Vad är en switch?

April 4

Att titta på dem, switchar är enkla. Ditt hus, arbetsplats och skola varje antagligen ett dussin eller fler växlar inbyggda i väggarna för att vända lampor och vägguttag på och av. De mest intressanta växlar, dock är de du inte kan se. Gömd i vanliga apparater och prylar är de nätverk av små växlar som kraftsensorer, bildskärmar och datorer av alla slag.

Betydelse

Enkelt uttryckt, kan ingen elektrisk krets fungera utan en switch. Lampor kan inte slås på natten och under dagen kan värmesystem inte hålla temperaturen på en viss nivå, och CD-spelare kan inte byta spår. Moderna datorer använder stora matriser av hundratusentals mycket små växlar, så kallade transistorer, att utföra komplexa beräkningar på ett ögonblick. Mer än något annat, storleken och hastigheten hos dessa allt mindre, allt snabbare växlar bestämmer före den digitala revolutionen.

Fungera

En omkopplare styr flödet av elektricitet. De flesta växlar helt enkelt slå på och av strömmen, men vissa växlar har förmåga att mer subtila kontroll. En dimmer, till exempel, är i stånd att justera effektnivån hos en lampa till valfritt värde mellan full effekt och helt av. En transistoromkopplare kan också variera strömmen till nästan vilken nivå som helst mellan hela vägen på och hela vägen bort. På grund av denna förmåga, kan transistorer användas för att amplifiera musik. De tar en liten elektronisk våg som representerar en musiksignal och använda den för att kontrollera en större elektronisk våg som representerar en högre musiksignal.

typer

Omkopplarna på dina väggar är mekaniska brytare. De har två metallstycken inuti, var och fästa vid en sida av en krets. När brytaren är påslagen, bitarna röra och elektricitet flyter genom kretsen. När brytaren är avstängd, är förbindelsen bruten och makt inte kan flöda.

En brytare är en speciell typ av mekanisk brytare. Det förblir stängd för det mesta, men öppnas automatiskt när alltför mycket ström går genom den. De växlar som vänder på apparater är vanligen ett relä. Ett relä är en liten mekanisk brytare som driver en större switch. När du slår på TV, stänger den en mekanisk brytare som genererar ett elektromagnetiskt fält. Detta område drar en större omkopplare sluten, slå på TV: n. Omkopplarna inuti datorer, mobiltelefoner och andra delar av komplexa elektronik kallas transistorer. En transistor är lite som en mycket liten, mycket effektiv relä. En liten spänning styr en mycket större spänning. Transistorer kan användas i komplexa arrangemang för att utföra logiska processer, förstärker ljud och många andra användbara saker.

Funktioner

De flesta switchar är bra på att göra en särskild sorts uppgift. Mekaniska brytare och reläer är mycket stabil och kan hantera mycket ström utan att slösa mycket makt. De är bra för uppgifter som du bara måste vända något på eller av varje gång på ett tag. Det är därför de används i de viktigaste strömförsörjning av utrustning och för att styra belysningen i ditt hus. Transistorer är bra växlar om du behöver för att kunna vända något på och mycket snabbt. De har inga rörliga delar, så att de inte kan skadas genom att ständigt öppnas och stängs, som mekaniska brytare och de flesta reläer kan. De slösar lite energi, dock så att de verkligen är inte lika bra som mekaniska brytare och reläer för huvudströmkällor.

potential

Ett av de största hindren för datorer är elektromagnetiska störningar. Som små transistorer skicka oerhörda mängder information fram och tillbaka mycket snabbt, de signaler börja att interferera med varandra. Detta gör det svårt att göra datorer fortare efter en viss punkt. En möjlig lösning är att använda fiberoptiska kretsar och omkopplare. Fiberoptik använder ljus istället för elektricitet; ljuset inte har samma störningsproblem som elektricitet gör. Redan kan fiberoptiska kablar påskynda Internettrafik. Om dataingenjörer kan utveckla en fiberoptisk version av en transistor, kommer de att kunna göra datorer mycket snabbare och mer kraftfullt.