En el cableado eléctrico , un interruptor de luz es un interruptor que se utiliza con mayor frecuencia para operar luces eléctricas , equipos conectados permanentemente o enchufes eléctricos . Las lámparas portátiles, como las lámparas de mesa, pueden tener un interruptor de luz montado en el portalámparas, la base o en línea con el cable. Los interruptores de encendido y apagado operados manualmente pueden sustituirse por interruptores reguladores de intensidad que permiten controlar el brillo de las lámparas, así como encenderlas o apagarlas, interruptores controlados por tiempo, interruptores con detección de ocupación e interruptores y reguladores de intensidad controlados de forma remota. Los interruptores de luz también se encuentran en linternas , vehículos y otros dispositivos.
El primer interruptor de luz que empleaba la "tecnología de ruptura rápida" fue inventado por John Henry Holmes en 1884 en el distrito Shieldfield de Newcastle upon Tyne. [1] El interruptor de "ruptura rápida" resolvió el problema de que los contactos de un interruptor desarrollaran un arco eléctrico cada vez que se abría o cerraba el circuito. El arco eléctrico causaba picaduras en un contacto y la acumulación de residuos en el otro, y la vida útil del interruptor se reducía. La invención de Holmes garantizaba que los contactos se separaran o se juntaran muy rápidamente, independientemente de la mucha o poca presión que el usuario ejerciera sobre el actuador del interruptor. La acción de este mecanismo de "ruptura rápida" significaba que no había tiempo suficiente para que se formara un arco, y el interruptor tendría así una larga vida útil. Esta tecnología de "ruptura rápida" todavía se utiliza en casi todos los interruptores de luz comunes del mundo en la actualidad, que se cuentan por miles de millones, así como en muchas otras formas de interruptores eléctricos.
El interruptor de luz de palanca fue inventado en 1916 por William J. Newton. [2]
Como componente de un sistema de cableado eléctrico o de una casa , 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 herrajes de montaje en pared (cajas, placas, etc.) pueden variar. Dado que las placas frontales utilizadas deben cubrir estos herrajes, estas normas determinan los tamaños mínimos de todos los equipos montados en la pared. Por lo tanto, la forma y el tamaño de las cajas y las placas frontales, así como lo que se integra, varía 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 suelen permanecer en servicio durante muchas décadas, y a menudo se cambian solo cuando se renueva el cableado de una parte de la casa. No es inusual ver interruptores de luz de un siglo de antigüedad que aún funcionan. Los fabricantes introducen diversas formas y estilos nuevos, pero en su mayor parte las preocupaciones de decoración y moda se limitan a las placas frontales o de pared. Incluso el interruptor de atenuación "moderno" con perilla tiene al menos cuarenta años, e incluso en la construcción más nueva predominan los formatos familiares de interruptor de palanca y de balancín.
La dirección que representa el "encendido" también varía según el país. En los EE. UU., Canadá, países europeos, Rusia, etc., es habitual que la posición de "encendido" de un interruptor de palanca sea "arriba", mientras que en muchos otros países, como el Reino Unido, India, Australia, Nueva Zelanda (países de la Commonwealth), Irlanda y China, es "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 del circuito).
Los interruptores pueden ser simples o múltiples, diseñados para uso en interiores o exteriores. 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, por ejemplo, almacenes o sistemas de iluminación exterior, la corriente requerida 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 instalar enchufes BS 1363 de 13 amperios en un circuito de iluminación (aunque no está totalmente prohibido), pero a menudo se instalan enchufes BS 546 de 2 o 5 amperios en circuitos de iluminación para permitir el control de lámparas independientes desde los interruptores de luz de la habitación. En las casas móviles y construidas en el lugar 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. Dichos receptáculos se denominantomas de corriente conmutadas osalidas medio calientes .[3]
El interruptor de luz con pulsador tiene dos botones: uno que cierra los contactos y otro que los abre. Al pulsar el botón elevado se abren o cierran los contactos y se saca el botón que se había presionado anteriormente para que se pueda invertir el proceso. En los EE. UU., 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 de "encendido" en la parte superior. En la actualidad, se encuentran disponibles en el mercado reproducciones de interruptores con pulsador de 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 inicialmente no se produce ningún movimiento de los contactos, que de hecho continúan manteniéndose abiertos de forma positiva por la fuerza del resorte. Al girar el actuador se estira gradualmente el resorte. Cuando el mecanismo pasa sobre el punto central, se libera la energía del resorte y el resorte, en lugar del actuador, impulsa los contactos rápidamente y con fuerza a la posición cerrada con un sonido de "chasquido" audible. Este mecanismo es seguro, confiable y duradero, pero produce un chasquido o clic fuerte.
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 iluminados domésticos se introdujeron a mediados de la década de 1950. [4]
Los interruptores iluminados unipolares obtienen la energía para energizar su fuente de iluminación incorporada (generalmente, una lámpara de "neón") de la corriente que pasa a través de la(s) lámpara(s) 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 de dichos dispositivos controlados por el interruptor iluminado. Sin embargo, si controlan solo lámparas fluorescentes compactas (CFL) y/o lámparas LED , la pequeña cantidad de corriente requerida para energizar la fuente de iluminación dentro del interruptor también carga lentamente el capacitor de entrada interno en el balasto electrónico de la CFL o LED hasta que el voltaje a través de él aumenta hasta el punto en que produce una breve descarga a través de la CFL. Este ciclo puede repetirse indefinidamente, lo que resulta en un destello breve y repetitivo 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 registrada de Leviton , y el término en los últimos años se ha convertido en una marca registrada genérica en los Estados Unidos para cualquier interruptor de luz basculante independientemente de la marca. Los interruptores de este diseño se colocan casi al ras de la placa de pared y se activan "balanceando" una palanca ancha y plana, en lugar de empujar un actuador corto que sobresale 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, casi siempre se utiliza un pequeño interruptor basculante, en forma de mecanismo de interruptor de 16 mm (0,63 pulgadas), que se monta desde atrás en una placa de pared, fijándose mediante lengüetas de montaje, como se muestra en la foto de la izquierda. Una "placa de cubierta" ligeramente más grande, suministrada con la placa de pared, o adicional a ella, se coloca sobre el conjunto, como una barrera aislante adicional que cubre los tornillos de montaje de la placa de pared de inserción profunda, que están "hundidos" para evitar el contacto humano involuntario. La "placa de cubierta" se puede quitar sin el uso de herramientas, por ejemplo, cuando se necesita pintar la pared.
Aunque en Australia se consiguen fácilmente interruptores de estilo "decorativo" de mayor tamaño, la ventaja de los mecanismos más pequeños es que se pueden montar en placas de pared de uno a seis mecanismos de interruptores individuales, u otros "mecanismos" de tamaño correspondiente (como reguladores de intensidad y luces indicadoras) en el mismo espacio en el que se podrían montar uno (o dos) interruptores de diseño más grande. Como los mecanismos son pequeños, también se pueden montar en placas de " arquitrabe ", para montarlos en posiciones en las que no es posible montar una placa de pared de tamaño "estándar". En la imagen de abajo a la derecha se muestra un ejemplo. Ninguno de los mecanismos de interruptores tiene partes metálicas expuestas que requieran conexión a tierra. Si bien los interruptores, las placas de pared y las placas de cubierta de diferentes fabricantes tienden a no ser intercambiables, los mecanismos de interruptores de este tipo han estado disponibles en Australia desde 1951. [8]
El sistema de módulos Keystone para conectores eléctricos de voltaje extra bajo (patentado en 1975) es algo similar en apariencia a estos módulos, pero el diseño de los montajes Keystone es diferente y los módulos Keystone se pueden quitar sin herramientas. (En Italia se utiliza un sistema similar, pero con interruptores más grandes).
Como se muestra en la foto de desmontaje, el actuador del interruptor gira sobre dos orificios en los costados del cuerpo plástico del interruptor. Una barra del actuador 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 balancearse libremente sobre una varilla de diámetro pequeño, 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 intermedia. 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 del actuador, rompiendo así la conexión con el contacto existente y estableciendo 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 longitudinalmente, está restringida para que no se mueva lateralmente por la construcción del cuerpo de plástico moldeado.
Los terminales de tornillo son huecos y permiten insertar hasta 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 de los terminales de contacto se instalan en un ligero ángulo para permitir un acceso más fácil con el 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 de "bucle". Este terminal no juega ningún papel 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.
En las placas de pared de los enchufes australianos también se utiliza un interruptor con un diseño básicamente similar. Actualmente es extremadamente raro encontrar otro tipo de interruptor en los hogares australianos, aunque la norma de cableado australiana AS 3112 no prohíbe otros tipos. Si bien existen 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 particular. Sin embargo, si bien las placas de montaje en pared estándar australianas tienen las mismas dimensiones que las que se utilizan en América del Norte, tienen dimensiones diferentes a las que se utilizan 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 adecuadas a los estándares de montaje de los países en cuestión. [9]
Durante un breve período, los interruptores basculantes australianos se exportaron a los Estados Unidos en la década de 1960. Aunque los interruptores tenían clasificaciones adecuadas para su uso en circuitos de 120 V y presentaban ventajas de compacidad y apariencia distintiva, no lograron establecerse en el mercado estadounidense.
En los casos en que los circuitos de iluminación no deban apagarse accidentalmente, por ejemplo, en los controles de iluminación de pasillos y baños de edificios públicos como escuelas, se puede instalar un interruptor a prueba de manipulaciones . Estos interruptores requieren una llave para funcionar y, por lo tanto, desalientan el accionamiento accidental o casual 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 los interruptores "silenciosos" que utilizaban mercurio para realizar la conexión, evitando el ruido fuerte que producían los interruptores de palanca con resorte que eran la norma en ese momento. Un tipo de interruptor de luz de mercurio utiliza un frasco 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, creando un puente entre un par de contactos para completar el circuito. Otro tipo 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 cada lado de la rueda en una sola posición. [12]
Algunos de estos interruptores también estaban equipados con una lámpara de neón conectada a través de los contactos y, por lo tanto, en serie con la carga eléctrica. Esto hacía que el indicador brillara tenuemente cuando el interruptor estaba apagado, como ayuda para encontrarlo en una habitación oscura.
En la década de 1970, otros diseños de interruptores silenciosos que no requerían mercurio (y por lo tanto eran más simples y económicos de producir) comenzaron a usarse ampliamente, reemplazando gradualmente tanto a los interruptores de palanca "a presión" convencionales como a los interruptores silenciosos basados en mercurio.
En los sótanos o en las áreas de servicio de las casas, a veces se instala un interruptor de luz combinado con un enchufe. El interruptor se acciona mediante una cadena o un cordón. También es posible tener el interruptor accionado por cordón separado del enchufe, lo que es particularmente común en los baños británicos. Hasta 2001, las normas de cableado del Reino Unido exigían que todos los interruptores de los baños se accionaran mediante cordones.
También llamado interruptor de pie. Es un tipo de interruptor para lámparas altas de pie, se monta en el cable de alimentación, normalmente se queda en el suelo y se acciona con el pie. También se utiliza para otros pequeños electrodomésticos, como ventiladores o calentadores (normalmente de potencias superiores).
Este tipo de interruptor se monta en el cable de alimentación, tanto en el medio como en el extremo. Son ligeros 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 se pueden montar en el extremo del cable. También hay interruptores montados en el cable más sofisticados, como los de 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 reguladores de intensidad (reguladores de intensidad de luz, almohadas y colchones eléctricos o algunos ventiladores con más velocidades). Algunos calentadores más antiguos también pueden utilizar estos interruptores, pero con valores nominales más altos. Por lo general, su corriente nominal está entre 0,5 A, principalmente limitada a lámparas de baja potencia a voltaje de red, hasta 6 o incluso 10 A (como calentadores). Los valores de corriente más altos también pueden permitir el uso en aplicaciones de alta corriente pero bajo voltaje (6-24 V).
Un interruptor de regulación de intensidad , propiamente llamado control de regulación de intensidad , contiene un circuito de estado sólido que permite 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 controlan directamente la corriente, sino que simplemente envían señales a un dispositivo de estado sólido, como un tiristor, para 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 conmutan electrónicamente el circuito de luz. A partir de 1986, [actualizar]estos siguen siendo artículos especiales. Los interruptores electrónicos brindan flexibilidad en términos de diferentes interfaces para sus operaciones, como placas táctiles, controles de tacto suave, 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, suelen ahorrar 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 en baños, garajes y pasillos. [14]
Un interruptor de luz inalámbrico permite controlar la iluminación de forma remota mediante un transmisor portátil. 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 .
También es posible el control remoto por cable de los interruptores de iluminación utilizando, por ejemplo, la 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, por ejemplo, desde dos extremos de un pasillo largo o desde 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 se fabricaban en porcelana en la versión de montaje en superficie y funcionaban como un interruptor giratorio con un mecanismo giratorio. Más tarde, se utilizó baquelita y ebonita, más duraderas. Hoy en día están hechos de plásticos modernos , como policarbonato o ABS resistente al fuego. Algunos interruptores también pueden fabricarse con otros plásticos como poliamida, polipropileno o PVC, pero se limitan principalmente a interruptores montados con cables (como interruptores de lámpara de noche) principalmente debido 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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