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전기스위치
전기스위치(Electrical Switch)는 전기회로에 적용되어 수동 또는 자동 방식으로 회로를 연결해주거나 차단하는 스위치이다. 스위치는 바이너리(binary) 장치로서 완전한 연결 또는 완전한 차단의 2개 상태를 가지고 있으며 통상적으로 수동조작 방식을 적용한다. 사용목적에 따라 전기스위치는 여러 종류로 분류된다.
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목차
스위치의 유형[편집]
토글 스위치[편집]
토글 스위치(Toggle Switch)는 스냅스위치라고도 하며 레버의 각도를 한 위치에서 다른 위치로 전진 또는 후진하는 방식으로 개폐작동을 한다. 주택 전기회로에서 가장 많이 사용하는 전등 스위치가 바로 토글 스위치의 사례이다.
푸시버튼 스위치[편집]
푸시버튼 스위치(Pushbutton Switch)는 2-위치 장치로서 버튼으로 눌렀다 떼는 방식으로 개폐 작동을 한다. 대부분의 푸시버튼 스위치에는 내부 스프링 메커니즘이 구비되어 버튼의 원상복귀를 추진하며 이로서 순간 작동을 할 수 있게 한다.
일부 푸시버튼 스위치는 버튼을 누를 때 마다 번갈아 켜지거나 꺼지며 다른 일부는 버튼이 원 상태로 회복시키기 전에 눌러져 있는 상태를 유지한다. 좌기 두 번째 타입의 푸시버튼 스위치는 통상적으로 버섯 모양의 버튼을 가지고 있으며 쉽게 밀고 당기는 조작을 할 수 있다.
셀렉터 스위치[편집]
셀렉터 스위치(Selector Switch)는 회전 노브 또는 레버가 두 개 이상의 위치 중 하나를 선택하는 동작으로 개폐작동을 한다. 토글 스위치와 유사하게 셀렉터 스위치는 작동 완료 위치를 유지하거나 원상복귀 스프링 메커니즘이 설치되어 순간 작동(momentary operation)을 할 수 있다.
조이스틱 스위치[편집]
조이스틱 스위치(Joystick Switches)는 한 방향 이상으로 자유롭게 작동하는 레버의 동작에 따라 개폐 작동이 이루어진다. 하나 또는 여러 스위치 접점의 메커니즘의 작동은 레버 작동방향과 이동거리에 따른다.
스위치 기호 표시법에서 써클과 점 표기는 조이스틱 레버의 작동 방향에 따라 접점이 작동한다는 것을 표시한다. 조이스틱 핸드 스위치는 크레인과 로봇 제어에 많이 적용된다.
일부 스위치는 전문적으로 디자인을 추진하여 사람의 손 보다 기계의 작동 방향에 따라 작동되게 하였다.[1]
리밋 스위치[편집]
리밋 스위치(Limit Switches)는 기계 부품으로 구동되는 레버를 가진 단단한 토글 스위치와 셀렉터 스위치와 유사하다. 통상적으로 레버에는 작은 롤로 베어링이 장착되어 기계 부품과의 반복적인 접촉으로 마모가 되는 상황을 방지한다.
근접 스위치[편집]
근접 스위치(Proximity Switches)는 기계적으로 온-오프를 하던 리밋 스위치나 마이크로 스위치 대신, 비접촉 동작으로 같은 스위칭 작용을 하게 한 센서이다. 센서의 동작원리에 따라 고주파 발진식, 정전용량식, 자기식, 광전식(방사선도 포함)으로 분류할 수 있다.
(1) 금속체가 접근하면 발진(發振)코일의 자력선(磁力線)을 받아 그 유도에 의하여 금속체 내부에 와전류(渦電流)가 발생하고, 발진 코일의 저항이 커져서 발진이 정지되며 이로써 출력을 얻는 형식의 고주파형 근접 스위치.
(2) 수100kHz~ 수MHz의 고주파 발진 회로의 일부를 검출 전극판(檢出電極板)에 유도하여 전극판으로부터 고주파 전계(高周波電界)를 발생시킨다. 이 전계(電界)안에 물체를 접근시키면 물체 표면과 검출 전극판 표면에서 분극(分極)현상이 발생하고, 정전(靜電) 용량이 증가한다. 이 때문에 발진 조건이 조장되고 발진 진폭이 증가하여 출력을 얻게 된다. 이 방식의 용량형 근접 스위치.
(3) 자성체(磁性體) 또는 발진원(發振源)인 영구 자석의 접근을 검출하는 자기형(磁氣形) 근접 스위치 등이 있다.[2][3]-->
생활상 스위치의 종류와 특징[편집]
단절 스위치
단절 스위치는 한 곳에서 대상 부하를 켜고 끄는 전기 스위치이다. 조명기구를 온 오프하는 스위치로 가장 일반적이며, 가정용에 한하지 않고 업무 시설에서도 널리 보급되고 있다. 파나소닉제, 도시바제 등이 비교적 입수하기 쉬운 메이커이다. 텀블러 스위치라는 명칭으로도 불리고 있다. 대한민국 국내에서 단절 스위치를 설치하는 경우, 우측을 누르면 온, 좌측을 누르면 오프가 되는 것이 기본 룰이며, 역방향으로 설치하지 않도록 주의한다. 스위치 본체에 메이커명이 새겨져 있는 것이 많기 때문에, 방향이 거꾸로 되어 있지 않은 것을 확인하고 나서 설치하도록 하면 좋다.
스위치를 배선하는 경우 「고정극에 흑선을 접속한다」라고 하는 옛부터의 룰이 있다. 절연체로 포장된 단절 스위치가 보급되고 나서, 그 룰은 엄밀하지 않게 되었지만, 일찌기에는, 충분한 부분이 노출되어 있던 「나이프 스위치」라고 하는 제품이 사용되고 있어 가동 부분이 충전 부가 되면, 손으로 닿는 부분이 충전부에 근접하여 매우 위험하기 때문에, 고정되어 있는 부분을 충전부로 하고, 가동 부분에 백선을 연결하는 것을 기본으로 하고 있었다. 단절 스위치는 고정극, 가동극 모두 절연된 패키지의 내부에 수용되어 있기 때문에, 어느 쪽에 접속해도 높은 안전성이 확보된다. 그러나, 옛부터 전기 공사를 실시하고 있는 경험자로부터 하면 「고정극에는 흑선」이라고 하는 상식을 준수하고 있는 일도 많기 때문에, 옛부터의 룰에 근거해 시공을 하는 것이 안심이라고도 할 수 있다.
와이드 스위치
와이드 스위치는 편절 스위치를 대형으로 해 밀기 쉬워진 제품이다. 손가락으로 누르는 것뿐만 아니라 손등이나 팔꿈치에서도 버튼을 밀 수 있기 때문에 손이 막혀 있어도 온 오프가 용이하다. 조작면이 넓고 누르기 쉽지만, 강한 힘을 과도하면 스위치가 돌아오지 않게 되거나, 손톱이 빠져 버리기 때문에 주의를 필요로 한다. 맨션이나 주택에서는, 전기 스위치에는 와이드 스위치가 채용되어 현재의 주류이다. 와이드 스위치 중에는 스위치 본체를 분리할 수 있게 되어 있어 리모컨으로서 조명의 온 오프를 할 수 있는 제품도 판매되고 있다. 매우 편리한 기능이지만 리모컨을 분실하지 않도록 관리에 주의를 요구한다.
풀 스위치
끈을 당겨 켜고 끄는 스위치이다. 주택에서는 일본식 방의 펜던트 라이트로의 채용이 많고, 업무용으로는 직접 부착 형광등에 끈을 마련해, 사용하는 장소만 조명을 점등한다고 하는 사용법을 할 수 있다. 풀 스위치를 구비한 조명 기구는 기구 내부에 접점이 설치되어 있어 기기 단독으로의 온 오프가 가능하다. 낡은 시청이나 청사의 건축물 등에서 보이는 경우가 많은 방식이다. 조명에서 끈이 다수 떨어지는 것은 미관상 바람직하지 않기 때문에 채용 실적은 적다. 에너지 절약을 우선하고 의장성보다 기능성을 우선하는 「공장」등이면 큰 절전 효과를 얻을 수 있다.
3로 스위치
3로 스위치는 2개소에서 하나의 대상 부하를 온/오프하기 위한 스위치이다. 주택의 복도나, 입구가 2개소 있는 거실 등에서 채용한다. 어느 스위치로부터도 조명을 온 오프 할 수 있기 때문에, 계단의 상하층에서 하나의 조명을 온 오프하고 싶은 경우도 사용된다. 3로 스위치에서는 2개소까지의 온 오프 밖에 할 수 없다. 3개소 이상의 장소에서 하나의 회로를 온 오프 하고 싶은 경우, 단부에 3로 스위치를 사용해, 중계로서 4로 스위치를 조합한다.
4로 스위치
4로 스위치는 3로 스위치와 조합하여 사용하여 3개소 이상의 장소에서 하나의 회로를 온/오프하기 위한 스위치이다. 외관은 3로 스위치와 같기 때문에 뒷면에 있는 회로도로 판별한다. 4로 스위치를 조합한 회로에서는, 회로 구성은 「3로-4로-3로」 「3로-4로 … 4로-3로」와 같이, 단부에 3로 스위치를 설치하여 중계용 로 4로 스위치를 연결한다. 4로 스위치는 전압강하나 허용전류가 허락하는 이상 몇 개 연결해도 문제없다.
지연 스위치
지연 스위치는 스위치가 꺼져 있어도 수십 초에서 몇 분에 걸쳐 스위치 내부 메커니즘이 켜져있는 스위치이다. 현관의 조명 스위치나 화장실에서의 조명과 환기 팬의 연동에 사용한다. 현관에서는 스위치를 끄면 그 순간에 어두워져 버려 문 손잡이의 위치를 모른다. 지연 스위치를 채용하면, 조명 스위치를 오프로 해도, 일정 시간은 스위치 내부의 기구가 온 상태를 유지하므로, 있다.
조명과 환기 팬을 동일한 회로로 사용하는 화장실에서는 사용 후 조명을 끄면 꺼짐과 동시에 환기 팬도 멈추어 냄새를 배출하기에는 불충분하다. 지연 스위치를 사용하면 조명을 끈 후에도 몇 분 동안 환기가 계속되므로 냄새 배출에 충분하다. 호텔의 객실 조명에서도 지연 스위치가 채용된다. 비즈니스 호텔에서는 객실 조명의 점등으로 카드 홀더에 키를 꽂는 경우가 많지만, 카드 키를 뽑은 순간에 조명을 끄지 않고, 10~15초는 조명 점등을 유지한다. 카드를 뽑은 후 문을 열 때까지 조명 점등이 유지되어 문 손잡이를 안전하게 잡을 수 있다.
타이머 스위치
타이머 스위치는 스위치가 켜지면 눈금에 표시된 시간은 온 상태를 계속하고 설정 시간이 경과하면 꺼지는 스위치이다. 종래부터, 주택의 욕실 환기팬에서는 타이머 스위치가 사용되고 있어, 지금도 높은 보급률을 자랑한다. 24시간 환기 시스템이 보급되어 욕실 환기 팬용 디지털 패널 스위치를 사용할 수도 있다. 업무용 시설에서는 전등반 내에 타이머나 릴레이, 마그넷 스위치 등을 내장하고, 중앙 감시 장치나 조명 제어반에서 스케줄 제어를 행하는 것도 일반적이다. 타이머 스위치는 타임 스위치라는 이름으로도 불릴 수 있다. 자세한 내용은 타임 스위치 타이머 스위치의 종류와 특징을 참조해야 한다.
오프 피카 스위치
반딧불 스위치는 오프 상태 일 때 내장 램프가 빛나는 스위치이다. 어둠에 빛나는 반딧불을 이미지하고 오프 피카 스위치라고도 한다. 오프 피카 스위치를 켜면 내장 램프가 꺼진다. 방에 외광이 들어가지 않는 어두운 방에서는, 스위치의 장소를 찾을 수 없는 경우가 있으므로, 오프 피카 스위치를 채용하는 것으로 스위치의 위치를 램프로 나타낸다. 주택에서는 계단 조명, 복도 조명, 화장실의 복도 스위치에 호타루 스위치를 채용하는 경우가 많아 어두움으로 스위치를 찾기가 쉽다.
반딧불 스위치는 LED 조명과 호환되지 않을 수 있다. 오프 피카 스위치를 사용한 회로에 LED 조명을 연결하면, 오프 피카 스위치의 전구에 흐르는 미소한 전류에 조명이 소등하고 있음에도 불구하고 LED 조명도 흐릿하게 점등하거나 점등, 소등을 반복한다 이러한 문제가 발생한다. LED 조명이 오프 피카 스위치에 대응하고 있는지, 메이커의 공표 자료 등을 이용해 확인하는 것이 좋다.
온피카 스위치
온 피커 스위치는 켜지면 내장 된 램프가 동시에 켜지는 스위치이다. 환기팬 등 조명 이외의 부하와 조합하여 사용한다. 조명은 스위치를 켜면 조명이 켜지므로 스위치가 들어 있는지 여부를 즉시 판단 할 수 있다. 그러나 환기 팬 등 소리가 별로 들리지 않는 전기 기기의 경우, 붙이는 것을 잊어버리거나 지우는 것을 잊어도 즉시 깨닫지 못할 가능성이 있다. 온피카 스위치를 채용하는 것으로, 기기가 운전하고 있거나, 램프로 판별할 수 있게 되기 때문에 편리하다.
디밍 스위치
조광 스위치는 조명기구의 밝기를 조정할 수 있는 스위치이다. 조광 가능형 형광등, 백열 전구, LED 램프의 밝기를 조정할 수 있는 스위치이다. 조광 대응이 아닌 전구형 형광등이나 LED 조명은, 조광 스위치를 접속해도 밝기를 바꿀 수 없고, 램프의 파손으로 이어지므로 접속해서는 안 된다. 백열 전구나 할로겐 전구는 전압을 조정하는 것만으로 조광 가능하지만, LED나 형광등은 구조가 다르기 때문에 전압을 바꾸면 수명이 현저하게 저하된다. 조광 스위치를 100% 설정으로 해도 마찬가지이며, 고장으로 이어지는 것은 변함이 없다.
전구형 형광등을 조광하기 위해서는, 조광 대응형의 전구형 형광등을 사용한다. 미대응 형광등 전구를 조광한 경우, 전압 이상에 의한 수명 저하·깜박임이 발생하고, 경우에 따라서는 파손되기 때문에, 적합한 기구와 전구를 사용해야 한다. 최근에는 LED 조명이 폭넓게 보급되어 조광 기능이 있는 LED가 저렴하게 선정할 수 있게 되었다. LED 조명은 조광의 반응성이 좋고, 백열 전구처럼 1~100%까지 조광할 수 있는 제품이 있으므로 높은 품질을 확보할 수 있다.
조광기 스위치가 설치된 회로는 이전에 사용했던 조광 스위치의 구조와 새롭게 교환하는 LED 조명의 조광 스위치의 구조를 정합시켜야 한다. LED 조명과 백열 전구의 조광 방식이 다른 경우, 조광할 수 없어 파손으로 이어지므로 주의가 필요하다. 백열 전구는 전압을 조정하는 「위상 제어 방식 조광」의 방식이며, 배선 기구를 교환하지 않고 LED 조명을 조광하려면, LED 조명도 위상 제어 방식 대응에 대응한 제품을 선정하지 않아야 한다 해야 한다.
인감 센서 스위치
인감 센서 스위치는 적외선 센서에 의해 사람 등을 검출하여 동작하는 스위치이다. 창고 등 평소 사용하지 않는 방에서 채용하면 지워 잊어 방지를 도모할 수 있다. 창고 외에 주륜장이나 쓰레기장 등에서도 인감 센서 스위치를 적용할 수 있다. 사람이 없는 동안은 자동으로 소등할 수 있기 때문에 지우는 것을 잊지 않는다.
인감 센서 스위치는 방범용으로서도 효과를 발휘한다. 현관등에 인감 센서 스위치를 내장하면, 심야에 현관에 수상한 사람이 다가왔을 경우, 램프를 점등시켜 위협할 수 있다. 피킹 등을 목적으로 접근하는 수상한 사람은 밝게 비추는 것을 피하는 경향이 있기 때문에 높은 방범 효과를 얻을 수 있다.
조명기구는 돌입 전류에 약하고 반복적으로 깜박이면 수명이 현저히 짧아진다. 인감 센서는 그 특성상 온 오프 빈도가 높아지기 때문에, 점멸에 대해서 강화된 조명 기구를 사용하지 않으면, 곧바로 램프가 불점이 된다. 인감 센서를 조명 회로에 사용하는 경우, 점멸을 강화한 형광등이나 LED 전구를 사용하는 것이 좋다.
태블릿 스위치(카드 키 센서)
전용 태블릿을 빼고 꽂으면 조명기구를 켜고 끈다. 호텔의 객실이나 전용 회의실등에서 사용되고 있어 지워 잊어 방지에 도움이 된다. 호텔에서 일반적인 방법으로 카드 키나 태블릿을 꽂은 것과 동시에 점등하는 조명 회로를 설정해 두면 「웰컴 점등」으로서 입구나 침실의 조명 기구를 점등시켜, 이용자에게의 소구성 를 높일 수 있다. 카드나 키를 뽑아도, 몇 초간은 소등하지 않게 타이머 제어를 짜넣으면, 소등까지의 사이에 분실물을 되찾거나, 야간이면 어둠 속에서 도어 노브를 찾을 수도 없다.
자동 점멸기
스위치를 수동으로 조작하지 않고 주변이 어두워지면 자동으로 켜지고 주변이 밝아지면 자동으로 꺼지는 스위치이다. 옥외의 정원등이나 가로등에 널리 사용되고 있다. 자동 점멸기를 설치하면 조명기구마다 밝기를 검출하여 온 오프가 가능해지므로 비용을 낮게 억제하면서 야간 조명을 효율적으로 운용할 수 있다.
자동 점멸기 채용의 주의점으로서 다수의 자동 점멸기를 사용하면, 심기나 건물의 그림자, 자동 점멸기의 더러움의 차이 등을 요인으로 하여 조명기구의 점등 타이밍에 편차가 발생한다. 가로등이나 정원등 등, 정연하게 늘어서 있는 조명기구라면, 하나의 자동 점멸기로 군 관리하는 것이 바람직하다.
방수 스위치
실외에 스위치를 설치할 때 사용하는 스위치는 방수 스위치로 구분된다. 스위치의 전면을 방수 고무로 덮은 제품이나 가동부를 포함하여 방수화한 것이 있다. 옥외에 설치하는 스위치는 비나 습기에 노출되기 때문에, 실내용 스위치를 그대로 외부에 설치하면 절연 열화에 의한 누전 사고의 발생이나 기구에 녹이 발생할 우려가 있으므로 방수 스위치를 채용하는 것이 원칙이다. 비가 직접 닿지 않는 처마 등이라도, 높은 습도에 의해 스위치의 절연 성능이 열화하는 것이 생각되기 때문에, 방수 스위치를 사용하는 것이 좋다.[4]
각주[편집]
- ↑ "Switch Types", ALL ABOUT CIRCUIT
- ↑ 센서용처사전, 〈근접 스위치〉, 《네이버 지식백과》
- ↑ 기계공학용어사전, 〈근접 스위치〉, 《네이버 지식백과》
- ↑ hak279, 〈스위치 구성 및 종류2〉, 《하기의 궁금증》, 2023-09-27
참고자료[편집]
- "Switch Types", ALL ABOUT CIRCUITS
- "Different Types of Switches with Circuits and Applications", WatElectronics, 2019-07-18
- hak279, 〈스위치 구성 및 종류2〉, 《하기의 궁금증》, 2023-09-27
같이 보기[편집]
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