En cableado eléctrico , un interruptor de luz es un interruptor que se usa más comúnmente para operar luces eléctricas , equipos conectados permanentemente o enchufes eléctricos . Las lámparas portátiles, como las de mesa, pueden tener un interruptor de luz montado en el enchufe, en la base o en línea con el cable. Los interruptores de encendido/apagado operados manualmente pueden ser sustituidos por interruptores de atenuación que permitan controlar el brillo de las lámparas, así como encenderlas o apagarlas, interruptores controlados por tiempo, interruptores de detección de ocupación e interruptores y atenuadores controlados remotamente. Los interruptores de luz también se encuentran en linternas , vehículos y otros dispositivos.
El primer interruptor de luz que empleó "tecnología de apagado rápido" fue inventado por John Henry Holmes en 1884 en el distrito Shieldfield de Newcastle upon Tyne. [1] El interruptor de "desconexión rápida" superó el problema de que los contactos de un interruptor desarrollaran arcos eléctricos cada vez que se abría o cerraba el circuito. La formación de arcos provocaría picaduras en un contacto y la acumulación de residuos en el otro, y la vida útil del interruptor disminuiría. El invento de Holmes aseguró que los contactos se separaran o se unieran muy rápidamente, sin importar cuánta o poca presión ejerciera el usuario sobre el actuador del interruptor. La acción de este mecanismo de "desconexión rápida" significaba que no había tiempo suficiente para que se formara un arco y, por tanto, el interruptor tendría una larga vida útil. Esta tecnología de "desconexión rápida" todavía se utiliza en casi todos los interruptores de luz comunes del mundo hoy en día, que se cuentan por miles de millones, así como en muchas otras formas de interruptores eléctricos.
El interruptor de palanca fue inventado en 1916 por William J. Newton. [2]
Como componente de un cableado eléctrico o de un sistema de cableado doméstico , la instalación de interruptores de luz está regulada por alguna autoridad encargada de la seguridad y las normas. En diferentes países, las dimensiones estándar de los accesorios de montaje en pared (cajas, placas, etc.) pueden diferir. Dado que las placas frontales utilizadas deben cubrir este hardware, estos estándares determinan los tamaños mínimos de todos los equipos montados en la pared. Por tanto, la forma y el tamaño de las cajas y placas frontales, así como lo que integran, varían de un país a otro.
Las dimensiones, los diseños mecánicos e incluso la apariencia general de los interruptores de luz han cambiado lentamente con el tiempo. Los interruptores generalmente permanecen en servicio durante muchas décadas y, a menudo, se cambian solo cuando se vuelve a cablear una parte de una casa. No es raro ver interruptores de luz centenarios todavía en uso. Los fabricantes introducen varias formas y estilos nuevos, pero en su mayor parte las preocupaciones sobre decoración y moda se limitan a las placas frontales o de pared. Incluso el regulador de intensidad "moderno" con pomo tiene al menos cuarenta años, e incluso en las construcciones más modernas predominan los conocidos formatos de interruptor basculante y basculante.
La dirección que representa "on" también varía según el país. En EE.UU., Canadá, países europeos, Rusia, etc., es habitual que la posición "encendido" de un interruptor de palanca esté "arriba", mientras que en muchos otros países como el Reino Unido, India, Australia, Nueva Zelanda ( países de la Commonwealth), Irlanda y China, está "hacia abajo". (En la conmutación multidireccional, la correspondencia entre el estado de un solo interruptor y si las luces están encendidas o apagadas depende del estado de los otros interruptores en el circuito).
Los interruptores pueden ser simples o múltiples, diseñados para uso interior o exterior. Los extras opcionales pueden incluir controles de atenuación, protección ambiental, protección contra el clima y seguridad. En los sistemas de iluminación residencial y comercial ligero, el interruptor de luz controla directamente el circuito que alimenta las lámparas. En sistemas de iluminación más grandes, como por ejemplo almacenes o sistemas de iluminación exterior, la corriente necesaria puede ser demasiado alta para un interruptor manual. En estos sistemas, los interruptores de luz controlan los contactores de iluminación , un relé que permite que el interruptor de luz manual funcione con una corriente más baja, con un cableado más pequeño que el que se requeriría en el circuito de iluminación principal.
En el Reino Unido, no se recomienda colocar enchufes BS 1363 de 13 amperios en un circuito de iluminación (aunque no está completamente prohibido), pero a menudo se colocan enchufes BS 546 de 2 amperios o 5 amperios en los circuitos de iluminación para permitir el control de lámparas independientes desde la luz de la habitación. interruptores. En las casas móviles y construidas en el sitio de América del Norte , a menudo las salas de estar y los dormitorios tienen un receptáculo con interruptor para una lámpara de pie o de mesa. Estos recipientes se denominantomas de corriente conmutadas osalidas medio calientes .[3]
El interruptor de luz de pulsador tiene dos botones: uno que cierra los contactos y otro que abre los contactos. Al presionar el botón elevado se abren o cierran los contactos y se abre el botón previamente presionado para que el proceso se pueda revertir. En Estados Unidos, los botones eran comúnmente negros; El botón de "encendido" normalmente tenía una incrustación de nácar blanco (real o simulado) para indicar su función. Por convención, el interruptor se instalaba habitualmente con el botón "encendido" en la parte superior. Hoy en día, en el mercado se encuentran disponibles reproducciones de interruptores de botón para lograr un estilo vintage o auténtico.
El mecanismo de palanca proporciona una "acción rápida" mediante el uso de una geometría "sobre el centro". El diseño fue patentado en 1916 por William J. Newton y Morris Goldberg. [2] El actuador del interruptor no controla los contactos directamente, sino a través de una disposición intermedia de resortes y palancas. Al girar el actuador no se produce inicialmente ningún movimiento de los contactos, que de hecho continúan manteniéndose abiertos por la fuerza del resorte. Al girar el actuador se estira gradualmente el resorte. Cuando el mecanismo pasa sobre el punto central, la energía del resorte se libera y el resorte, en lugar del actuador, impulsa los contactos rápida y forzosamente a la posición cerrada con un sonido audible de "chasquido". Este mecanismo es seguro, confiable y duradero, pero produce un fuerte chasquido o clic.
Los interruptores iluminados incorporan una pequeña lámpara de neón o LED , lo que permite al usuario localizar fácilmente el interruptor en la oscuridad. Los interruptores domésticos iluminados se introdujeron a mediados de la década de 1950. [4]
Los interruptores iluminados unipolares obtienen el poder para energizar su fuente de iluminación incorporada (generalmente, una lámpara de "neón") de la corriente que pasa a través de las lámparas que controlan. Dichos interruptores funcionan satisfactoriamente con lámparas incandescentes, iluminación halógena y accesorios fluorescentes no electrónicos, porque la pequeña corriente requerida para la fuente de iluminación del interruptor es demasiado pequeña para producir luz visible desde dichos dispositivos controlados por el interruptor iluminado. Sin embargo, si controlan sólo lámparas fluorescentes compactas (CFL) y/o lámparas LED , la pequeña cantidad de corriente necesaria para energizar la fuente de iluminación dentro del interruptor también carga lentamente el condensador de entrada interno en el balastro electrónico de la CFL o LED hasta que el voltaje a través de él se eleva hasta el punto en que produce una breve descarga a través de la CFL. Este ciclo puede repetirse indefinidamente, lo que resulta en breves destellos repetitivos de la(s) lámpara(s) (y la luz dentro del interruptor) mientras el interruptor iluminado está en la posición "apagado".
Un diseño alternativo al interruptor de palanca es el interruptor basculante. Los interruptores grandes de este diseño se conocen comúnmente en los Estados Unidos como estilo "decorador" o "Decora". [5] [6] "Decora" es una marca comercial de Leviton , y en los últimos años el término se ha convertido en una marca comercial genérica en los Estados Unidos para cualquier interruptor de luz basculante, independientemente de la marca. Los interruptores de este diseño están casi al ras de la placa de pared y se activan "balanceando" una palanca ancha y plana, en lugar de empujar un actuador corto y saliente hacia arriba o hacia abajo.
En Europa, Brasil, [7] Hong Kong, Malasia, Singapur e India, este tipo es casi universal, y los interruptores de palanca se considerarían anticuados. [¿ según quién? ]
En Australia y Nueva Zelanda, se utiliza casi universalmente un pequeño interruptor basculante, en forma de un mecanismo de interruptor de 16 mm (0,63 pulgadas), que se monta por detrás en una placa de pared y se fija mediante orejetas de montaje, como se muestra en la fotografía. a la izquierda. Una "placa de cubierta" un poco más grande, suministrada con la placa de pared, o adicional a ella, luego se sujeta sobre el conjunto, como una barrera aislante adicional que cubre los tornillos de montaje de la placa de pared de fijación profunda, que están "fijados profundamente" para evitar inadvertencias. contacto humano. La "placa de cubierta" se puede quitar sin el uso de herramientas, como cuando se requiere pintar una pared.
Si bien en Australia se encuentran disponibles interruptores de estilo "decorador" más grandes, la ventaja de los mecanismos más pequeños es que hay placas de pared disponibles para montar de uno a seis mecanismos de interruptor individuales u otros "mecanismos" del tamaño correspondiente, como atenuadores y luces indicadoras. - en el mismo espacio se podrían montar uno (o dos) interruptores de diseño más grande. Dado que los mecanismos son pequeños, también se pueden montar en placas de " arquitrabe ", para montarlos en posiciones donde no es posible montar una placa de pared de tamaño "estándar". Se muestra un ejemplo en la imagen de abajo a la derecha. Todos los mecanismos de interruptor no tienen partes metálicas expuestas que requieran conexión a tierra. Si bien los interruptores, placas de pared y placas de cubierta de diferentes fabricantes tienden a no ser intercambiables, los mecanismos de interruptor de este tipo han estado disponibles en Australia desde 1951. [8]
El sistema de módulo Keystone para enchufes eléctricos de muy bajo voltaje (patentado en 1975) es algo similar en apariencia a estos módulos, pero el diseño de los soportes Keystone es diferente y los módulos Keystone se pueden quitar sin herramienta. (En Italia se utiliza un sistema similar, pero con interruptores más grandes).
Como se muestra en la fotografía de desmontaje, el actuador del interruptor gira en dos orificios en los lados del cuerpo de plástico del interruptor. Una barra actuadora se desliza en dos ranuras dentro del actuador, presionada hacia abajo por un resorte de compresión en una muesca en la barra de contacto común. La barra de contacto común puede oscilar libremente sobre una varilla de pequeño diámetro, soldada al terminal común. Sin embargo, debido a la presión aplicada por el resorte de compresión, la barra de contacto común siempre se mantendrá contra uno de los dos contactos.
Cuando se mueve el actuador, la energía mecánica se almacena en el resorte de compresión hasta que el actuador pasa su posición media. En ese momento, la barra de contacto común es forzada en la dirección opuesta por el resorte de compresión, actuando a través de la barra actuadora, rompiendo así la conexión con el contacto existente y estableciendo la conexión con el otro contacto. La barra de contacto común está hecha de cobre, con una incrustación de metal de contacto más duro en la parte inferior. Si bien es libre de moverse la distancia requerida a lo largo, la construcción del cuerpo de plástico moldeado le impide moverse lateralmente.
Los terminales de tornillo son huecos y permiten insertar hasta al menos tres cables de 1 mm (CSA), trenzados entre sí, a una profundidad de hasta 10 milímetros (0,39 pulgadas) y asegurarlos con un tornillo de fijación . Los tornillos de fijación del terminal de contacto se instalan en un ligero ángulo para permitir un acceso más fácil al destornillador después de que el mecanismo del interruptor se haya instalado en una placa de pared, antes de fijar la placa de pared a la pared. También se muestra un terminal de conexión en "bucle". Este terminal no participa en la acción del interruptor pero, debido a que hay espacio disponible, se proporciona como un terminal aislado para unir otros cables, si es necesario (como los cables neutros). Cada mecanismo de interruptor basculante australiano es en realidad un interruptor unipolar de doble tiro (SPDT), también conocido como "interruptor de dos vías", y tiene tres terminales.
También se utiliza un interruptor de básicamente el mismo diseño en las placas de pared de tomas de corriente australianas. Actualmente es extremadamente raro encontrar cualquier otro tipo de interruptor en los hogares australianos, aunque la norma australiana de cableado AS 3112 no prohíbe otros tipos. Si bien hay disponibles muchas variaciones de diseños y placas de cubierta australianos, algunos diseñadores y renovadores pueden importar interruptores diseñados en el Reino Unido y Europa cuando desean un acabado en particular. Sin embargo, si bien las placas de montaje en pared estándar australianas tienen las mismas dimensiones que las utilizadas en América del Norte, tienen dimensiones diferentes a las utilizadas en el Reino Unido o Europa.
Los interruptores (y otros mecanismos) de esta serie de diseño australiano están actualmente disponibles en el Reino Unido (y otros países), junto con placas de pared apropiadas para los estándares de montaje de los países en cuestión. [9]
En los años 60, los interruptores basculantes australianos se exportaron brevemente a los Estados Unidos. Aunque los interruptores tenían capacidades adecuadas para su uso en circuitos de 120 V y tenían ventajas de compacidad y apariencia distintiva, no lograron establecerse en el mercado estadounidense.
Cuando los circuitos de iluminación no deban apagarse accidentalmente, por ejemplo, los controles de iluminación de pasillos y baños en edificios públicos como escuelas, se puede instalar un interruptor a prueba de manipulaciones . Estos requieren una llave para funcionar y, por lo tanto, desaconsejan la operación casual o accidental del interruptor. [11]
En las instalaciones de iluminación comercial e industrial de América del Norte, la iluminación instalada en circuitos trifásicos de 480Y/277 V utiliza voltajes superiores a la clasificación de los interruptores comunes de 120 V.
A mediados del siglo XX, se introdujeron interruptores "silenciosos" que utilizaban mercurio para realizar la conexión, evitando el fuerte chasquido producido por los interruptores de palanca accionados por resorte que eran entonces la norma. Una forma de interruptor de luz de mercurio utiliza un vial de vidrio sellado que se inclina con la palanca de palanca, lo que hace que una gota de mercurio metálico líquido ruede de un extremo al otro, uniendo un par de contactos para completar el circuito. Otro estilo de interruptor de luz de mercurio utiliza una rueda de metal con un aislante que separa las dos mitades y que tiene un orificio que permite que el mercurio conecte ambos lados de la rueda en una sola posición. [12]
Algunos de estos interruptores también estaban equipados con una lámpara de neón conectada entre los contactos y, por tanto, en serie con la carga eléctrica. Esto provocó que el indicador brillara débilmente cuando el interruptor estaba apagado, como ayuda para encontrar el interruptor en una habitación oscura.
En la década de 1970, se generalizaron otros diseños de interruptores silenciosos que no requerían mercurio (y, por lo tanto, eran más simples y baratos de producir), reemplazando gradualmente tanto los interruptores de palanca "rápidos" convencionales como los interruptores silenciosos a base de mercurio.
A veces se instala un interruptor de luz combinado con un enchufe de luz en el sótano o en las áreas de servicios públicos de las casas. El interruptor se acciona mediante una cadena o cordón. También es posible separar el interruptor de cable de la toma de luz, algo muy común en los baños británicos. Hasta 2001, las normas de cableado del Reino Unido exigían que todos los interruptores del baño fueran accionados mediante cordones.
Este tipo de interruptor se monta en el cable de alimentación, tanto en el medio como en el extremo. Son livianos y se utilizan principalmente para dispositivos de bajo consumo, como lámparas de mesa, ventiladores de mesa, radios y muchos otros dispositivos de bajo consumo. Por lo general, son unipolares de un solo tiro, pero también pueden ser bipolares de un solo tiro. Se pueden montar en el medio del enchufe y el consumidor o en el extremo del cable. También existen interruptores de cable más sofisticados, como conmutación múltiple (para lámparas con más de una bombilla, o ventiladores con más velocidades, en este caso tienen una entrada y 2 o más salidas), variadores y dimmers (reguladores de luz, almohadas eléctricas). y colchones o algunos ventiladores con más velocidades). Algunos calentadores más antiguos también pueden usar estos interruptores, pero con clasificaciones más altas. Por lo general, su corriente nominal está entre 0,5 A, limitada principalmente a lámparas de baja potencia con tensión de red, hasta 6 o incluso 10 A (como calentadores). Las clasificaciones de corriente más altas también pueden permitir el uso en aplicaciones de alta corriente pero bajo voltaje (6-24 V).
Un interruptor de atenuación , propiamente llamado control de atenuación , contiene un circuito de estado sólido para permitir cambiar el brillo reduciendo el voltaje promedio aplicado a la lámpara.
En principio, es fácil diseñar interruptores silenciosos en los que los contactos mecánicos no controlen directamente la corriente, sino que simplemente indiquen a un dispositivo de estado sólido, como un tiristor , que complete el circuito. Se han creado y comercializado muchas variaciones sobre este tema. Los dispositivos de " placa táctil " se pueden operar tocando o simplemente moviendo la mano cerca del interruptor. Los interruptores táctiles no tienen partes móviles y cambian electrónicamente el circuito de iluminación. A partir de 1986 [actualizar]siguen siendo artículos especiales. Los interruptores electrónicos brindan flexibilidad en términos de diferentes interfaces para sus operaciones, como placas táctiles, controles suaves al tacto, control basado en sensores de presión o luz, pantallas táctiles interactivas (que se usan ampliamente en aeronaves para el control de iluminación), y otros.
Los edificios públicos, como los hospitales, frecuentemente ahorran energía mediante el uso de interruptores detectores de movimiento , también conocidos como sensores de ocupación . Los sensores de ocupación también se pueden utilizar en aplicaciones residenciales como baños, garajes y pasillos. [14]
Un interruptor de luz inalámbrico proporciona control remoto de la iluminación mediante un transmisor manual. Si bien el dispositivo de control puede ser una unidad dedicada a este propósito, cada vez más estos interruptores pueden controlarse mediante la tecnología (como Bluetooth o Wi-Fi ) que ahora se encuentra en los teléfonos inteligentes .
El control remoto por cable de interruptores de iluminación también es posible utilizando, por ejemplo, señalización X10 a través de los cables de alimentación.
Se pueden interconectar dos o más interruptores de luz para permitir el control de la iluminación desde, por ejemplo, dos extremos de un pasillo largo o rellanos en los rellanos superior e inferior de un tramo de escaleras. La conmutación multidireccional se realiza mediante interruptores especiales que tienen contactos adicionales.
Los primeros interruptores estaban hechos de porcelana en la versión de superficie y funcionaban como interruptor giratorio con mecanismo giratorio. Posteriormente se utilizó baquelita y ebonita, más duraderas. Hoy en día se fabrican con plásticos modernos , como el policarbonato o el ABS resistente al fuego. Algunos interruptores también pueden fabricarse con otros plásticos como poliamida, polipropileno o PVC, pero se limitan principalmente a interruptores montados en cables (como interruptores de lámparas de noche) debido principalmente a su peso reducido, y la mayoría de estos interruptores no se utilizan en dispositivos de alta potencia (principalmente lámparas de mesa, ventiladores de mesa, algunas radios) principalmente hasta 2 amperios. En algunos casos, especialmente en hospitales y otras instalaciones públicas, las partes expuestas de los interruptores de luz están hechas de materiales antimicrobianos como el cobre , para el control de infecciones .
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Medios relacionados con interruptores de luz en Wikimedia Commons