Interruptor
Los interruptores de láminas, a pesar de que son pequeños, juegan un papel importante en la tecnología actual.Estos dispositivos usan imanes para trabajar y se pueden encontrar en muchas cosas, desde electrodomésticos hasta herramientas médicas avanzadas.Desde que se inventaron en 1936, los interruptores de caña se han hecho conocidos por ser muy confiables y eficientes.Este artículo explica cómo funcionan los cambios de caña, de qué están hechos y las diferentes formas en que se usan.También habla sobre sus beneficios y los compara con los sensores de efecto Hall.
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Figura 1: interruptor de láminas
¿Qué es un interruptor de caña?
Un interruptor de láminas es un dispositivo electromecánico que funciona con campos magnéticos.Inventado en 1936 por W.B.Ellwood en Bell Telephone Laboratories, consta de dos cuchillas ferromagnéticas en una cápsula de vidrio sellado para una operación confiable en diversas condiciones.
Un interruptor de láminas tiene dos cuchillas magnéticas (juncas) dentro de un tubo de vidrio apretado.Los cables salen de ambos extremos del interruptor.Las cañas se mantienen separadas por un espacio pequeño y están rodeadas por un gas que no reacciona, generalmente nitrógeno.Esta configuración ayuda a evitar el óxido y reducir las chispas.Las puntas de las cañas están hechas de materiales duros como tungsteno, rodio o mercurio.Estos materiales ayudan a las cañas a durar más y a funcionar mejor, especialmente al evitar que se desgastaran y se oxiden.El tubo de vidrio se llena con el gas inerte para evitar la oxidación y para reducir el riesgo de chispas, lo cual es muy importante en entornos peligrosos donde las chispas podrían causar incendios.
Los interruptores de láminas manejan una amplia gama de voltajes, corrientes y frecuencias, que ofrecen un excelente aislamiento eléctrico y muy baja resistencia cuando se cerra.No consumen energía cuando están abiertos, mejorando la eficiencia.Su construcción sellada y su operación simple aseguran una alta confiabilidad y longevidad, capaces de miles de millones de ciclos de conmutación.Se utilizan en dispositivos domésticos como lavadoras y sistemas de seguridad, así como instrumentos médicos como PillCam, que demuestran su versatilidad e importancia en la tecnología moderna.
¿Cómo funciona un interruptor de caña?
Figura 2: Reed Blade entra en contacto en presencia de campo magnético
Un interruptor de láminas funciona utilizando un mecanismo simple pero efectivo con imanes.Tiene dos palas de metal dentro de una cápsula de vidrio sellada.Estas cuchillas son las partes principales del interruptor y se colocan muy cerca entre sí.
Cuando un imán se acerca a un interruptor de caña, las palas de metal dentro del interruptor también se convierten en imanes y se mueven entre sí.Este tirón magnético cierra el espacio entre los contactos que generalmente están abiertos, lo que permite que la electricidad fluya a través del interruptor.De esta manera, el interruptor puede completar de manera confiable un circuito eléctrico en muchos dispositivos diferentes.En algunos interruptores de láminas, también hay un contacto normalmente cerrado (NC).Cuando se acerca un imán, este contacto se abre, interrumpiendo el flujo eléctrico.
Los materiales utilizados para los contactos, como el tungsteno, el rodio o incluso el mercurio, se eligen por su conductividad y durabilidad.Todo el ensamblaje está encerrado en una envoltura de vidrio, que se llena con un gas inerte como el nitrógeno.Este gas está a una presión inferior a la presión atmosférica, creando un entorno controlado dentro del interruptor.El sello de vidrio evita que los factores externos como la humedad y el polvo afecten el interruptor.También evita que los contactos se corroen y reduzcan el riesgo de chispas, que pueden ocurrir cuando los contactos se abren o cierran.
Partes de interruptor de láminas
Figura 3: Partes de interruptor de láminas
Un interruptor de láminas es un interruptor eléctrico simple que funciona cuando se aplica un campo magnético.Tiene dos tiras de metal principales (juncas) dentro de un tubo de vidrio.Aquí hay una mirada más cercana a cada parte de un interruptor de caña y lo que hacen:
Collor de láminas Las cuchillas de láminas son tiras de metal delgadas que son las partes principales del interruptor de láminas.Están hechos de metales que reaccionan a los imanes, como las mezclas de hierro o níquel-hierro.Las cañas están muy cerca unas de otras, pero no tocan.Cuando un imán está cerca, las cañas se mueven entre sí, tocan y cierran el circuito eléctrico.
Cápsula de vidrio La cápsula de vidrio es un tubo sellado que sostiene las cañas.Mantiene las cañas a salvo del polvo, la humedad y el óxido, asegurando que funcionen bien.El vidrio también evita problemas eléctricos, como cortocircuitos, manteniendo el interruptor funcionando correctamente en diferentes configuraciones.
Chapado en contacto Los puntos de contacto son los extremos de las cañas que se tocan cuando el interruptor se activa mediante un campo magnético.Estos puntos a menudo tienen un recubrimiento de rodio u oro para reducir la resistencia y evitar el óxido, asegurando una conexión eléctrica confiable y de baja resistencia.
Brecha de contacto El espacio de contacto es el pequeño espacio entre las cañas cuando no hay campo magnético presente.Esta brecha asegura que el circuito permanezca abierto hasta que un campo magnético hace que las cañas se toquen y cierren el circuito.
Gas inerte La cápsula de vidrio se llena con un gas inerte, generalmente nitrógeno, para evitar el óxido y reducir el riesgo de chispas cuando las cañas se tocan.Este entorno controlado dentro de la cápsula asegura que el interruptor funcione bien durante mucho tiempo.
Aplicaciones de interruptor de láminas
Aplicaciones cotidianas
Figura 4: Aplicaciones de interruptor de láminas en el uso diario
Los interruptores de láminas se utilizan en muchos dispositivos cotidianos, como automóviles y lavadoras.En alarmas antirrobo, ayudan a mantener las casas seguras.Un sistema de alarma antirrobo típico utiliza un interruptor de caña para detectar cuándo se abren ventanas o puertas.Así es como funciona: se coloca un pequeño imán en la parte móvil de la ventana o la puerta, mientras que el interruptor de láminas está instalado en el marco.Cuando la ventana o la puerta está cerrada, el imán está cerca del interruptor de láminas, manteniendo el interruptor cerrado.
Cuando se abre la ventana o la puerta, el imán se aleja del interruptor de láminas.Este movimiento rompe el campo magnético que mantuvo el interruptor de láminas cerrado.Como resultado, las palas de metal dentro del interruptor de láminas se separan, rompiendo el circuito eléctrico.El sistema de alarma detecta esta ruptura en el circuito, que luego desencadena la alarma, alertando al propietario o el servicio de seguridad a un posible robo.
La simplicidad y la fiabilidad de los interruptores de láminas los hacen perfectos para este uso.No necesitan una fuente de alimentación constante para mantenerse cerrado, lo que significa que pueden trabajar bien con poca energía.Su diseño sellado los mantiene a salvo del polvo, la humedad y otras cosas que podrían afectar la forma en que funcionan.
En los automóviles, los interruptores de láminas se utilizan en varios sistemas para mejorar la funcionalidad y la seguridad.Por ejemplo, a menudo se usan en los indicadores de Ajar de puerta.Cuando la puerta de un automóvil está cerrada, el imán cerca del interruptor de láminas mantiene el interruptor cerrado.Si se abre la puerta, el imán se aleja, lo que hace que el interruptor de caña se abra y active la luz de la puerta en el tablero.Este simple mecanismo ayuda a los conductores a mantenerse al tanto de las puertas abiertas, evitando posibles accidentes.
En las lavadoras, los interruptores de láminas se utilizan para detectar la posición de la tapa o la puerta.Cuando la tapa o la puerta están cerradas, el imán mantiene el interruptor de láminas cerrado, lo que permite que la lavadora funcione.Si la tapa o la puerta se abre durante la operación, el imán se aleja, lo que hace que el interruptor de lancha se abra e inmediatamente detenga la máquina.Esta característica de seguridad evita lesiones y derrames al garantizar que la lavadora solo funcione cuando está cerrada de forma segura.
Los interruptores de láminas también se usan en sensores de velocidad de bicicleta.En este caso, un imán está unido a uno de los radios de la rueda, y se monta un interruptor de láminas en la horquilla.Cada vez que el imán pasa por el interruptor de láminas, se cierra por un momento, enviando una señal al velocímetro de la bicicleta.Esta configuración proporciona una forma simple y efectiva de medir la velocidad de la bicicleta sin la necesidad de electrónica compleja.
Usos médicos
Figura 5: Usos médicos de los interruptores de láminas en la Pillcam
Los interruptores de láminas se utilizan en muchos dispositivos médicos.Uno de los mejores ejemplos es la Pillcam, una pequeña cámara que se puede tragar.La PillCam permite a los médicos mirar dentro del sistema digestivo sin necesidad de cirugía.El interruptor de láminas es una parte importante de cómo funciona la Pillcam.
Cuando un paciente se traga la píldora, viaja a través del sistema digestivo para tomar fotos.Para ahorrar la duración de la batería, el dispositivo se mantiene hasta que alcanza el lugar correcto en el cuerpo.Aquí es donde ayuda el interruptor de láminas.Usando un imán externo, el médico puede encender la píldora en el momento correcto.Esta activación tardía ayuda a garantizar que la batería, que es pequeña debido al tamaño del dispositivo, dura lo suficiente como para terminar el examen.
La sensibilidad del Switch Reed es muy útil en esta situación.Puede detectar el campo magnético desde el imán externo incluso a través de los tejidos del cuerpo.Esta capacidad asegura que la pillcam se pueda activar de manera precisa y confiable sin contacto directo o desencadenantes complejos.La resistencia del campo magnético y la sensibilidad del interruptor de lanza deben ajustarse finamente para asegurarse de que la activación ocurra correctamente y solo en el momento adecuado.El pequeño tamaño del interruptor de láminas es perfecto para la píldora, que debe ser lo suficientemente pequeña como para tragarse fácilmente.El tamaño compacto del interruptor de láminas le permite ser parte de la píldora sin hacerlo voluminoso o pesado.Este diseño asegura que el dispositivo sea fácil de tragar y puede moverse a través del tracto digestivo sin causar molestias o bloqueos.
Ventajas de los interruptores de láminas
Los interruptores de láminas ofrecen muchos beneficios que los hacen mejores que otros tipos de sensores, como los sensores de efecto Hall.
Excelente protección eléctrica: las partes de un interruptor de láminas están bien protegidas del entorno exterior y entre sí.Esto evita que pasen corrientes eléctricas no deseadas, asegurándose de que el dispositivo funcione de manera segura y confiable.Esto es muy útil en situaciones donde el control eléctrico preciso es muy importante.
Baja resistencia eléctrica: cuando se cierran los contactos del interruptor, crean una ruta directa de baja resistencia para que la corriente fluya.Esto significa que hay muy poca pérdida de potencia y mayor eficiencia, lo cual es muy útil en situaciones en las que se necesitan ahorro de energía y alta eficiencia.
Flexibilidad en el manejo de diferentes condiciones: los interruptores de láminas pueden manejar una amplia gama de voltajes, cargas y frecuencias.A diferencia de algunos sensores que necesitan condiciones específicas para trabajar, los interruptores de láminas pueden funcionar en muchas situaciones eléctricas.Esta flexibilidad los hace buenos para muchos usos, desde señalización de baja potencia en dispositivos electrónicos hasta controles de alta potencia en máquinas industriales.
Alta confiabilidad: los interruptores de láminas se hacen funcionar durante miles de millones de ciclos sin descomponer.La forma en que funciona el interruptor de caña, con el movimiento físico de sus partes, está diseñada para manejar el uso repetido sin desgastar.Esta durabilidad garantiza la confiabilidad a largo plazo y reduce la necesidad de mantenimiento o reemplazo frecuente.Esto es muy útil en situaciones en las que el tiempo de inactividad es costoso o inaceptable.
Construcción sellada para seguridad y durabilidad: los contactos están encerrados en una carcasa de vidrio llena de un gas inerte como el nitrógeno, lo que los protege del óxido y el desgaste.Este sellado hermético mantiene fuera el polvo, la humedad y otros contaminantes que podrían afectar la operación del interruptor.Como resultado, los interruptores de láminas se pueden usar en entornos duros o explosivos donde los interruptores regulares pueden fallar debido a la exposición a elementos dañinos o donde una chispa podría causar un incendio.
Comparación del interruptor de láminas con sensores de efecto Hall
Figura 6: Comparación del interruptor de láminas con sensores de efecto Hall
Los sensores de efectos de la sala y los interruptores de láminas tienen diferentes fuerzas y son buenos para diferentes usos.Aquí hay una comparación simple de sus puntos principales.
Los interruptores de láminas proporcionan un mejor aislamiento eléctrico porque son mecánicos y separan físicamente sus contactos cuando están abiertos.Esto reduce el riesgo de ruido eléctrico e interferencia, lo que mejora los interruptores de láminas para situaciones donde estos problemas importan.
Los interruptores de láminas tienen una menor resistencia eléctrica cuando están cerrados, generalmente tan bajo como 0.05 ohmios.Esto reduce la pérdida de energía y el calor en los circuitos.Los sensores de efectos de la sala tienen una mayor resistencia, que puede ser cientos de ohmios.Esta mayor resistencia puede conducir a un mayor uso de energía y problemas de calentamiento, especialmente en situaciones de alta corriente.
Los sensores de efectos de la sala necesitan circuitos más complicados para trabajar.Necesitan una fuente de alimentación estable y piezas adicionales como amplificadores y reguladores de voltaje para producir una señal de salida útil.Esto hace que el diseño y el costo de los sistemas utilizan los sensores de efectos de la sala sean más complejos.Los interruptores de láminas son mucho más simples y solo necesitan dos cables para conectarse y trabajar, actuando como un interruptor directo en un circuito sin necesidad de alimentación externa o circuitos de soporte complejos.
Los sensores de efectos de la sala son muy sensibles y responden rápidamente debido a su naturaleza de estado sólido, lo que los hace perfectos para los usos que necesitan una detección de campo magnético preciso y rápido.Los interruptores de láminas, aunque un poco más lentos, responden lo suficientemente rápido para muchos usos prácticos y pueden funcionar bien en muchos entornos diferentes, incluidos lugares donde puede haber explosiones y entornos industriales duros.
Características del interruptor de láminas: confiabilidad y larga vida
Los interruptores de láminas son conocidos por ser muy confiables y durar mucho tiempo.La forma en que se mueven mecánicamente no desgastan los materiales utilizados en ellos, lo que se suma enormemente a su durabilidad.Esto significa que las piezas dentro de un interruptor de láminas no sufren el mismo daño que puede hacer que otros interruptores mecánicos fallaran.La razón principal de esto es el movimiento físico mínimo involucrado cuando funciona el interruptor.Las cuchillas de láminas simplemente se mueven hacia o lejos unas de otras sin mucha fricción o tensión mecánica, asegurando que duren mucho tiempo.
El diseño de interruptores de láminas incluye contactos sellados dentro de una carcasa de vidrio.Este sellado es muy importante porque mantiene los contactos alejados del entorno exterior, evitando que la corrosión atmosférica y la suciedad entren y afecten el rendimiento.Esto hace que los interruptores de láminas sean especialmente buenos para su uso en lugares donde el interior de la carcasa de vidrio mantiene un entorno interno estable que protege los contactos del óxido y otros tipos de daño químico.
La larga vida útil de un interruptor de láminas también se ve afectada por la carga eléctrica que maneja.Los interruptores de láminas pueden administrar una amplia gama de cargas eléctricas, desde corrientes y voltajes muy bajos hasta bastante altos.Cuando se usa dentro de sus límites especificados, los interruptores de láminas pueden realizar miles de millones de ciclos de conmutación sin fallar.Esto se debe a que las superficies de contacto están hechas para resistir el arco eléctrico y las picaduras, que son razones comunes por las que otros interruptores fallan.Los materiales utilizados para los contactos, como el tungsteno o el rodio, se eligen por su resistencia y resistencia al desgaste.
• Los interruptores de láminas pueden manejar cargas eléctricas bajas y altas
• Pueden realizar miles de millones de ciclos de conmutación si se usan dentro de los límites recomendados
• Los contactos están hechos de materiales fuertes como tungsteno o rodio para resistir el desgaste y evitar la falla
• Las superficies de contacto están diseñadas para resistir el daño de las chispas eléctricas, ayudándoles a durar más
Al elegir interruptores de láminas
Figura 7: Varios tipos de interruptores de láminas
Al elegir los interruptores de láminas, encontrará muchos diseños y configuraciones disponibles.Estos diferentes tipos están hechos para usos específicos, asegurando que cada tipo satisfaga las diversas necesidades.Los interruptores de láminas simples son piezas básicas que no necesitan una fuente de alimentación constante para funcionar.Esto los convierte en ahorro de energía y útiles para muchos propósitos.
Algunos tipos especializados, como los interruptores de efecto Hall, están diseñados para tareas de detección continua, como sensores de proximidad o detectores de velocidad.A diferencia de los interruptores de láminas simples, estos necesitan circuitos adicionales y un flujo constante de corriente eléctrica para funcionar.Esto los hace más complejos pero adecuados para trabajos que requieren monitoreo continuo y respuestas rápidas.
Tipos de interruptores de láminas populares
Switches Arduino Reed: Se usa en módulos, contadores, velocímetros y relés.Estas son partes versátiles que funcionan bien con los microcontroladores Arduino para varios proyectos de bricolaje y creación de prototipos.
Interruptores de láminas impermeables: Hecho para trabajar de manera confiable en entornos húmedos o húmedos, haciéndolos buenos para aplicaciones al aire libre y equipos marinos.
Interruptores de lancha eléctrica: Utilizado en circuitos que necesitan voltaje de bajo a medio y conmutación de corriente.
Interruptores de láminas NC (normalmente cerrados): Manténgase cerrado hasta que se aplique un campo magnético, momento en el que abren el circuito.
Interruptores magnéticos: Sensible a los campos magnéticos y se usa en aplicaciones donde la detección precisa del campo magnético es muy útil.
Interruptores de láminas de plástico: Encerrado en carcasas de plástico, proporcionando protección adicional contra factores ambientales y daños mecánicos.
Interruptores de lancha de alta corriente: Construido para manejar corrientes más grandes, haciéndolas buenos para aplicaciones industriales donde se necesita un mayor cambio de alimentación.
Interruptores de láminas encapsuladas: Sellado dentro de un recinto para protegerlos de condiciones ambientales duras y daños físicos.
Interruptores de láminas cilíndricas: Con forma de fácil integración en carcasas tubulares, a menudo utilizadas en sistemas de seguridad y sensores de posición.
Interruptores de lancha biestable: Manténgase en su último estado (abierto o cerrado) hasta que se aplique un campo magnético de polaridad opuesta, lo que los hace útiles en aplicaciones que necesitan retención estatal estable sin energía continua.
Interruptores de láminas: Similar a los interruptores biestables, permanecen en su estado conmutado después de que se retira el imán hasta que se aplica un campo magnético inverso.
Switches de caña de cambio: Tener múltiples contactos y puede cambiar entre diferentes circuitos, haciéndolos útiles en operaciones de conmutación compleja.
Interruptores de hamburguesas de Hamlin: Conocido por su fiabilidad y se usa en diversas aplicaciones industriales y automotrices.
Sensores de efecto de pasillo: No técnicamente los interruptores de caña, pero a menudo se incluyen en discusiones similares.Detectan la presencia de un campo magnético a través del efecto del pasillo y necesitan potencia continua y circuitos adicionales.
Mini interruptores de caña: Pequeño y diseñado para aplicaciones con espacio limitado, como dispositivos médicos y electrónica compacta.
Switches Micro Reed: Incluso más pequeños que los interruptores de mini cervezas, utilizados en aplicaciones electrónicas muy compactas.
Cada tipo de interruptor de láminas ofrece beneficios únicos adaptados a las necesidades específicas, ya sea para aplicaciones industriales, automotrices, electrónicas de consumo o de detección especializada.Comprender las diferencias entre estos tipos puede ayudarlo a elegir el interruptor de caña adecuado para su uso específico, asegurando un buen rendimiento y confiabilidad.
Conclusión
Los interruptores de láminas son sorprendentes porque son simples, confiables y pueden usarse de muchas maneras.Se encuentran en artículos cotidianos, ayudan a mantener a las personas seguras en dispositivos médicos y trabajan bien en trabajos industriales difíciles.Al aprender cómo funcionan, de qué están hechos y por qué son útiles, podemos ver por qué los interruptores de caña a menudo se eligen sobre otras opciones como los sensores de efecto Hall.Pueden manejar muchas tareas diferentes, durar mucho tiempo y trabajar de manera eficiente, haciéndolas imprescindibles en la tecnología actual.A medida que continuamos desarrollando nuevos dispositivos y herramientas, Reed Switches seguirá asegurándose de que todo funcione sin problemas y de manera segura.
Preguntas frecuentes [Preguntas frecuentes]
1. ¿Para qué se usa un interruptor de láminas?
Se usa un interruptor de láminas en muchas cosas.Ayuda a los sistemas de seguridad a detectar si las puertas o las ventanas están abiertas.Se usa en electrodomésticos como lavadoras para verificar si la tapa está cerrada.En dispositivos médicos como PillCam, ayuda a controlar cuándo se enciende el dispositivo.Los interruptores de láminas también se usan en automóviles para sensores de puerta y en bicicletas para medir la velocidad.
2. ¿Cómo funciona un interruptor de flujo de caña?
Un interruptor de flujo de láminas funciona detectando si el fluido se mueve.Tiene un interruptor de láminas y un flotador magnético.Cuando el fluido se mueve a través de la tubería, el flotador se mueve y acerca el imán al interruptor de láminas.Este campo magnético hace que las cañas dentro del interruptor se reúnan, cierran el circuito y muestren que el fluido fluye.
3. ¿Es un interruptor de láminas un relé?
Un interruptor de láminas no es un relé.Ambos pueden controlar los circuitos, pero un interruptor de láminas usa imanes para abrir o cerrar un circuito.Un relé es un interruptor operado por electricidad que utiliza un electroimán para mover el interruptor.
4. ¿Cómo se activa un interruptor de láminas?
Activa un interruptor de láminas acercando un imán.El imán hace que las cañas dentro del interruptor se muevan entre sí, cerrando el espacio y completando el circuito.Cuando te quitas el imán, las cañas se separan, abriendo el circuito.
5. ¿Cómo se verifica si funciona un interruptor de láminas?
Para verificar si un interruptor de láminas está funcionando, use un multímetro para medir la continuidad.Coloque los cables del multímetro en los cables del interruptor de láminas.Cuando trae un imán cerca del interruptor, el multímetro debe mostrar un circuito cerrado (continuidad).Cuando aleja el imán, el multímetro debe mostrar un circuito abierto (sin continuidad).Esto muestra que el interruptor de láminas funciona correctamente.