تاریخچه کلید و پریز برق
برای آشنایی بیشتر با نحوه عملکرد هر محصول و در راستای انتخاب مناسب تر، نیاز است که در مورد تولد و روند تکامل آن محصول مطالبی بدانیم. در این گفتار و در راستای آشنایی بهتر با تجهیزات صنعت روشنایی، به تاریخچه اختراع کلید و پریز برق می پردازیم. در هر صنعت و حرفه ای، ادوات گوناگونی وجود دارند که هر کدام به نوبه خود نقشی بسیار پررنگ در راستای راندمان بیشتر و عملکرد آسان تر صنعت خود ایفا می کنند. هر یک از این اجزا، بسته به نیازی و در یک مقطع زمانی پا به عرصه ظهور گذاشته اند.
کلید برق (Light Switch)
در صنعت روشنایی، کلید برق، سوئیچی است که برای راه اندازی یک لامپ، یک دستگاه و یا یک پریز مورد استفاده قرار می گیرد. کلید الکتریکی وسیله ای است – معمولاً الکترومکانیکی – که برای باز و بسته کردن مدار الکتریکی استفاده می شود که به ترتیب جریان الکتریکی را غیرفعال و فعال می کند. اولین نمونه کلید برق توسط توماس ادیسون اختراع شد. وی در جشن سال نو 1880 میلادی، برای نمایش نور، قطعاتی ابداع کرد که یکی از آنها کلید برق بود.
بعد از ادیسون، مهندسی انگلیسی به نام هنری هولمز، کلید برق quick-break را ابداع کرد. این سوئیچ، تجمع ناشی از جرقه را مهار کرده و دوام آن را بیشتر می کرد. همچنین با کاهش زمان اتصال دو کنتاکت الکتریکی در مدار، سرعت سوئیچینگ را افزایش می داد. سوئیچ های دکمه ای در اواخر قرن نوزدهم بسیار محبوب شدند. درسالیان بعد، مبتکران آمریکایی سوئیچی تحت عنوان کلید ضامن (toggleswitch) را اختراع کردند که استفاده از آن همچنان در آمریکا رایج است.
در حالی که مفهوم کلیدهای الکترونیکی در قرن حاضر تغیرات کمی کرده است اما، روش کنترل آن ها بسیار متحول شده و تکامل پیدا کرده اند. هوشمند سازی این قطعات بارزترین مفهوم دگرگونی کلید ها در قرن بیستم می باشد. کنترل سوئیچ ها از راه دور و با فناوری رایانه و دستگاه الکترونیکی، مثال واضحی برای این تحولات است. در حال حاظر کلید ها بر اساس نیازها و سلیقه بازار مصرف در انواع گوناگون، طراحی و ساخته می شوند.
امروزه تولیدکنندگان می توانند محصولاتی با ویژگی های سفارشی تولید کنند. چیدمان متمایز ساختار داخلی، روش های کنترل متفاوت ، محفظه ها و ابعاد گوناگون، همگی مثال هایی برای سفارشی کردن جزئیات کلیدها می باشند. سوئیچ های امروزی می توانند از ساده ترین عملکرد (نیاز به تماس فیزیکی بین محرک و هادی) تا پیشرفته ترین (نیاز به القای میدان های مغناطیسی یا نور برای باز و بسته شدن) متغیر باشند. شرکت های این صنف در کلید هایی که برای مصارف غیرصنعتی تولید می کنند، در قسمت بیرونی این محصول، یعنی بدنه از متریال های متفاوتی برای تنوع بخشی به محصولات خود بهره می برند.
همچنین در طراحی فرمی آنها برای پاسخگویی به سلیقه مصرف کنندگان دست به نوآوری های قابل توجهی می زنند. سطح رویی نسل اولیه از متریال چینی ساخته می شد اما کم کم موادی مثل باکلیت و در نسل های جدید تر مواد پلیمری مثل ABS جایگزین متریال های قدیمی شدند. کلید ها به شکل های گوناگون وجود دارند. انواع تکی یا دوتایی (تک پل و دو پل)، دیمری، لمسی، مثال هایی از انواع مکانیزم های جدید کلید ها می باشند.
در سیستم های روشنایی مسکونی و تجاری سبک، کلید نور مستقیماً مدار تغذیه لامپ ها را کنترل می کند. در سیستم های روشنایی بزرگتر، مثلا مصارف صنعتی یا سیستم های روشنایی فضای باز، ممکن است جریان مورد نیاز برای یک کلید دستی بسیار زیاد باشد. در این کاربری ها، کلیدها کنتاکتوری روشنایی را کنترل می کنند، رله‌ای که به کلید دستی اجازه می دهد با ولتاژ کمتر یا سیم کشی کمتر از آنچه در مدار روشنایی اصلی مورد نیاز است، کار کند.
پریز برق (Electrical Outlet)
در ساختار روشنایی، یک سوئیچ معمولا برای راه اندازی چراغ های الکتریکی، تجهیزات متصل دائمی، یا خروجی های الکتریکی استفاده می شود. هنگامی که الکتریسیته برای اولین بار در سال 1880 وارد خانه ها شد، با هدف فراهم کردن روشنایی فضاها بود. اما نیاز سایر وسایل خانه به برق و مهیا کردن برای آنها از طریق پریز لامپ ها امکان پذیر بود.
حدود سال های 1885 دو مدل پریز دیواری و دو شاخ های قابل رویت در بریتانیا به بازار عرضه شد. به مرور و به دلیل اینکه استفاده از جریان برق به یک روش رایج برای کار با لوازم خانگی تبدیل شد، نیاز به یک وسیله ایمن برای اتصال به سیستم برق مطرح شد. گوستاو بینزوانگر، یک مهاجر آلمانی که شرکت جنرال الکتریک را تاسیس کرد، در سال ۱۸۹۵ یک حق ثبت اختراع برای یک دوشاخه و پریز با استفاده از یک سیستم تماس هم مرکز (هم محور)به دست آورد.
در سالیان بعد، چندین نمونه دیگر از دو شاخ و پریز توسط مخترعی آمریکایی به نام هنری هابل ابداع شد. اولین طراحی دو شاخه هابل دارای دو پایه گرد بود که با آنهایی که قبلاً در اروپا استفاده می شد متفاوت بود، زیرا نوک پین ها دارای سوراخ های حلقوی شبیه به دو شاخه های جک امروزی بودند تا به طور مثبت یک دو شاخه را در سوکت خود نگه دارند. در دهه 20 قرن بیستم، پریز های سه پین دار گسترش پیدا کردند. این قالب از طریق انتقال جریان اضافه به زمین، مانع از برق گرفتگی می شد.
در انتها، به مواردی استاندارد بر اساس مقرارت ملی ساختمان اشاره می شود:
- كليدها بايد براي استفاده در سيستمهاي جريان متناوب و از نوع قطع و وصل سريع، بدون دخالت نحوه و سرعت عمل دست، مناسب باشند.
- كليدهاي كنترل مدارها (از جمله چراغها ) بايد هادي فاز را قطع و وصل كننـد . قطـع و وصل هادي خنثي براي كنترل مدار ممنوع است .
- كليدهاي تبديل نبايد به روشی كه در آن هم هـادي فـاز و هـم هـادي خنثي به كليد وصل مي شود، سيم كشي شود. اين ممنوعيت در مـورد مـدارهاي شـامل كليـدهايي صليبي نيز صادق است .
- كليه پريزها، اعم از يك فاز يا سه فاز، بايد براي وصل هادي حفاظتي يك اتصال اضـافي داشته باشند .
- جريان نامي پريزهاي يك فاز بايد حداقل 16 آمپر و ساختار آنها به نـوعي باشـد كـه
وصل دوشاخه هاي دوپل معمولی به آنها امكانپذير نباشد، در حاليكه بايد بتوان دوشاخهاي مخصوص لوازم داراي عايقبندي مضاعف را، كه به هادي حفاظتي احتياج ندارند، به آنها وصل كرد.