كل ما تحتاج لمعرفته حول المفاتيح الكهربائية

جدول المحتويات
1.المقدمة
2. مقدمة وأنواع التبديل الشائعة
3. أحدث التطورات التكنولوجية
4. حجم السوق
5. توصيات الاختيار
6. ملخص

المُقدّمة

نحن نستخدم عددًا لا يحصى من المفاتيح كل يوم تقريبًا، بما في ذلك عندما تريد استخدام سيارة أو غسالة أو مصباح كهربائي أو حتى تشغيل شاشة هاتفك المحمول. تعد المفاتيح بلا شك أحد المكونات الكهربائية الأكثر شيوعًا التي نواجهها في حياتنا اليومية. هي أجهزة تستخدم لتوصيل أو فصل الدوائر تلقائيًا أو يدويًا، أو مقاطعة تدفق التيار، أو تغيير اتجاه التيار في الدائرة، وبالتالي التحكم في تشغيل وإيقاف المعدات الكهربائية، أو اختيار البرامج، أو التحكم في نقل الطاقة.

سوف تستكشف هذه المقالة كيفية عمل المفاتيح، والأنواع الشائعة، ومعايير شهادات السلامة ذات الصلة، وأحدث التطورات التكنولوجية في هذا المجال.

مقدمة وأنواع سويث المشتركة

تستخدم جميع الأنظمة الكهربائية والإلكترونية تقريبًا مفتاحًا واحدًا على الأقل للتحكم في عمليات "التشغيل" و"إيقاف التشغيل" الخاصة بالجهاز. ببساطة، يتحكم المفتاح في الدائرة عن طريق تنشيط أو إلغاء تنشيط كل أو بعض الأجزاء أو العمليات المتصلة بها.

تخدم المفاتيح في المقام الأول وظيفتين: فتح أو إغلاق الدوائر والتحكم في نقل الطاقة، وعادةً ما تحتوي على جهة اتصال واحدة أو أكثر. تشير الحالة "المغلقة" لجهة الاتصال إلى الموصلية، مما يسمح بتدفق التيار، في حين تشير الحالة "المفتوحة" للمفتاح إلى عدم الموصلية، مما يشكل دائرة مفتوحة ويمنع تدفق التيار.

على الرغم من أن هذه الوظيفة قد تبدو بسيطة، إلا أنها أنتجت إصدارات لا حصر لها لسيناريوهات التطبيقات المختلفة. سنقدم أدناه الأنواع الأكثر شيوعًا من المفاتيح وسنشرح بإيجاز مبادئها.

تبديل المفاتيح ومفاتيح الضغط على الزر

تعد مفاتيح التبديل ومفاتيح الضغط على الزر من أكثر أنواع المفاتيح الكهربائية شيوعًا، وتتميز بآلية رافعة أو زر يمكن تبديلها لفتح الدائرة أو إغلاقها. يغيرون وظيفة وحالة النظام الكهربائي عن طريق تبديل المواضع. وهي تتكون عادةً من جهتي اتصال، يتم إغلاقهما عند تحريك الذراع أو الزر إلى موضع معين، مما يسمح بإغلاق الدائرة وتدفق التيار. عندما يتم نقل الرافعة أو الزر إلى موضع آخر، تفتح نقاط الاتصال، مما يؤدي إلى كسر الدائرة ومنع تدفق التيار. توجد هذه الأنواع من المفاتيح بشكل شائع في الأجهزة مثل المصابيح والغلايات.

مفاتيح دوارة

تحتوي المفاتيح الدوارة عادةً على مقبض يمكن تدويره، ويمكن لكل زيادة أو موضع للمفتاح التحكم في أجزاء مختلفة من النظام. يحدد موضع التوقف النهائي للمقبض أمر التحكم في المفتاح. بالإضافة إلى اختيار فتح الدائرة أو إغلاقها من خلال جهات الاتصال في مواضع مختلفة، يمكن للمفاتيح الدوارة أيضًا التحكم في تدفق التيار عن طريق ضبط حجم المقاومات المدمجة. وهذا يجعلها مناسبة للتحكم في تغييرات البرنامج أو ضبط سرعات التشغيل. تُستخدم المفاتيح الدوارة على نطاق واسع للتحكم في مستوى الصوت والتحكم في سرعة المروحة والتحكم في الوقت في الأجهزة مثل الغسالات والأفران وأجهزة الميكروويف.

مفاتيح ريد

A التبديل القصب هو مفتاح مغناطيسي شائع الاستخدام في الدوائر الإلكترونية. على الرغم من عدم رؤيته بشكل شائع يومًا بعد يوم، إلا أنه عنصر أساسي في التحكم في الدائرة لتطبيقات مثل السيارات وأجهزة إنذار الأبواب/النوافذ.

تتكون مفاتيح القصب من غلاف زجاجي محكم الغلق يحتوي على قصبتين مغناطيسيتين. يتم التحكم في تلامس القصب أو انفصاله عن طريق مجال مغناطيسي خارجي يتولد عن مغناطيس دائم أو ملف كهرومغناطيسي، وبالتالي التحكم في تدفق التيار.

تُستخدم مفاتيح Reed عادةً لاكتشاف ما إذا كان هناك شيء مفتوح أو متحرك، مثل اكتشاف حالة الأسطوانة المفتوحة/المغلقة أو لمراقبة الأمان في الأبواب والنوافذ. يسمح الغلاف الزجاجي لمفتاح القصب باستخدامه في أي بيئة تقريبًا. في الحالة المفتوحة عادة، لا يستهلك أي طاقة. تضمن طريقة التحكم المغناطيسي التشغيل بدون فقدان تقريبًا، مما يسمح بمليارات من عمليات فتح وإغلاق الدائرة. ونتيجة لذلك، طورت مفاتيح القصب التطبيقات بسرعة في معدات الاختبار والقياس، وأنظمة الأمان، والأجهزة المنزلية. وفي المستقبل، قد يكون لديهم سوق كبير في مختلف التطبيقات.

بالإضافة إلى ذلك، يمكن أيضًا تصنيف المفاتيح بناءً على وظائفها، بما في ذلك المفتاح المفتوح عادة (NO) المذكور سابقًا، والذي لا يسمح للتيار بالمرور عبر جهات الاتصال الخاصة به في موضعه الافتراضي الطبيعي. عندما يتم تنشيط المفتاح (على سبيل المثال، عن طريق الضغط على زر)، فإنه يسمح بتدفق التيار. من ناحية أخرى، يوجد المفتاح المغلق عادة (NC)، حيث تكون جهات الاتصال في وضعها الافتراضي الطبيعي، مما يسمح بتدفق التيار. عند تفعيله، يقوم المفتاح بفصل الطاقة عن جهات الاتصال، مما يمنع أي تيار من المرور. تُستخدم مفاتيح NC بشكل شائع في دوائر حماية التوقف في حالات الطوارئ.

استنادًا إلى مبدأ المرحلات الكهرومغناطيسية التي تتحكم في الوقت، يمكن تصنيف مفاتيح التأخير إلى التحكم في الصوت، والتحكم في الضوء، والتحكم باللمس، وما إلى ذلك. وغالبًا ما تستخدم هذه المفاتيح في مفاتيح اللمس التي تعمل باللمس، والتي تعتمد على قوة المعدن الربيع لتحقيق اتصال الدائرة وقطع الاتصال. عند الضغط على زر التبديل برفق، يتم تشغيل المفتاح، وعندما يتم تحرير الزر، يتم إيقاف تشغيل المفتاح. حاليًا، سواء كنت تستخدم النقر بالماوس أو شاشة اللمس على الهاتف الذكي، فإنك تستخدم مفتاح اللمس.

أحدث التطورات التكنولوجية

تركز أحدث التطورات التكنولوجية في تكنولوجيا المفاتيح الكهربائية بشكل أساسي على تحسين مستوى الذكاء مع التطوير المستمر في التصغير والموثوقية والسلامة وكفاءة الطاقة والاستدامة.

وباعتبارها محطة تحكم تتفاعل بشكل مباشر مع الأشخاص، فقد تطورت المحولات بسرعة من حيث الذكاء مع تطور تقنية إنترنت الأشياء (IoT) والذكاء الاصطناعي. أصبحت شاشات اللمس وقابلية البرمجة أكثر شيوعًا، مما يجعل عملية تفاعل التحكم اليدوي أكثر سلاسة. إلى جانب تقنية المراقبة عن بعد والذكاء الاصطناعي، يمكن للمستخدمين مراقبة حالة المفاتيح الكهربائية والتحكم فيها في الوقت الفعلي، وتحقيق تحكم شخصي في الأجهزة المنزلية الذكية من خلال البرمجة. أنظمة المنزل الذكي يمكن أن تتعلم عادات المستخدمين المعيشية والتحكم فيها مفاتيح ذكية لأتمتة وظائف مثل تكييف الهواء أو الإضاءة.

يمكن للأنواع الجديدة من المحولات أن تتكيف مع شبكات الطاقة والأنظمة الصناعية المعقدة، مما يتيح استخدامًا أكثر كفاءة للطاقة من خلال دمج تقنيات مثل التيار المباشر عالي الجهد (HVDC). يمكن لمفاتيح الحماية الرقمية أن تعزز سلامة الأجهزة الكهربائية. تتيح المواد العملية المتقدمة استهلاكًا منخفضًا للطاقة وتصميمات صديقة للبيئة ومستدامة. ومن المتوقع أنه مع تعميم المنازل الذكية، سوف يتوسع سوق المفاتيح الذكية تدريجياً.

حجم السوق

باعتبارها عنصر تحكم أساسي في مجال الإلكترونيات، تتمتع المحولات بحجم كبير في السوق. وفقًا لأبحاث الأسبقية، وصل سوق المفاتيح الكهربائية العالمية إلى 14.1 مليار دولار أمريكي في عام 2022، ومن المتوقع أن يصل إلى حوالي 23.8 مليار دولار أمريكي بحلول عام 2032، بمعدل نمو سنوي مركب قدره 5.37٪ خلال الفترة المتوقعة من 2023 إلى 2032.

في قطاعات محددة، وفقًا لـ Dataintelo، من المتوقع أن ينمو سوق المفاتيح الذكية العالمي من 1.02 مليار دولار أمريكي في عام 2017 إلى 2.48 مليار دولار أمريكي بحلول عام 2030، بمعدل نمو سنوي مركب قدره 10.5٪ من عام 2017 إلى عام 2030. ويمكن أن يعزى نمو السوق إلى الزيادة في النمو. الطلب على الأجهزة المنزلية الذكية، والوعي المتزايد بالحفاظ على الطاقة، والاعتماد المتزايد لإنترنت الأشياء (IoT) في التطبيقات السكنية والتجارية.

ومع ذلك، فإن تكاليف التركيب المرتفعة ونقص الخبرة الفنية قد يعيق نمو السوق خلال الفترة المتوقعة. من المتوقع أن يصل سوق مفاتيح القصب العالمية إلى 1427.05 مليون دولار أمريكي بحلول عام 2028 من 888.7 مليون دولار أمريكي في عام 2021، بمعدل نمو سنوي مركب قدره 7٪ خلال الفترة المتوقعة (2021-2028). هذا النمو مدفوع بالطلب المتزايد على مفاتيح القصب في تطبيقات السيارات المختلفة مثل أجهزة استشعار الوسائد الهوائية وأنظمة التحكم في السرعة، والحاجة المتزايدة للسلامة والأمن، والموثوقية العالية والمتانة لهذه المنتجات في البيئات القاسية مثل البرد الشديد أو الحرارة.

توصيات الاختيار

بعد فهم المعرفة الأساسية للمفاتيح الكهربائية، لا يزال من المهم الانتباه إلى معلمات محددة عند اختيار المفاتيح الكهربائية لضمان التوافق مع تطبيقك المحدد. تشمل المعلمات الرئيسية للمفاتيح الكهربائية ما يلي:

• الفولطية: يشير إلى الجهد الآمن المسموح به للمفتاح أثناء التشغيل العادي.
• التصنيف الحالي: يشير إلى الحد الأقصى للتيار الآمن المسموح بالمرور عبر المفتاح عند تشغيله. قد يؤدي تجاوز هذه القيمة إلى حدوث قوس بين جهتي الاتصال.
• مقاومة العزل: يشير إلى قيمة المقاومة بين الموصل والأجزاء العازلة للمفتاح. يجب أن تكون قيمة مقاومة العزل أعلى من 100MΩ.
• مقاومة التواصل: يشير إلى قيمة المقاومة بين كل زوج من جهات الاتصال عندما يكون المفتاح في الحالة المفتوحة. بشكل عام، يجب أن تكون أقل من 0.1-0.5 أوم، ويفضل قيمة أصغر.
• يتحمل الجهد: يشير إلى الحد الأقصى للجهد الذي يمكن أن يتحمله المفتاح بين الموصل والأرض
• لايف تايم يشير إلى عدد المرات التي يمكن أن يعمل فيها المفتاح في ظل ظروف العمل العادية. بشكل عام، يجب أن يكون حوالي 5,000-35,000 مرة.
• التوافق: ضمان التوافق بين المفتاح وبيئة الدائرة الموجودة.
• شهادة السلامة: عند إنتاج وشراء المفاتيح، من المهم اختيار المنتجات التي خضعت لشهادات السلامة ذات الصلة، بما في ذلك معيار اللجنة الكهروتقنية الدولية (IEC) IEC 60669-1:2017، والمعيار الدولي للمفاتيح الكهربائية ومعدات التحكم ذات الجهد المنخفض IEC 60947-3 :2018، المعيار الدولي للتنسيق الكهربائي والحراري للمعدات الكهربائية IEC 61140:2016، المعيار العام للمفاتيح الكهربائية المنشور من قبل مختبرات Underwriters (UL) UL 61058-1، المعيار الأوروبي EN 60669-1، المعيار الوطني الصيني GB 16915.1-2017، والمعيار الصناعي الياباني JIS C 4520-1:2014، وما إلى ذلك. يرجى أيضًا مراعاة متطلبات السياسة الخاصة بمنطقتك.

نبذة عامة

تعتبر المفاتيح الكهربائية مكونات حاسمة للتحكم في تشغيل أنظمة الطاقة. قدمت هذه المقالة نظرة عامة على المعرفة الأساسية والأنواع الشائعة وأحدث الأبحاث وحجم السوق وتوصيات الاختيار للمحولات. نأمل أن تفتح هذه المقالة فهمك لهذا المكون المهم، تمامًا مثل كيفية فتح المفتاح للدائرة الكهربائية.

بغض النظر عن احتياجات المفاتيح الكهربائية الخاصة بك، ستجد كل ما تبحث عنه Alibaba.com.