Wechselstrom- (AC) oder Gleichstromkreise (DC) können sehr unterschiedliche Ströme führen. Aus diesem Grund ist es für Designer und Ingenieure so wichtig zu verstehen, wie sie den richtigen Schalter für ihr Produkt auswählen.
1. Die Nennwerte dieses Schalters veranschaulichen die erheblichen Unterschiede zwischen den Nennwerten für Wechsel- und Gleichspannung bei gleichem Nennstrom.
Schaltgeschwindigkeit
Obwohl es eine enorme Vielfalt an Schaltern gibt, tun sie meistens alle dasselbe: Schalten Sie die Stromversorgung eines Stromkreises ein oder aus, indem Sie eine elektrische Verbindung herstellen oder unterbrechen. Aber es ist wichtig, wie sie es tun. Wie schnell der Stromkreis unterbrochen werden muss, hängt davon ab, ob Sie mit Wechsel- oder Gleichstrom arbeiten.
Bei Gleichstrom haben Sie einen konstanten Strom in einer Richtung, während sich bei Wechselstrom sowohl die Größe als auch die Richtung des Stroms ändern.
Stellen Sie sich vor, Sie haben zwei Stromkreise, die jeweils den gleichen Strom führen – einer ist ein Wechselstromkreis und der andere ein Gleichstromkreis. Wenn Sie die Stromversorgung zu einem Wechselstromkreis ausschalten, entsteht im Inneren des Schalters ein Spannungsfunke (oder Lichtbogen), der schnell erlischt – ein wünschenswerter Zustand. Dies liegt daran, dass eine AC-Sinuswelle natürlich zweimal pro Zyklus bei null Ampere liegt. Es besteht also eine Wahrscheinlichkeit von 50 %, dass die Stromversorgung des Schaltkreises beim Ausschalten nicht auf Spitzenniveau ist.
Dies ist jedoch in einem Gleichstromkreis nicht der Fall, in dem sowohl Strom als auch Spannung konstant sind. Wenn die Stromversorgung zu einem Gleichstromkreis abgeschaltet wird, kann es viel länger dauern, bis der Spannungsbogen im Schalter von selbst erlischt. Aus diesem Grund ist die Schaltgeschwindigkeit (wie schnell sich die Schaltkontakte öffnen und schließen) eines Schalters in einem Gleichstromkreis so wichtig. Das Ziel ist, dass sich die Schaltkontakte so schnell wie möglich trennen, wenn die Stromversorgung des Stromkreises abgeschaltet wird. Dies trägt dazu bei, die Zeit des Lichtbogens zu minimieren, um sich zu entwickeln und zu löschen.
Je länger ein Schalter braucht, um den Stromkreis zu öffnen oder zu unterbrechen, desto länger dauert der Lichtbogen. Dies kann dazu führen, dass die Schaltkontakte korrodieren, möglicherweise zu Überhitzung, vorzeitigem Ausfall des Schalters oder sogar zu einem Brand führen.
Kennen Sie Ihren Lasttyp
Neben der Geschwindigkeit, mit der der Schalter arbeitet, ist die Art der elektrischen Last wichtig, um zu bestimmen, ob ein Schalter geeignet ist. Wird eine induktive oder ohmsche Last geschaltet? Dies wirkt sich sowohl auf die Spannungen als auch auf die Ströme aus, mit denen Ihr Schalter umgehen muss.
Nehmen Sie eine Widerstandslast (R), z. B. eine Heizung oder eine herkömmliche Glühlampe. Wenn Sie den Stromkreis einschalten, steigt Ihr Strom bei dieser Art von Lasten sofort auf seinen stabilen Zustand, ohne diesen Pegel zuerst zu überschreiten. Währenddessen bleibt die Spannung größtenteils konstant.
Umgekehrt zieht eine induktive Last (L), wie z. B. ein Transformator oder Elektromotor, beim ersten Einschalten zunächst eine große Menge an „Einschaltstrom“, bevor sie sich nach einigen Sekunden wieder auf den vollen Betriebsstrom der Last einpendelt. Auch beim Abschalten einer induktiven Last entsteht über den Kontakten der Schalter eine enorme Spannung in Form eines Lichtbogens. Diese Lichtbogenspannung kann viel höher sein als der Nennwert des Schalters, was zu Kontaktfraß führen und die Lebensdauer des Schalters verkürzen kann.
Diese Spitzenschwankungen bei Strom und Spannung sind wichtig bei der Auswahl Ihres Schalters. Wenn die elektrischen Nennwerte nicht geeignet sind, fällt Ihr Schalter entweder sofort aus oder Sie verkürzen die Lebensdauer des Schalters erheblich.
Bei gleichem Nennstrom ist die Nenngleichspannung an einem Schalter im Allgemeinen viel niedriger als die Nennwechselspannung. Beispielsweise ist ein Schalter, der für 15 A bei 250 VAC ausgelegt ist, nur für 15 A bei 12 VDC ausgelegt. Der einzige Unterschied besteht darin, ob Sie es mit Wechsel- oder Gleichstrom zu tun haben.