改进型灯光控制开关

宋珂羽 王倩 陈闯

摘 要：通過实验设计改进型灯光控制开关，开关具有以下功能：电源正常供电时，通过闭合与断开开关实现电路的通断；电源突然失电，电路断路，开关自动处于复位状态。

关键词：节能；电磁感应；自动

1 研制背景及意义

在全社会倡导节能减排的今天，在高校中推广节能理念亦是首要任务。现如今，大部分高校寝室都采用定时断电系统，晚上定时断电，早晨定时通电。据调查发现大部分寝室都会因为遗忘和懒惰而在断电后没有关闭灯光开关，以至于次日早晨电灯自动工作，既影响睡眠质量也浪费了能源。因此这种改进型断电自动复位开关可有效降低灯光的无效使用时间，有利于节能，减少电能的浪费和延长灯管寿命，同时有利于保证同学们睡眠质量，不至于因为灯光的影响而被迫早起，提高睡眠质量和上课时候的效率。

2 工作原理

在开关的控制端背面安装一个铁片，在铁片的后方设置有工作电压为AC220V、功耗0.3W的电磁铁嵌入在开关底座上，两者之间的距离能够使开关在工作状态时，铁片刚好触碰到电磁铁，如图1所示。电磁铁与电路直接相连，通电时，其自身产生磁力，这个力的大小能够克服开关所带有的弹簧的弹力。由于电磁铁在通电过程中，产生的磁力仅与金属铁片相互接触时，才能将磁力最大化，而当电磁铁与金属铁片存在间距时，并不能因电磁铁的磁力而相互吸引在一起。所以当按下开关，整个电路处于正常工作状态，此时铁片与电磁铁产生的磁力紧紧贴在一起，产生的磁力大于弹簧本身的弹力，开关无法复位。断电时，电磁铁中没有电流经过，其不能够产生磁力，电磁铁与铁片之间也就没有力的作用，此时开关在弹簧的弹力的作用下，开关自动复位。恢复供电后，开关仍处于断开的状态，达到节省电能的作用。

使用说明：在电源正常供电的情况下，按下开关，电路正常工作。电源失电后，电路当中没有电流，开关被弹簧推回到复位状态。当再次使用时，仅需按下开关即可。

3 创新点及应用

3.1 创新点

（1）不影响开关的正常使用。换装本开关仅仅增加了其能够在断电时自动复位的功能，并不影响其平时的使用功能。

（2）保证灯具的寿命。使用传统的开关，当灯具被再次通电后，立即投入使用，增长了灯具的使用时间，缩短灯具寿命。

（3）功耗低，开关开启时功耗仅0.3W，而开关关闭之后不耗电。对比现有大部分全天耗电的节电器，节省了不开灯时段的检测耗电。可以最大程度上节省节电器具自己的耗电量。

（4）结构简单效率高，电路部分仅1个元器件，线圈工作电压为220v，无需降压。

3.2 应用

（1）房间无人使用时采取集中控制关灯需要很长时间的场所（如教学楼）。

（2）适用于大功率负载电路，特别是限时供电电路，可以有效节省更多的电能。

参考文献：

[1]王英.电工技术基础（第1版）.机械工业出版社，2008，2.

[2]李春茂.电子技术基础（第1版）.机械工业出版社，2008，7.