ke dalam peranti 4, 8 atau 16 saluran.
Jadual perbandingan antara Geganti Semikonduktor Elektromekanikal dan Keadaan Pepejal
Geganti Elektromekanikal menggunakan sesentuh mekanikal untuk menukar dan mempunyai bahagian yang bergerak, manakala Geganti Semikonduktor Keadaan Pepejal menggunakan peranti semikonduktor untuk menukar dan tidak mempunyai sebarang bahagian yang bergerak.
| Geganti Elektromekanikal | Geganti Semikonduktor Keadaan Pepejal |
| Mereka menggunakan medan magnet, gegelung, spring, dan sesentuh mekanikal untuk melakukan pensuisan. | Mereka tidak menggunakan bahagian yang bergerak, sebaliknya menggunakan sifat optik dan elektrik bagi semikonduktor keadaan pepejal. |
| Oleh kerana bahagian yang bergerak, ia mengalami kerosakan pada komponen. | Mereka tidak mengalami haus dan lusuh komponen. |
| Mereka mempunyai kitaran hayat hubungan yang terhad dan menggunakan bilik yang besar. Juga, mereka mempunyai kelajuan pensuisan yang perlahan. | Tiada batasan ruang yang lebih besar dan kelajuan perlahan. |
| Voltan dengan input kecil boleh digunakan untuk mengawal voltan keluaran yang besar. | Voltan dengan input kecil boleh digunakan untuk mengawal voltan keluaran yang besar. |
| Mereka menjimatkan kos. | Mereka mahal. |
| Mereka boleh menukar beban voltan kecil dan isyarat frekuensi tinggi seperti isyarat audio dan video. | Mereka tidak boleh menukar isyarat beban frekuensi tinggi dan voltan kecil seperti isyarat video dan audio. |
| Mereka mempunyai aplikasi yang paling biasa dalam kereta dan peralatan elektronik domestik dll. | Mereka mempunyai aplikasi yang paling biasa dalam menukar beban AC seperti peredupan cahaya, kawalan kelajuan motor dll. |
Kesimpulan
Geganti elektrik ialah suis yang menghidupkan dan mematikan litar elektrik melalui isyarat elektrik luaran. Mereka boleh mengawal arus elektrik yang tinggi melalui isyarat kuasa rendah, juga dikelaskan sebagai transduser, kerana keupayaan mereka untuk menukar satu kuantiti fizikal kepada kuantiti yang lain. Geganti Elektromekanikal menggunakan medan magnet, gegelung, spring, dan sesentuh mekanikal untuk melakukan pensuisan. Oleh kerana bahagian yang bergerak, ia mengalami kerosakan pada komponen.
Mereka mempunyai kitaran hayat sentuhan terhad dan mengambil banyak ruang, juga mereka mempunyai kelajuan pensuisan yang perlahan manakala Geganti Semikonduktor Keadaan Pepejal tidak menggunakan bahagian bergerak sebaliknya menggunakan sifat elektrik dan optik semikonduktor keadaan pepejal. Mereka tidak mengalami haus dan lusuh komponen, tetapi mereka mahal.