Schakelaar

Een dubbele lichtschakelaar
(vaak met hotelschakeling),
voor bijvoorbeeld :
boven- en benedenverdieping tezamen.

Een schakelaar is in elektrische zin een "verbinder" waarbij vaak twee geleidende delen met elkaar verbonden worden (ook maken genoemd). Omgekeerd kan een schakelaar de stroomkring juist verbreken (kortweg breken). De bekendste is de lichtknop in huis waarmee een lamp "aan" of "uit" gedaan kan worden. In allerlei moderne apparatuur worden digitale schakelaars toegepast. De processor van een computer bestaat in wezen uit miljoenen digitale schakelaars (flip-flops). Hiermee worden vervolgens signalen verwerkt, waarbij het maken van een verbinding een logische "1" vertegenwoordigt (bij een lichtschakelaar "aan") en het verbreken van een verbinding een logische "0" (bij een lichtschakelaar "uit"). Op de manier wordt informatie ook in computergeheugens opgeslagen; de geheugens "onthouden" welke schakelaars "aan" of "uit" staan ("1" of "0")

Schakelstanden Uit (0) en Aan (1)

Niet alle schakelaars kennen slechts twee toestanden. Er zijn ook schakelaars, zoals de schuifschakelaar en de draaischakelaar, die op meer dan twee punten een verbinding maken of breken. Deze kan men beschouwen als samengestelde schakelaars die wel tussen twee toestanden schakelen, net zoals een willekeurig getal uit het decimale talstelsel kan worden omgezet in een getal uit het binaire talstelsel.

Gewone schakelaars vertonen een verschijnsel dat denderen heet – het kortstondig meerdere malen achtereen maken en verbreken van het contact – en dat in digitale schakelingen hinderlijk kan zijn.

Doorgaans wordt bij een schakelaar die een duidelijke aan-uitfunctie heeft, zoals een lichtschakelaar, deze zodanig gemonteerd dat de aan-toestand in de richting van het geschakelde apparaat (of lichtpunt) wijst. Een lichtknopje in de wand in huis gaat dus aan als op de bovenzijde wordt gedrukt, en een schuifschakelaar schakelt aan als de schuif naar de lamp toe wordt bewogen. Dit verschilt overigens per land: in de Verenigde Staten gaat het zo, maar in Europa, Australië en Nieuw Zeeland is het andersom. Verder kan deze regel niet gehandhaafd worden als een lichtpunt door meerdere schakelaars wordt bediend (hotelschakeling).

Uitvoeringen

Er bestaan verschillende soorten schakelaars, waaronder heel speciale zoals de tijdschakelaar, de reedschakelaar en de kwikschakelaar. We kennen ook spaarschakelaars, helderdonkerschakelaars en hotelschakelaars. Bij deze laatste schakelaar is het mogelijk op twee of meer punten de stroomkring te verbreken of weer te herstellen.

Druk- of momentschakelaar

Een drukschakelaar of 'drukknop' is een terugverende schakelaar die verbinding maakt of breekt als hij ingedrukt wordt. De meeste deurbellen en veel aan/uit-knoppen op computers zijn voorbeelden van drukknoppen. Een drukknop maakt een contact, of verbreekt het contact zolang men die knop ingedrukt houdt. Als bij het loslaten van de knop de schakeltoestand van het contact niet meer verandert, dan spreekt men van een schakelaar.

Foliedrukknop

Een foliedrukknop is dun en bestaat uit kunststoflagen met een matrix van metaallagen ertussen. Op de punten waar de toetsfunctie voorzien is, kunnen de metaallagen door samendrukken van alle lagen contact met elkaar maken.

Schuifschakelaar

Een schuifschakelaar of 'schuifknop' is een schakelaar die verbinding maakt of breekt wanneer een deel ervan opzij geschoven wordt. Op veel radio's kan men tussen verschillende banden kiezen met een dergelijke schuifknop. Er zijn vaak drie, vier of meer standen.

Draai- of walsschakelaar

Een draaischakelaar of 'draaiknop' is een schakelaar die tussen verschillende verbindingen kan schakelen doordat eraan gedraaid wordt. In wasmachines waarop men verschillende wasprogramma's kan kiezen, gebeurt dit vaak met een dergelijke draaiknop.

Tuimelschakelaar

Een tuimelschakelaar is een schakelaar die een verbinding maakt of verbreekt als de stand van de hefboom ervan gewijzigd wordt. Bekende tuimelschakelaars zijn de richtingaanwijzers in auto's. De meeste uitvoeringen hebben twee of drie standen.

Tastschakelaar

Een tastschakelaar wordt in werking gezet door aanraking met bijvoorbeeld de hand, waarbij er geen sprake is van de wijziging van de stand van een mechanische schakelaar.

Voetschakelaar

Een voetschakelaar schakelt als men met er met de voet druk op uitoefent. Dit soort schakelaars wordt veelal door gitaristen op het podium gebruikt.

Kwikschakelaar

Een kwikschakelaar is een schakelaar in de vorm van een glazen buisje met twee contacten waarin zich kwik bevindt, dat verbinding maakt als de schakelaar in een bepaalde stand gehouden wordt. Dit kan doordat kwik een goede geleider is voor elektrische stroom. In conventionele thermostaten wordt een kwikschakelaar nog wel toegepast, maar wegens milieubezwaren is dit in moderne thermostaten niet meer toegestaan.

Reedschakelaar

De reedschakelaar of reed-contact is een schakelaar die ingeschakeld wordt, indien er een magneet dicht in de buurt komt. Ze worden bijvoorbeeld gebruikt in de opnemer van fietscomputers.

Eenfunctieschakelaar

Een eenfunctieschakelaar wordt gebruikt door personen met een lichamelijke handicap. Het is bijvoorbeeld mogelijk om met één eenfunctieschakelaar de computer volledig te bedienen. Dit gebeurt door de verschillende opties (bijvoorbeeld letters) te scannen.

Tijdschakelaar of schakelklok

Een schakelaar met een ingebouwde klok, die op een van tevoren vastgesteld tijdstip, of een reeks ingestelde tijdstippen, in- of uitschakelt. Er bestaan zowel mechanische tijdschakelaars als volledig elektronische. Tijdschakelaars worden onder andere gebruikt bij ovens, wasmachines, straatverlichting en aquariums. Men spreekt ook wel van tijdklok, maar dat woord is een merkwaardige constructie.

Radioknoppen

Dit is een combinatie van schakelaars waarvan er altijd een ingedrukt is. Door een van de schakelaars in te drukken zal een andere schakelaar vrijkomen. Deze schakelaars treft men vaak aan op oudere radio's en televisies.

Olieschakelaar

Dit soort schakelaars wordt gevonden in het hoogspanningsnet. De behuizing van de schakelaar is gevuld met olie om te verhinderen dat er bij het schakelen van een sterke gelijkstroom een vlamboog ontstaat.

Nuldoorgangsschakelaar

Ook deze schakelaar is bedoeld voor het schakelen van hoge stromen. De constructie zorgt ervoor dat precies op het moment van de nuldoorgang van de wisselstroom wordt geschakeld. In tegenstellng tot de vorige is deze schakelaar alleen voor wisselstroom geschikt.

Wisselschakelaar

Deze schakelaar heeft drie contacten (P, X en Y) waarbij de verbinding PX of PY wordt gemaakt. Wordt gebruikt in woningen om een lamp met twee of meer schakelaars te kunnen bedienen.

Kruisschakelaar

Deze schakelaar heeft vier contacten (P, Q, X en Y) waarbij hetzij de verbindingen PX en QY, hetzij PY en QX worden gemaakt. Wordt in combinatie met twee wisselschakelaars gebruikt om een lamp met drie of meer schakelaars te kunnen bedienen. Is ook geschikt om een gelijkspanning om te polen.

Serieschakelaar

Twee enkelpolige schakelaars in een behuizing, vaak met een gemeenschappelijk contact.

Wandcontactdoos

Een wandcontactdoos of 'stopcontact' is strikt genomen geen schakelaar, maar wordt vaak als zodanig gebruikt. Met name bij verplaatsbare apparaten, zoals een looplamp.

Hoogspanningsschakelaars

• Scheider of scheidingsschakelaar

In principe bestaat een scheidingsschakelaar uit twee steunisolatoren die elk een contact dragen waaraan de leidingen zijn bevestigd. Door een beweegbaar contactstuk kan een geleidende verbinding tussen deze contacten worden gemaakt.
Een scheider mag alleen bediend worden als er geen stroom loopt en dient om zo nodig een scheiding te kunnen maken tussen het spanningvoerende deel van een installatie en de daarop aangesloten onderdelen. De scheider wordt ook gebruikt om een deel van de installatie voor onderhoud spanningsvrij te maken.
Een scheider moet in gesloten toestand in staat zijn de volle kortsluitstroom van het net te kunnen voeren.

• Lastscheider

Een bijzonder soort scheider is de zogenaamde lastscheider. Lastscheiders zijn scheidingsschakelaars die een bepaalde belasting kunnen in- en uitschakelen. Minimaal is dit de nominale stroom bij nominale spanning waarvoor ze zijn gebouwd, bijvoorbeeld 630 A bij 12 kV
Ook kunnen de meeste lastscheiders – door een uitgebreide contactconstructie - op een volle kortsluitstroom van het net inschakelen.

• Aarder of aardingsschakelaar

Aardingsschakelaars zijn gewone scheiders, die een aardverbinding tot stand kunnen brengen, om daarmee de installatie veilig te stellen.
Na het sluiten van de contacten en het daaraan verbonden netgedeelte is de installatie geaard en tevens kortgesloten.

• Vermogensschakelaar

3-polige drukluchtschakelaar voor 10-12 kV, 4 kA en 1000 MVA kortsluitvermogen

Een vermogensschakelaar is een apparaat waarmee te allen tijde het doorgaande vermogen kan worden ingeschakeld of worden verbroken. Een ander kenmerk van een vermogensschakelaar is, dat deze ook bedrijfszeker functioneert in geval van storing in een netgedeelte. Kortsluitstromen van maximale grootte – in Nederland soms wel 63 kA – worden zonder gevaar afgeschakeld.
Bij alle schakelhandelingen wordt een boog gevormd, vooral bij het afschakelen. Een belangrijke taak van de vermogensschakelaar is deze boog zo effectief mogelijk te doven of te blussen. Daar zijn diverse technieken voor ontwikkeld:

• Schakelen in olie -> olieschakelaars worden geleidelijk aan vervangen door moderner materieel als:
• Schakelen in lucht met druklucht of met lucht van atmosferische druk met magnetische blazing
• Schakelen in zwavel-hexafluoride (SF₆) - gas
• Schakelen onder vacuüm

Symbolen

In een ontwerptekening van een elektrische installatie worden symbolen gebruikt.

  Vrije mediabestanden over Electric switches op Wikimedia Commons