Во многих электрических приборах возникает потребность в защищенных от воздействий внешней среды управляемых переключателях. Требуется механизм, контакты которого не обгорают на воздухе, и им не мешает влага. Требуется ускорить процесс включения-выключения цепи и исключить присутствие между контактами посторонних примесей, они присутствуют в атмосфере или появляются на контактах переключателя со временем. В случаях, когда требуется надежность и долговечность, применяются герконы.
Устройство было изобретено профессором В. Коваленковым в Санкт-Петербурге в 1922 году. В 30-е годы того же столетия началось их производство и массовое применение в электрическом оборудовании.
Геркон – что это такое
Геркон – это два и более контакта, заключенных в стеклянный корпус. Для подключения к наружной электрической цепи, концы контактов выведены за пределы корпуса устройства. Внутренний объем герметизирован и заполнен инертным газом. Лишенные доступа атмосферного воздуха, контакты надежно защищены от вредного влияния окружающей среды:
- Отсутствует кислород, способствующий окислению контактной группы;
- Отсутствует влажность, при которой возможно самопроизвольное срабатывание;
- Отсутствуют механические примеси, которые могут препятствовать возникновению контакта.
Стекло способствует надежной изоляции контактной группы . Но применение хрупких материалов корпуса не позволяет применять устройство в условиях повышенных нагрузок: вибрации, резких механических воздействий.
Как работает геркон
В основе принципа работы геркона лежит электромагнитное поле – магнит. Контактная группа в состоянии покоя находится в замкнутом или разомкнутом состоянии в зависимости от типа устройства.
При внесении в зону восприятия устройства магнитного поля – приближения магнита или другого механизма, обладающего подобными свойствами, контакты устройства намагничиваются и происходит их притягивание друг к другу. Результат - замыкание, включение электрической цепи. В другом случае, контакты намагничиваются таким образом, что отталкиваются друг от друга – происходит размыкание, выключение электрической цепи.
Возможно комбинированное действие , когда происходит переключение. До внесения в зону устройства магнитного поля, ток тек по одной контактной цепи, после переключения по другой.
Для примера возможной работы геркона, можно предположить, что им заменен комнатный выключатель. Теперь если поднести магнит к бывшему выключателю, где теперь установлен геркон, загорится лампочка, при удалении магнита – погаснет.
Виды устройств
Все устройства разделяются на группы по принципу работы:
- Нормально замкнутый геркон. В состоянии покоя, без внесения магнитного поля цепь устройства замкнута;
- Геркон нормально разомкнутый. В состоянии покоя, без магнитного поля, цепь устройства разомкнута;
- Переключающий. Комбинирует в себе замкнуты и разомкнутые устройства;
- Бистабильный. Имеет собственный магнит, который сохраняет положение контактов устройства в последнем состоянии после исчезновения внесенного магнитного воздействия.
Технические характеристики
По техническим характеристикам герконы разделяются в зависимости от условий применения. Учитываются такие факторы:
- Климатические условия. Например, работа при пониженных температурах;
- Окружающая среда. Например, жидкость;
- Проходящие через устройство напряжение и сила тока. Например, геркотроны позволяют применять напряжение до 100 киловольт.
Применение
Благодаря низкой цене и простоте конструкции, монтажа и использования, герконовые датчики и герконовые выключатели успешно применяются в случаях, когда их хрупкость не имеет значения. Область их применения обширна: от бытовых нужд до промышленных процессов.
Электрические компоненты устанавливаются в бытовых приборах в виде реле, в электросчетчиках и даже стационарных кнопочных телефонах – щелчки набора номера импульсным номеронабирателем результат, по сути, его работы.
Охранные сигнализации — один из примеров применения герконов. На косяк двери устанавливается магнит, на дверь – геркон. При удалении магнита из зоны восприятия устройства происходит замыкание или размыкание цепи, в результате которого становится известно о нарушении охраняемого периметра.
В пожарных датчиках также применяются эти устройства. При возникновении опасной ситуации, электрическая цепь включается при помощи геркона. Работать такой датчик может как в помещении, так и на улице.
В промышленных областях они применяют также во многих ситуациях. Например, для измерения уровня жидкости используется поплавковое устройство . В лифтовом хозяйстве герконы применяются для определения местоположения кабины подъемника.
Группа контактов, заключенная в стеклянную колбу, с инертным газом применятся везде, где необходимо замыкать, размыкать и переключать электрическую цепь.
Герконы это один из элементов коммутации в электрических цепях, которые успешно применяются при определенных условиях. В некоторых случаях реле на герконах являются более эффективной альтернативой электромагнитным реле.
Область применения герконов
Контактные группы на герконах активно используют в электрических схемах охранной сигнализации. Группа контактов на герконах в одном корпусе может одновременно делать переключения в нескольких электрических цепях не связанных друг с другом. В сигнализации это применяют для включения звуковой, световой индикации сработки, для передачи сигналов на дежурный пульт управления.
На предприятиях с взрывоопасными примесями эффективно используют герконы для коммутации электрооборудования различного назначения, так как при замыкании и размыкании контактов нет искр выходящих за пределы герметичной стеклянной колбы корпуса. Для запуска мощных электродвигателей применяют герконы способные подключать цепи с нагрузкой до 45 кВт.
Кроме низковольтного оборудования, есть модели герконов которые используются для замыкания цепей с напряжением от 1000 В до 100 кВ, в релейной защите высоковольтных воздушных линиях для передачи электроэнергии. На таких элементах устанавливают дугогасящие конструкции и дэмпферные приспособления для гашения вибрационных колебаний контактов. Герконовые изделия для коммутации предоставляют возможность развития новых направлений в приборостроении, автоматических устройств управления и защиты в релейных системах.
Принцип работы герконов
Работа основана на использовании магнитных сил поля возникающих между ферромагнитными элементами в герконе. Эти силы могут деформировать и перемещать, феритовые пластины контактов, при этом они замыкаются или размыкаются. Магнитное поле для намагничивания ферромагнитных контактов в зоне размещения прибора создается двумя способами:
- Катушкой наматываемой на корпус, на которую подается постоянный ток;
Совет №1 величину магнитного потока можно регулировать самостоятельно, наматывая провод на корпус катушки до момента срабатывания контактов
- Внешним постоянным магнитом.
Простейшая конструкция геркона
Виды герконовых реле
Большой спрос на использование герконов в самых различных отраслях с учетом условий производства порождает большое количество моделей изделия. Все герконовые реле можно разделить по виду контактов:
- С разомкнутыми контактами в исходном состоянии;
- С замкнутыми контактами в исходном состоянии;
- С комбинированными группами контактов, когда в одном корпусе находятся нормально замкнутые и разомкнутые герконы.
По виду конструкции герконовые реле разделяют на два вида:
- Сухие – с наполнением колбы инертным газом или с вакуумом внутри, это делается для увеличения устойчивости контактов к большим токовым нагрузкам;
- Мокрые – герконы в точках соприкосновения контактов имеют жидкий металл, ртуть при вибрации играет роль амортизатора, предотвращая размыкание.
Основные технические характеристики герконов
По причине большого разнообразия конструкций герконовых реле, с различными функциональными назначениями есть характеристики, которые актуальны только для конкретного вида. Рассмотрим основные, которые присущи для всех разновидностей герконовых реле:
- Уровень вибрации — при превышении заданного уровня стеклянные колбы герконов могут треснуть, контакты замкнуться или разомкнуться. Измеряется та величина количеством колебаний в секунду;
- Максимальное для контактов напряжение в коммутируемой электросети измеряется в вольтах и кВ, зависит от сечения и материала контактов, записывается как Uмах;
- Допустимая мощность , при которой контакты не теряют своих ферромагнитных свойств и способности выполнять свои функции. Мощность геркона определяют материал и сечениеконтактов, чем больше сечение тем больше допускается электрическая мощность сети, обозначается в технической документации как Рmax измеряется в Вт; кВт;
- Число коммутационных циклов – количество размыканий и замыканий до износа контактов, при котором они уже не могут выполнять своего функционального назначения. В некоторых технических источника это называется ресурс работы, обозначается как N мах, где N – количество срабатываний обычно исчисляется от 4-5 милиардов;
- Время отпускания – промежуток времени от момента обесточивания катушки до перехода контактов в исходное состояние 0,2 — 1мкс;
- Время реакции – время от момента подачи тока на катушку до замыкания или размыкания контактов 0,5 – 2 мкс;
- Емкость контактов – Ск, может быть только в разомкнутом состоянии контактов, зависит от промежутка между ними и геометрических размеров контактных пластин.
Последние два параметра в технической документации могут формулировать как скорость замыкания и размыкания контактов в миллисекундах, записываются как Тср и Тотп. Эти величины показывают быстродействие геркона, малогабаритные модели имеют более высокое быстродействие. Частота коммутационных циклов может достигать 1000 Гц.
- Напряжение пробоя – величина напряжения (десятки кВольт), при которой между ферритовыми контактами в разомкнутом состоянии пробивает электрическая дуга или искра. Это напряжение характеризует электрическую прочность геркона, которая во многом зависит от материалов, из которых сделаны контакты, покрытия и зазора между ними;
- Напряженность поля – величина, при которой происходит переключение контактов, иногда этот параметр называют магнитодвтжущая сила Vср – срабатывания. Под срабатыванием понимается замыкание контактов и Vотп. Отпускания, подразумевают размыкание контактов.
- Сопротивление контактного перехода – имеет два значения, измеряется в замкнутом состоянии Rк (контакта) очень малые величины. В разомкнутом состоянии Rиз(изоляции) – сопротивление изоляции в пределах десятков МОм.
Таблица: ХАРАКТЕРИСТИКИ ГЕРКОНОВ НА ЗАМЫКАНИЕ КОНТАКТОВ
| Модель геркона | KЭM-1 | KЭM-6 | MK36701 | MKA-27101 |
| Вид модификации геркона | стандарт | стандарт | промежуточные | промежуточные |
| сила магнитного поля, А | 54…110,1 | 37…50 | 51…80 | 31…60 |
| Интервал времени срабатывания, мс | 3 | 2 | 2 | 1,5 |
| 31 | 11 | 20 | 11 | |
| 221 | 151 | 101 | 111 | |
| Величина тока коммутации, А | 1,1 | 0,26 | 0,36 | 0,36 |
| Напряжение пробоя, В | 501 | 501 | — | 501 |
| Сопротивление контактов замкнутого геркона, Ом | 0,09 | 0,11 | 0,071 | 0,121 |
| частота замыканий, Гц | 101 | 21 | 50 | 100 |
| Рабочая температура, °С | -61…+123 | -61…+125 | -61…+100 | -61…+100 |
| Допустимый диапазон частот вибрации, Гц | 1…601 | 1…50 | 1…600 | 1…601 |
| Длина и Ø баллона, мм | 50/80 | 36/63,5 | 36/63,5 | 27/45,6 |
Параметры переключающих и измерительных герконов
| Марки герконов | МКС-27102 | КЭМ-3 | МКС-15101 | МКА-52181 | МКА-27801 |
| сила магнитного потока, А | 51…74 | 31…100 | 31…45 | 81 | 31…100 |
| 1,51 | 1,51 | 1,51 | 2.1 | 2.1 | |
| Допустимая мощность коммутации, Вт | 31 | 31 | 0,36.1 | 1,49 | 1 |
| Допустимое напряжение коммутации, В | 151 | 125 | 35 | 35 | 301 |
| Допустимый ток коммутации, А | 1.1 | 1.1 | 0,011 | 0,11 | 0,011 |
| Сопротивление замкнутых контактов, Ом | 0,151 | 0,31 | 0,151 | 0,081 | 0,11 |
| частота замыканий и размыканий, Гц | 51 | 101 | 100,1 | 100,1 | 50.1 |
| Интервалы рабочей температуры, °С | -61… + 125 | -61… + 125 | -61… + 125 | -61… + 85 | -61… + 85 |
| Диапазон сачтоы вибрации, Гц | 1…2000.1 | 1…2000.1 | 1…2000,1 | 1…601 | 5…601 |
| Длина и Ø баллона, мм | 27/67 | 18/54 | 15/50 | 53/79,5 | 28/52,3 |
герконы с большой мощностью
| Марка геркона | MKA-52141 | MKA-52142 | MKA-52202 |
| Модификация геркона | высоковольтный | высоковольтный | мощный |
| Сила магнитного потока переключения, А | 100…200,1 | 300.1 | 180…300.1 |
| Временной интервал переключения, мс | 3,1 | 3,1 | 8,1 |
| Допустимая мощность коммутации, Вт | 51 | 51 | 251 |
| Допустимое напряжение коммутации, В | 5000.1 | 10000.1 | 380.1 |
| Допустимый ток коммутации, А | 3,1 | 3,1 | 4,1 |
| Напряжение пробоя, В | 10000.1 | 15000.1 | 800.1 |
| Сопротивление между замкнутыми контактами, Ом | 0,1 | 0,1 | 0,3 |
| Диапазон рабочих температур, °С | -40…+85 | -60…+100 | -45…+60 |
| Допустимые частоты вибрационные нагрузки, Гц | 1…600 | 1…60 | 1…10 |
| Длина колбы и Ø мм | 53/5,4/80 | 52/5,5/90 | 52/7,0/0 |
Особенности управления контактами геркона
Можно выделить два способа управления, каждый из которых имеет свои конструктивные особенности:
Управления по средствам магнитного поля от постоянного магнита.
Геркон устанавливается неподвижно, магнит перемещается в пространстве относительно геркона, при приближении на расстояние когда сила магнитного поля достаточная для переключения контактов происходит срабатывание. Аналогично при удалении магнита от геркона, поле ослабеет, и контакты геркона возвращаются в исходное состояние.
Классическим примером такого варианта является применение геркона в системах охранной сигнализации, когда геркон устанавливается на дверную коробку, а магнит на двери, можно наоборот.
Пример монтажа герконовых датчиков на двери
А – контакты находятся в разомкнутом состоянии;
Б – контакты замыкаются сигнализация срабатывает:
Совет №2 Рекомендуется в этом случае использовать датчики цилиндрической формы в пластиковом корпусе. Они незаметно устанавливаются в просверленные отверстия в коробке и двери. Для маскировки сверху можно наклееить эластичные заглушки соответствующего цвета.
В зависимости от условий эксплуатации и функционального назначения, конструктивные решения могут быть разные:
- Магнит может вращаться вокруг оси, меняя полярности тем самым переключать контакты геркона.
- Между герконом и магнитом может перемещаться экранирующая магнитная шторка, для шунтирования поля;
- Подвижным может быть любой элемент, несколько, элементов или все, шторка, магнит и геркон, все определяют условия конкретного объекта.
Управление герконом по средствам катушки, через которую пропускается постоянный ток
Такой способ получил широкое применение в конструкциях герконовых реле с небольшим количеством групп контактов. В полый сердечник корпуса, на который намотана обмотка, помещают один или несколько герконов.
Примером такого использования являются токовые датчики защиты в электросетях питающих оборудование. Катушки наматываются достаточно толстым проводом, чтобы выдерживать токовые нагрузки, используемые на производственном процессе. При превышении тока магнитное поле отключает контакты геркона, оборудование обесточивается. Настройка осуществляется перемещением по резьбовому соединению геркона внутри катушки вдоль оси.
Достоинства герконовых переключателей
- В отличие от обычных реле с электромагнитными катушками и сердечником в герконовых нет механических элементов, привода рычага для перемещения контактов и стального сердечника в катушке. За счет этого конструкция получается меньших габаритов.
- Многие показатели герконовых реле в сотни раз выше, чем обычных реле, сопротивление изоляции, пробивное напряжение, соответственно электрическая прочность.
- Очевидно, что обычные реле не могут сравниться с герконами по быстродействию. Частота коммутации контактов на герконах 1000Гц;
- Ресурс работы герконов исчисляется в миллиардах циклах переключений;
Недостатки
Не смотря, на все совершенства, имеются и недостатки:
- Не большая мощность;
- Не большое количество контактов в одной колбе;
- В сухих вариантах может быть механическое дребезжание контактами;
- Хрупкий корпус стеклянного баллона;
- В неэкранированном корпусе может быть влияние сторонних магнитных полей.
Их конструкция имеет ряд серьезных недостатков. Среди них в первую очередь следует отметить ненадежность контактной системы, а также трущиеся металлические детали, при износе которых снижается общая работоспособность прибора. В результате, были созданы герметические магнитоуправляемые контакты - геркон овое реле, принцип действия которого позволил избавиться от минусов, присущим электромагнитным устройствам.
Характеристики геркон овых реле
Г еркон это устройство состоящее из двух контактов, изготовленных из ферромагнитного сплава. Они размещены в специальной колбе, позволяющей осуществлять контроль за их работой. В случае приближения к контактам постоянного магнита, происходит замыкание с образованием непрерывной цепи. В связи с этим геркон овое реле известны как концевые выключатели.
Все геркон ы маркируются в соответствии с областью применения. Например, обозначение КЭМ относится к коммутации электрических механизмов, буква «А» означает возможность работы в любом климате, буква «В» предполагает работу устройства только в помещениях. МКА является магнитным коммутатором для любых климатических условий.
Сопротивление стандартно переключающего путевого геркон а составляет примерно 0,2 Ом. У геркон а, работающего на размыкание этот показатель составляет как минимум 1 кОм. Эти показатели позволяют существенно ускорить переключение цепей. Магнитные выключатели этого типа применяются для силовых цепей напряжения и обладают улучшенными показателями. Размыкающие магнитные геркон овые переключатели применяются во многих схемах, в основном для компьютерных или охранных систем, контрольных датчиков и многих других устройств.
Принцип действия геркон ового реле
В работе нормально замкнутого геркон а используется принцип взаимодействия сил, возникающих между магнитными телами. В электромагнитном поле появляются и передаются импульсы, начинают двигаться электроны, вызывающие перемещение и деформацию токопроводящих контактов.
Изменение положения и состояния магнитного концевика в конкретном устройстве или в цепи, приводит к размыканию контактов. Дальнейшей изменение их положения происходит под действием других подвижных элементов - кнопок, концевых пружин, дисков и т.д. Таким образом, происходит поочередное включение и выключение контактов.
Данный принцип работы стал основой функционирования промежуточного геркон ового реле, действующего на замыкание. Его конструкция состоит из двух сердечников и герметичного прочного стеклянного баллона, наполненного газом или газовой смесью. Сам баллон находится под постоянным действием электрического тока. Газы препятствуют окислению металлических сердечников.
При подключении к такому геркон у постоянного тока, происходит образование мощного вокруг сердечников. Наличие специальных зазоров значительно облегчает прохождение этого поля между частями реле. Далее наступает возникновение автономного магнитного потока, движущегося в заданном направлении. Соединение сердечников значительно ускоряется за счет их покрытия драгоценными металлами с более низким сопротивлением, чем у обычного материала.
Постоянный магнитный поток обеспечивается особенностями конструкции геркон ового реле. Однородность и целостность деталей создается за счет литья и штамповки, а для соединения их между собой используются сварочные процессы. Поэтому катушка реле намагничивается в минимальной степени. По такой схеме работает геркон овое реле, принцип действия которого достаточно простой. В случае прекращения подачи постоянного тока, произойдет размыкание контактов, а магнитный поток исчезнет.
Принцип работы этого коммуникационного устройства, название которого расшифровывается как «герметичный контакт», можно объяснить следующим образом. Геркон – миниатюрная цилиндрическая стеклянная колбочка, в противоположные концы которой впаяны два контакта, обладающие ферромагнитными свойствами: подвижный и неподвижный. Колба либо вакуумирована, либо наполнена инертным газом, дабы продлить срок их службы.
Если поднести к ней магнит, то подвижный контакт соприкоснется с неподвижным и цепь замкнется. При этом вы услышите характерный щелчок. Если магнит убрать - контактны вновь разомкнутся. Вместо постоянного магнита можно использовать и соленоид. Так работает нормально разомкнутый или замыкающий геркон - одна из самых популярных его разновидностей.
Свойства герконов
Основные свойства этих устройств, на которые следует обратить внимание при чтении статьи:
- Магнитоуправляемость;
- Герметичность;
- Компактность;
- Дискретный режим работы.
В настоящее время герконы вытесняются датчиками Холла - твердотельными полупроводниковыми устройствами. Далее представлены фото герконов широкого потребления.
Классификация
По принципу работы
- Нормально разомкнутые герконы (под действием внешнего магнитного поля замыкают цепь);
- Нормально замкнутые (наоборот, размыкают цепь);
- Переключающие (выполняют роль магнитоуправляемого переключателя).
По наличию ртути
- Сухие (безртутные);
- Ртутные.
По наполнению колбы
- Наполненные инертным газом;
- С вакуумным наполнением.
Наибольшая роль в обеспечении длительной работы геркона отводится месту примыкания контактов к колбе. При отсутствии герметичности устройство быстро выходит из строя.
Преимущества
- Значительный ресурс, обусловленный защитой контактов от окисления кислородом воздуха и крайне незначительным трением в процессе работы (более триллиона циклов);
- Миниатюрность (выигрывают в компактности у реле тех же характеристик);
- Можно осуществлять коммутацию слабых сигналов;
- Практически не искажают сигнал шумами;
- Скорости срабатывания выше, чем у реле;
- Высокое напряжение пробоя;
- Герметичность конструкции;
- Отсутствие необходимости в обслуживании;
- Цепи управления и коммутации независимы друг от друга и гальванически развязаны.
Недостатки
Другая положительная сторона - герметичность, оборачивается недостатком в виде хрупкости колбы. Герконы неустойчивы к сильным вибрациям.
При нагреве подвижного контакта выше точки Кюри происходит утрата намагниченности, что приводит к размыканию цепи, причем процесс принимает неустойчивый характер.
Коммутация имеет конечную скорость, что довольно критично для быстродействующих устройств.
Порой встречается залипание контактов. Этому есть два объяснения: деформация контактов при пропускании через них постоянного тока, приводящая к тому, что они цепляются друг за друга (один разрушается - другой восстанавливается), и их взаимное притирание.
Дребезг контактов
Отдельно стоит упомянуть и такое неприятное для цифровой техники (где, в основном, и используются герконы) явление как дребезг контактов. После замыкания наблюдается серия бесконтрольных актов потери и приобретения контакта.
Справедливости ради следует отметить, что такое поведение характерно для большинства механических коммутационных аппаратов. Подключив геркон напрямую к синхронному входу можно получить непредсказуемые результаты.
Меры, направленные против дребезга контактов:
- Добавка ртути (что чревато ее утечкой при разбитии колбы);
- Подключение через специальные электронные схемы;
- Использование демпфирующих фильтров (в отдельных случаях);
- Программные средства.
Последние реализуются следующими способами:
- Временная задержка;
- Подсчет вторичных коммутаций в течение определенного интервала времени;
- Вычисление длительности текущего состояния.
Очевидно, что подключить геркон своими руками - не самая легкая задача, если вы не владеете основами электротехники и электроники.
Применение
Герконы нашли применение в разнообразных устройствах позиционирования. К неподвижной части прикрепляют датчик на основе геркона, а к подвижной - магнит.
Сфера применения герконовых датчиков:
- Системы охранной сигнализации, контроля доступа;
- Снаряжение для работы под водой;
- Промышленные клавиатуры;
- Измерительные приборы (например, велосипедные спидометры);
- Взрывозащищенные устройства;
- Медтехника;
- Автоматическое грузоподъемное оборудование (лифты);
- Ноутбуки и нетбуки (датчик поднятия крышки).
Особые виды герконов
Герконовые реле - устройства, состоящие из геркона и управляющего соленоида. К ним также можно отнести герсиконы, гезаконы и геркотроны. Первые предназначены для силовых цепей, вторые имеют эффект памяти, а третьи разработаны для высоковольтной техники.
Изобретение герконов
Еще в 20-х годах минувшего столетия советским ученым Коваленковым было предложено реле с контактами, управляемыми магнитным полем. В середине 30-х некоторыми советскими и американскими учеными практически одновременно выдвинута идея о помещении подобного реле в запаянную стеклянную колбу. В 41м году началось производство герконов в США. Применялись они для телефонной связи.
В СССР производство началось гораздо позже: лишь в конце 50-х годов в Ленинграде. Также, как и в США, применение герметичным контактам нашли в оборудовании телефонных станций. С 65-го года герконы стали производить на рязанском заводе металлокерамических приборов (РЗМКП). По состоянию на 2015 год он является одним из крупнейших производителей этих устройств во всем мире.
Фото герконов
Современные технологии с каждым днём всё больше упрощают все сферы жизнедеятельности человека. Предмет рассмотрения сегодняшней публикации является один из таких полезнейших устройств. Современный герконовый датчик, как один из самых практичных и удобных коммутационных средств, (соединяющих электромеханические контакты в электрической цепи) – прагматичное и эффективное решение как для специального применения в профессиональной сфере, так и обычного бытового использования. Более подробно о том, что это такое, геркон, как работает и каков принцип его действия, можно ли сделать и подключить его своими руками в бытовых условиях – узнавайте далее.
Что это такое: геркон
Официально научное название геркон является образованием двух слов – герметичный и контакт. В своей сущности, название полностью оправдывает его основной функционал и предназначение, так как геркон – это коммутационное (соединяющее) устройство в электрике, которое действует на основе физических законов электромагнитного поля и передачи тока по проводникам.
Особенностью этого вида контакта является его герметичные условия действия.
Он окружён полностью герметичной стеклянной (чаще всего) оболочкой, что обеспечивает полную изоляцию и снижение уровня внешних воздействий на проводники.
Преимущества использования герконов, их свойства и особенности:
- Высокая эффективность и прагматичность. Технические характеристики герметичных контактов высоки по сравнению (с учётом пропорциональности) с обычными реле (более подробно – ниже).
- Меньше по размеру, по сути это маленький продолговатый шар с проводниками.
- Долговечны, так как изоляция позволяет контактам подвергаться внешним влияниям в меньшей степени, при этом, избегая большинства внутренних явлений (дребезг, трения и т.д.).
- Минимальная погрешность и высокий показатель быстроты срабатывания.
- Удобство и комфортность использования в силу отсутствия возможных звуковых или визуальных феноменов.
- Непрерывность действия.
- Простое подключение.
- Возможность использования при минимальных затратах, так как действует без потребности в дополнительной электроэнергии для запуска действия.
Некоторые контакты специально обрабатываются дополнительными веществами вроде ртути для увеличения стойкости ко временному влиянию, безопасности и эффективности. Такие устройства называются жидкими, так как находятся не в условиях инертного газа, а в какой-либо проводящей жидкой консистенции, например, ртути.
Технические характеристики геркона
Несмотря на то, что использование герконов отмечено в истории ещё с самого начала 70-ых, они по-прежнему актуальны во многих электроприборах и схемах по сей день. Это обусловлено рядом их полезных свойств и преимуществ по сравнению с другими видами коммутационных средств. Они практичны, долговечны, их легко привести в действие, при этом, не затратив много ресурсов.
Основные минусы и нюансы эксплуатации:
- Вопреки действительно быстрому реагированию и срабатыванию, они всё же неспособны работать со значительными параметрами мощности. Даже распространённые 220 вольт – проблема для работы обычного контакта.
- В герконах с использованием инертного газа (сухой геркон) существует несколько проблем эксплуатации, одними из которых являются электрические дребезги (вспышки, замыкание) и трение.
- На фоне высоких возможностей, связанных с герметичной колбой, в которой находятся контакты, она хрупка и легко повреждаема.
- Для работы необходима полная концентрация одного единственного источника магнитного поля, иначе контакт может быть условно растянут.
Особого внимания требует особенность герконов, когда происходит буквально прилипание контактов друг к другу. Иногда, в силу частого срабатывания, контакты могут непрерывно соприкасаться друг с другом, что создает замкнутый поток.
Классификация: герконовое реле
Одним из результатов практичного использования герконов является герконовое реле. Само по себе реле – это электромеханический механизм, осуществляющий размыкание и замыкание цепи на определённом её промежутке. Они широко использовались и используются по сей день. Так, например, нередко можно встретить герконовый выключатель, охранный датчик помещения или автомобиля, а ранее на их основе изготавливалась даже компьютерная клавиатура.
Классификация герконовых реле по принципу воздействия магнитного поля (типы):
- Нормально разомкнутый (размыкающий) контакт. Такое устройство при попадании в область воздействия магнитного поля срабатывает и замыкающий цепь контакт соединяется.
- Нормально замкнутый контакт. По аналогии с разомкнутым реагирует на магнитные волны и размыкает цепь при срабатывании.
- Альтернативный вариант – переключающий контакт. Своеобразен, но практичен в применении, так как реагируя на магнитный источник цепь, состоящая из нескольких реле, замыкается в одном промежутке и размыкается в другом. При отстранении от поля – наоборот.
Примечательно, что все три вида достаточно актуальны и сегодня. Помимо основных качеств герконов, присущих им, они также могут работать в условиях высоких температур.
В качестве модернизации таких реле выступают так называемые герсиконы (герметичные силовые контакты).
Они оснащены дополнительными контактами, рассчитанными на образование на них электрической дуги. Это повышает переносимую мощность и уменьшает погрешности в работе геркона. Существуют также так называемые реле с памятью. Они названы таким образом потому, что после изоляции контактов от магнитного поля, они продолжают оставаться в первоначальном положении, как в было в поле. Это происходит потому что сами контакты выполнены из особого материала, постоянно имеющий определённый уровень заряда, т.е. намагничены.
Принцип работы: герконовый выключатель
Устройства, работающие на основе герконовых контактов, находят применение в самых разных сферах деятельности. Так, герконовый выключатель – это специальное устройство срабатывания, которое используется в охранных системах, имеющих обозначение СМК, в системе освещения помещений, срабатывания оповещений и многих других.
Пример работы герконового выключателя и его особенностей:
- После открытия двери, предварительно встроенное в дверную коробку устройство приближается к активному магнитному полю.
- Под действием поля контакты соединяются и создают направленный поток тока.
- Переключатель срабатывает и в помещении горит свет, пока геркон не покинет поле.
- Возможен вариант самопроизвольного размыкания цепи, вследствие чего потухнет. Такое происходит из-за сильного потока, который геркон не выдерживает.
Несмотря на все особенности, такие датчики и автоматические выключатели широко распространены в охраняемых помещениях. Расшифровка аббревиатуры таких систем СМК – сигнализатор магнитоконтактный или магнитный контакт. Обращаем внимание на то, что все герконы не рассчитаны на многие стандартные показатели вольт. Например, 220В чаще всего потребуют взять дополнительный апгрейд геркона.
Составные элементы: геркон на размыкание
Герметичный контакт, работающий на размыкание цепи, работает по схеме разъединения контакта при помещении его в магнитное поле. Это может быть полезно, когда необходимо прекратить подачу тока в постоянно накалённой цепи. Использоваться такая схема может как в бытовых, так и в специальных условиях.
Основные элементы герконов :
- Сердечник, встроенный в оболочку;
- Контакты из проводящего материала;
- Инертный газ (например, азот) или капля проводящей жидкости (ртуть);
- Герметичный болон;
- Прокладка из изоляции.
Существует также определённая маркировочная классификация, для которой предусмотрен справочник. Основные обозначения герконов: А (замыкает), В (размыкает), Р (ртуть), Ж (жидкий) и другие.
