Jungiklis — apibrėžimas: elektros jungikliai, elektroniniai ir loginiai vartai

Jungiklis — aiškus apibrėžimas apie elektros jungiklius, elektroninius sprendimus ir loginius vartus: veikimas, tipai ir panaudojimas kompiuterinėse sistemose.

Jungiklis – įrenginys arba komponentas, skirtas nutraukti arba užmegzti elektros grandinės srautą, t. y. perjungti grandinę iš būsenos „išjungta“ į „įjungta“ arba priešingai. Paprastai terminas „jungiklis“ siejamas su elektros srovės valdymu, tačiau plačiau jis taikomas ir bet kokiam ryšio ar signalo perjungimui. Tradiciniai mechaniniai jungikliai (pvz., perjungikliai, mygtukai, svirtelės) buvo naudojami ilgą laiką; kai reikia daugiau patikimumo, greičio arba nuotolinio valdymo (pvz., telefono tinkluose), mechaniniai sprendimai dažnai pakeičiami elektroniniais arba programuojamais jungikliais.

Jungiklių rūšys

• Mekaniniai jungikliai – paprasti įjungimo/išjungimo mechanizmai: mygtukai, svirtelės, ratukai, slankmačiai, geležinkelio tipo perjungikliai. Tinka namų apšvietimui, rankiniam valdymui.
• Relės ir kontaktoriai – elektromagnetiniai jungikliai, leidžiantys maitinimo grandinėms valdyti dideles sroves atskiru, mažos galios kontūru.
• Elektroniniai (solid-state) jungikliai – tranzistoriai (BJT), MOSFET, IGBT, tiristoriai, triakai. Neturi judančių dalių, pasižymi dideliu greičiu, ilgaamžiškumu ir dažnai mažesniais nuostoliais aukštų dažnių režimuose.
• Analoginiai jungikliai ir chopper'iai – perjungia analoginius signalus arba dalis signalo; naudojami garso įrangos valdymui, matavimo grandinėse.
• Loginiai ir programiniai jungikliai – virtualūs jungikliai skaitmeninėje logikoje bei programose (pvz., PLC, mikrovaldiklių I/O), leidžiantys perjungti signalus programinės logikos pagrindu.

Loginiai vartai ir kompiuteriai

Jungiklis vadinamas "vartais", kai naudojamas matematine arba skaitmenine prasme. Logikoje argumentai ir jų santykiai vaizduojami kaip loginiai vartai (pvz., AND, OR, NOT, NAND, NOR, XOR). Šie vartai apibrėžia, kokia bus išėjimo būsena atsižvelgiant į įėjimų būsenas. Pagrindinė kompiuterio idėja yra naudoti elektroninius vartus, kad kombinuojant būtų realizuota loginių operacijų sistema: kompiuteris iš esmės yra daugybė elektroninių jungiklių (tranzistorių), veikiančių kaip loginiai vartai, kurie kartu atlieka skaičiavimus ir valdymą.

Svarbūs techniniai parametrai

• Įtampa ir srovė – didžiausi leistini įtampa ir srovė, kurias jungiklis gali saugiai pernešti.
• Kontaktų varža – įtaka šilumos nuostoliams ir efektyvumui; mažesnė kontaktų varža reiškia mažiau energijos nuostolių.
• Perjungimo greitis – svarbu skaitmeninėse ir greituose galios elektronikos taikymuose.
• Ilgaamžiškumas (jungimų skaičius) – mechaninių jungiklių atveju lemia dėvėjimąsi; solid-state sprendimai paprastai turi didesnį gyvenimo ciklą.
• Bouncas (kontaktų atšokimas) – mechaninių jungiklių reiškinys, kai kontaktai trumpam šokinėja prieš stabilizuojantis; svarbu signalo apdorojimui ir filtravimui.
• Izoliacija ir saugos standartai – atitiktis normoms, apsauga nuo trumpojo jungimo ir perkaitimo.

Panaudojimo sritys

• Namų ir pramoninis apšvietimas bei elektros įtaisų valdymas.
• Galiaus elektronika ir energijos perdavimas – grandinių saugos elementai, kontaktoriai, automatiniai jungikliai.
• Telekomunikacijos ir signalų perjungimas – nuo mechaninių plokščių perjungimų iki sudėtingų elektroninių matricos perjungimo sistemų.
• Skaitmeniniai kompiuteriai ir logikos grandinės – tranzistoriai kaip loginiai jungikliai sudaro procesorius ir atmintis.
• Automatika ir valdymas – PLC, mikrovaldikliai, jutikliai ir aktuatoriai, kuriuos galima valdyti programiškai.

Sauga ir eksploatavimas

Pirkdami ir montuodami jungiklius svarbu atkreipti dėmesį į jų elektros parametrus, montavimo sąlygas ir saugos reikalavimus. Didelės srovės ar kritinėse sistemose rekomenduojama naudoti papildomą apsaugą – saugiklius, automatus (circuit breakers) ir tinkamus apsaugos įrenginius. Elektroninius jungiklius reikėtų apsaugoti nuo įtampų viršijimų ir terminių perkrovų, o mechaninius – nuo drėgmės, dulkių ir korozijos.

Trumpai

Jungiklis yra pagrindinis elementas, leidžiantis kontroliuoti srovių ir signalų tekėjimą. Nuo paprastų namų šviesos jungiklių iki sudėtingų elektroninių vartų kompiuteriuose – įvairūs jungiklių tipai atlieka skirtingas funkcijas, tačiau visi jie sprendžia tą pačią užduotį: įjungti arba išjungti ryšį tarp dviejų būsenų.

Kitos reikšmės

Žodis "perjungti" taip pat gali reikšti dviejų dalykų keitimą. Pavyzdžiui, geležinkelio linijoje kartais bėgiai gali būti padalyti į du skirtingus kelius. Jei traukinys važiuoja vienu keliu ir persėda į kitą, jis ką tik persijungė.

Traukinių sistemos (šiuo atveju metro) jungiklis.

Klausimai ir atsakymai

K: Kas yra jungiklis?

K.: Koks yra labiausiai paplitęs jungiklio tipas?

K: Ką paprastai reiškia sąvoka "jungiklis"?

K: Kodėl mechaninius jungiklius pakeitė elektroniniai jungikliai tose srityse, kur reikia daugiau nei vieno jungiklio?

K: Kaip vadinamas jungiklis, kai jis naudojamas matematine forma?

K: Kaip logikoje vaizduojami argumentai?

K: Kokia yra pagrindinė kompiuterio idėja?

Paieška pagal raidę