Termik Manyetik Şalter Çalışma Prensibi – Basit Anlatım

Güç sistemleri yüksek derecede güvenilirlik gerektirir. Bir sistem çalışırken bazı anormal durumlar geliştirebilir veya sorunlar yaratabilir. Bu durumlardan bazıları insan kontrolü dışındadır ve önlenemez. Bu nedenle, bu tür arıza durumlarını tespit etmek, ekipmana verilen hasarı en aza indirmek ve anında tepki vermek için etkili bir cihaza ihtiyaç vardır. Bir termik manyetik şalter (devre kesici), ekipmanınızı korumanıza yardımcı olabilir. Bu nedenle termik manyetik şalter çalışma prensibi konusunun anlaşılması oldukça önemlidir.

Termik manyetik şalter alçak gerilim güç dağıtım sistemlerini aşırı yüklenmelere ve kısa devrelere karşı koruyan bir cihazdır. Oluşan kısa devre veya aşırı yük temizlendikten sonra bir devrenin hızla yeniden etkinleştirilmesine izin verir.

Örnek olarak bir ev kullanalım. Bir evin birkaç küçük devreden oluşan bir ana elektrik devresi vardır. Evinizdeki bu devre, elektrik santralinden gelen elektrikle çalışır. Ancak bazen ve çeşitli nedenlerle, elektrik yükü bir devrenin tahammül edebileceğinden daha yüksek seviyelere çıkabilir, bu da devreye ve ona bağlı cihazlara zarar vermenin yanı sıra yangın çıkmasına neden olabilir.

Termik manyetik şalterin temel işlevi, elektrik yükünün güvenlik sınırlarını aşmadığını sürekli olarak “doğrulamak” ve eğer işler ters giderse elektrik tesisatına zarar vermemek için elektrik devresinin çalışmasını otomatik olarak durdurmaktır.

Peki bunu teknik olarak nasıl yapar?

Termik Manyetik Şalter Nasıl Çalışır?

Termik manyetik şalter, devrede bir aşırı yük veya kısa devre tespit ettiğinde enerjiyi keser. Bu kesme işlemi şalterin içindeki kontaklar vasıtalıyla gerçekleşir. Tipik olarak, elektrik akımının ısıtma veya manyetik etkileri göz önünde bulundurularak açma işlemi yapılır.

Bu etkilere göz atalım:

Aşırı yük: Aşırı yüklenmiş devreler, termik şalter açmasının en yaygın nedenidir. Aşırı yük bir devrede olması gerekenden çok fazla yük olmasıdır. Yani devredeki kablolar ve bileşenlerin taşıyabileceğinden daha fazla yük. Aşırı yükte akım seviyesi nispeten düşük olduğundan bir şalterin kontakları ısınmaya bağlı olarak açma yapacaktır.

Modern termik manyetik şalter, aşırı yük koşullarını algılamak için genellikle bir bimetal şerit kullanır. Şalterin akım yolundan yeterli aşırı akım geçtiğinde, ısı oluşumu bimetal şeridin bükülmesine neden olur. Bimetal şerit belirli bir miktar büküldükten sonra açma mekanizmasını aktive eder.

Bir bimetal şerit, birbirine bağlı iki farklı metalden yapılır. İki metalin farklı genleşme özellikleri vardır, bu nedenle bimetal ısıtıldığında bükülür. Akım yükseldikçe ısı da yükselir. Bimetal ne kadar sıcak olursa, mekanizma serbest kalana kadar o kadar çok bükülür.

Kısa devre: Faz ve nötr birbiriyle temas ettiğinde kısa devre meydana gelir. Gevşek bağlantı gibi birçok şeyden de kaynaklanabilir ve genellikle olduğu zaman kokusunu alabilirsiniz! Kısa devre tehlikeli olabilir ve çok fazla ısı üretir, bu nedenle bir şalter devreye girer. Kısa devredeki akım seviyesi çok hızlı bir şekilde çok yüksek seviyelere ulaştığından şalter manyetik bir etki ile açma yapmalı ve milisaniyeler mertebesinde sistemi korumalıdır.

Kısa devre koruması bir elektromıknatıs ile sağlanır. (Manyetik veya anlık eleman olarak da adlandırılır.) Elektromıknatıs, aşırı yük bimetal şeridi ile seri olarak bağlanmıştır. Normal akım akışı veya aşırı yüklenme sırasında, elektromıknatısın oluşturduğu manyetik alan armatürü çekecek kadar güçlü değildir. Devrede kısa devre akımı aktığında, elektromıknatısın neden olduğu manyetik alan elektromıknatısın armatürünü çeker. Armatür, yukarı ve sağa döndürerek mekanizma çubuğuna çarpar. Bu etki, kontakları açarak açma mekanizmasını ve çalıştırma mekanizmasını serbest bırakır. Şalter tetiklendiğinde artık akım elektromıknatıstan akmaz ve armatür serbest bırakılır.

Şimdi de biraz kontak yapısına göz atalım:

Termik manyetik şalter çalışan bir bobine ek olarak hem sabit hem de hareketli metal kontak çiftlerinden oluşur.

Normal şartlar altında (kapalı devre) bu kontaklar birbirine dokunarak elektrik akımının akışını sağlar. Bu hareketli kontaklar, örneğin bir yay veya basınçlı hava gibi başka bir mekanizma tarafından uygulanan mekanik basınç sayesinde bir arada tutulur.

Hareketli kontaklar üzerindeki bu basınç, bahsedilen basınç mekanizmasında depolanan potansiyel enerji sayesinde mümkündür. Elektrik devresinde bir aşırı yük oluştuğunda, çalışma bobini enerji ile yüklenir ve hareketli kontakların mekanizmasına bağlı bir piston, bu mekanizmada depolanan enerjinin serbest bırakılmasını sağlayarak hareketli kontakların da ayrılmasını sağlar.

Hareketli kontaklar ayrıldığında, şalterin içindeki devre açılır, akım kesilir ve sistem daha fazla hasardan korunur.

Bununla birlikte, “ark” kavramını da bilmeniz önemlidir.

Elektrik akımı, enerji verilmiş bileşenden nötr bileşene doğru bir hava boşluğundan geçtiğinde, ark olarak bilinen bir plazma boşalması meydana gelir.

Ev elektrik kablolarında ve çalışma sırasında şalterlerde ark oluşumu meydana gelebilir, bu ark kontrol edilmezse sistemlere zarar verebilir ve yangınlara neden olabilir.

Bu nedenle, termik manyetik şalterlerin mekanizması bu elektrik arklarının oluşumunu mümkün olduğunca önlemeye veya kontrol etmeye çalışır.

Aşağıdaki harika videoda otomatik sigortanın nasıl çalıştığı detayları ile anlatılmış. Otomatik sigorta da bir nevi termik manyetik şalter olduğundan iki ürünün çalışma prensibi ortaktır. Göz atabilirsiniz.

Kaynak