改進型燈光控制開關

宋珂羽 王倩 陳闖

摘 要：通過實驗設計改進型燈光控制開關，開關具有以下功能：電源正常供電時，通過閉合與斷開開關實現電路的通斷；電源突然失電，電路斷路，開關自動處于復位狀態。

關鍵詞：節能；電磁感應；自動

1 研制背景及意義

在全社會倡導節能減排的今天，在高校中推廣節能理念亦是首要任務。現如今，大部分高校寢室都采用定時斷電系統，晚上定時斷電，早晨定時通電。據調查發現大部分寢室都會因為遺忘和懶惰而在斷電后沒有關閉燈光開關，以至于次日早晨電燈自動工作，既影響睡眠質量也浪費了能源。因此這種改進型斷電自動復位開關可有效降低燈光的無效使用時間，有利于節能，減少電能的浪費和延長燈管壽命，同時有利于保證同學們睡眠質量，不至于因為燈光的影響而被迫早起，提高睡眠質量和上課時候的效率。

2 工作原理

在開關的控制端背面安裝一個鐵片，在鐵片的后方設置有工作電壓為AC220V、功耗0.3W的電磁鐵嵌入在開關底座上，兩者之間的距離能夠使開關在工作狀態時，鐵片剛好觸碰到電磁鐵，如圖1所示。電磁鐵與電路直接相連，通電時，其自身產生磁力，這個力的大小能夠克服開關所帶有的彈簧的彈力。由于電磁鐵在通電過程中，產生的磁力僅與金屬鐵片相互接觸時，才能將磁力最大化，而當電磁鐵與金屬鐵片存在間距時，并不能因電磁鐵的磁力而相互吸引在一起。所以當按下開關，整個電路處于正常工作狀態，此時鐵片與電磁鐵產生的磁力緊緊貼在一起，產生的磁力大于彈簧本身的彈力，開關無法復位。斷電時，電磁鐵中沒有電流經過，其不能夠產生磁力，電磁鐵與鐵片之間也就沒有力的作用，此時開關在彈簧的彈力的作用下，開關自動復位。恢復供電后，開關仍處于斷開的狀態，達到節省電能的作用。

使用說明：在電源正常供電的情況下，按下開關，電路正常工作。電源失電后，電路當中沒有電流，開關被彈簧推回到復位狀態。當再次使用時，僅需按下開關即可。

3 創新點及應用

3.1 創新點

（1）不影響開關的正常使用。換裝本開關僅僅增加了其能夠在斷電時自動復位的功能，并不影響其平時的使用功能。

（2）保證燈具的壽命。使用傳統的開關，當燈具被再次通電后，立即投入使用，增長了燈具的使用時間，縮短燈具壽命。

（3）功耗低，開關開啟時功耗僅0.3W，而開關關閉之后不耗電。對比現有大部分全天耗電的節電器，節省了不開燈時段的檢測耗電。可以最大程度上節省節電器具自己的耗電量。

（4）結構簡單效率高，電路部分僅1個元器件，線圈工作電壓為220v，無需降壓。

3.2 應用

（1）房間無人使用時采取集中控制關燈需要很長時間的場所（如教學樓）。

（2）適用于大功率負載電路，特別是限時供電電路，可以有效節省更多的電能。

參考文獻：

[1]王英.電工技術基礎（第1版）.機械工業出版社，2008，2.

[2]李春茂.電子技術基礎（第1版）.機械工業出版社，2008，7.