يُحوّل

Electrical installations
Wiring practice by region or country
North American practice United Kingdom practice
Regulation of electrical installations
BS 7671 UK wiring regulations IEC 60364 IEC international standard Canadian Electrical Code (CE Code) U.S. National Electrical Code (NEC)
Cabling and accessories
AC power plugs and sockets Cable tray Electrical conduit Mineral-insulated copper-clad cable Multiway switching Steel wire armoured cable Ring main unit Ring circuit Thermoplastic-sheathed cable
Switching and protection devices
AFCI ELCB Electrical busbar system Circuit breakers Disconnector Fuse Residual-current device Distribution board Consumer unit Electrical switch Earthing systems
v t e

في الهندسة الكهربائية ، المفتاح هو مكون كهربائي يمكنه فصل أو توصيل المسار الموصل في الدائرة الكهربائية ، مما يؤدي إلى مقاطعة التيار الكهربائي أو تحويله من موصل إلى آخر. ^{[1] [2]} النوع الأكثر شيوعًا من المفتاح هو جهاز كهروميكانيكي يتكون من مجموعة واحدة أو أكثر من جهات الاتصال الكهربائية المتحركة المتصلة بدوائر خارجية. عندما يتلامس زوج من جهات الاتصال، يمكن أن يمر التيار بينهما، بينما عندما يتم فصل جهات الاتصال، لا يمكن أن يتدفق أي تيار.

يتم تصنيع المفاتيح في العديد من التكوينات المختلفة؛ فقد تحتوي على مجموعات متعددة من جهات الاتصال التي يتم التحكم فيها بواسطة نفس المقبض أو المحرك، وقد تعمل جهات الاتصال في وقت واحد أو بالتتابع أو بالتناوب. قد يتم تشغيل المفتاح يدويًا، على سبيل المثال، مفتاح إضاءة أو زر لوحة مفاتيح، أو قد يعمل كعنصر استشعار لاستشعار موضع جزء من الآلة أو مستوى السائل أو الضغط أو درجة الحرارة، مثل منظم الحرارة . توجد العديد من الأشكال المتخصصة، مثل مفتاح التبديل والمفتاح الدوار ومفتاح الزئبق ومفتاح الضغط ومفتاح الرجوع للخلف والمرحل وقاطع الدائرة . الاستخدام الشائع هو التحكم في الإضاءة، حيث يمكن توصيل مفاتيح متعددة في دائرة واحدة للسماح بالتحكم المريح في تركيبات الإضاءة. يجب أن يكون للمفاتيح في الدوائر عالية الطاقة بنية خاصة لمنع القوس المدمر عند فتحها.

الشكل الأكثر شيوعًا للمفتاح هو جهاز كهروميكانيكي يتم تشغيله يدويًا بمجموعة واحدة أو أكثر من جهات الاتصال الكهربائية ، والتي تكون متصلة بدوائر خارجية. يمكن أن تكون كل مجموعة من جهات الاتصال في إحدى حالتين: إما "مغلقة" بمعنى أن جهات الاتصال تتلامس ويمكن للكهرباء أن تتدفق بينها، أو "مفتوحة" بمعنى أن جهات الاتصال منفصلة والمفتاح غير موصل. عادةً ما تكون الآلية التي تحرك الانتقال بين هاتين الحالتين (مفتوحة أو مغلقة) (هناك أنواع أخرى من الإجراءات) إما من نوع " إجراء متناوب " (اقلب المفتاح للحصول على "تشغيل" أو "إيقاف تشغيل" مستمر) أو " لحظي " (اضغط للحصول على "تشغيل" وحرر للحصول على "إيقاف تشغيل").

يمكن التحكم في المفتاح بشكل مباشر بواسطة الإنسان كإشارة تحكم لنظام، مثل زر لوحة مفاتيح الكمبيوتر، أو للتحكم في تدفق الطاقة في دائرة، مثل مفتاح الإضاءة . يمكن استخدام المفاتيح التي يتم تشغيلها تلقائيًا للتحكم في حركات الآلات، على سبيل المثال، للإشارة إلى أن باب المرآب قد وصل إلى موضع الفتح الكامل أو أن أداة آلية في وضع يسمح لها بقبول قطعة عمل أخرى. يمكن تشغيل المفاتيح بواسطة متغيرات العملية مثل الضغط ودرجة الحرارة والتدفق والتيار والجهد والقوة، وتعمل كأجهزة استشعار في عملية وتستخدم للتحكم التلقائي في النظام. على سبيل المثال، يعد منظم الحرارة مفتاحًا يعمل بدرجة الحرارة ويستخدم للتحكم في عملية التسخين. يسمى المفتاح الذي يتم تشغيله بواسطة دائرة كهربائية أخرى مرحلًا . يمكن تشغيل المفاتيح الكبيرة عن بُعد بواسطة آلية محرك. تُستخدم بعض المفاتيح لعزل الطاقة الكهربائية عن النظام، مما يوفر نقطة عزل مرئية يمكن قفلها إذا لزم الأمر لمنع التشغيل العرضي للآلة أثناء الصيانة، أو لمنع الصدمات الكهربائية.

لن يكون هناك انخفاض في الجهد عند إغلاق المفتاح المثالي، ولن يكون هناك حدود لتصنيف الجهد أو التيار. ولن يكون هناك وقت صعود أو وقت هبوط أثناء تغييرات الحالة، وسوف يتغير الوضع دون "ارتداد" بين وضعي التشغيل والإيقاف.

لا تفي المفاتيح العملية بهذا المثل الأعلى؛ نتيجة للخشونة وأغشية الأكسيد، فإنها تظهر مقاومة تلامسية ، وحدودًا للتيار والجهد الذي يمكنها التعامل معه، ووقت تبديل محدود، وما إلى ذلك. غالبًا ما يستخدم المفتاح المثالي في تحليل الدوائر لأنه يبسط إلى حد كبير نظام المعادلات المطلوب حلها، ولكن هذا يمكن أن يؤدي إلى حل أقل دقة. يلزم المعالجة النظرية لتأثيرات الخصائص غير المثالية في تصميم شبكات كبيرة من المفاتيح، كما هو الحال على سبيل المثال في محطات الهاتف.

في أبسط الحالات، يحتوي المفتاح على قطعتين موصلتين، غالبًا ما تكونان من المعدن ، تسمى جهات الاتصال ، متصلتين بدائرة خارجية، تتلامسان لإكمال (إنشاء) الدائرة، وتنفصلان لفتح (قطع) الدائرة. يتم اختيار مادة التلامس لمقاومتها للتآكل، لأن معظم المعادن تشكل أكاسيد عازلة من شأنها أن تمنع المفتاح من العمل. يتم اختيار مواد التلامس أيضًا على أساس التوصيل الكهربائي ، والصلابة (مقاومة التآكل الكاشطة)، والقوة الميكانيكية، والتكلفة المنخفضة والسمية المنخفضة. يحدد تكوين طبقات الأكسيد عند سطح التلامس، بالإضافة إلى خشونة السطح وضغط التلامس، مقاومة التلامس ، وتيار البلل للمفتاح الميكانيكي. في بعض الأحيان يتم طلاء جهات الاتصال بالمعادن النبيلة ، لموصليتها الممتازة ومقاومتها للتآكل. قد تكون مصممة للمسح ضد بعضها البعض لتنظيف أي تلوث. تُستخدم أحيانًا الموصلات غير المعدنية، مثل البلاستيك الموصل. لمنع تكوين أكاسيد عازلة، قد يتم تحديد تيار ترطيب أدنى لتصميم مفتاح معين.

في الإلكترونيات، يتم تصنيف المفاتيح وفقًا لترتيب جهات اتصالها. يُقال عن زوج جهات الاتصال أنه " مغلق " عندما يمكن للتيار أن يتدفق من أحدهما إلى الآخر. عندما يتم فصل جهات الاتصال بواسطة فجوة هوائية عازلة ، يُقال عنها أنها " مفتوحة "، ولا يمكن أن يتدفق التيار بينها عند الفولتية العادية. تُستخدم أيضًا على نطاق واسع مصطلحات " make " لإغلاق جهات الاتصال و" break " لفتح جهات الاتصال.

تُستخدم مصطلحات القطب والرمي أيضًا لوصف اختلافات جهات اتصال المفتاح. عدد " الأقطاب " هو عدد المفاتيح المنفصلة كهربائيًا والتي يتم التحكم فيها بواسطة محرك فيزيائي واحد. على سبيل المثال، يحتوي المفتاح "ثنائي القطب" على مجموعتين منفصلتين ومتوازيتين من جهات الاتصال التي تفتح وتغلق في انسجام من خلال نفس الآلية. عدد "الرميات" هو عدد خيارات مسار الأسلاك المنفصلة بخلاف " الفتح " التي يمكن للمفتاح اعتمادها لكل قطب. يحتوي المفتاح أحادي الرمية على زوج واحد من جهات الاتصال التي يمكن أن تكون إما مغلقة أو مفتوحة. يحتوي المفتاح ذو الرميتين على جهة اتصال يمكن توصيلها بأي من جهتي اتصال أخريين، ويحتوي المفتاح ثلاثي الرميات على جهة اتصال يمكن توصيلها بأحد ثلاث جهات اتصال أخرى، إلخ. ^[3]

في مفتاح تظل فيه جهات الاتصال في حالة واحدة ما لم يتم تشغيلها، مثل مفتاح الضغط على الزر ، يمكن أن تكون جهات الاتصال مفتوحة بشكل طبيعي (يُختصر " لا " أو " لا ") حتى تُغلق بتشغيل المفتاح، أو مغلقة بشكل طبيعي (" nc " أو " nc ") ^{[nb 1]} ومفتوحة بواسطة إجراء المفتاح. يُطلق على المفتاح الذي يحتوي على كلا النوعين من جهات الاتصال اسم مفتاح التحويل أو مفتاح التحويل المزدوج . قد تكون هذه " التوصيل قبل القطع " (" MBB " أو التقصير) والتي تربط بين الدائرتين مؤقتًا، أو قد تكون " التوصيل قبل القطع " (" BBM " أو عدم التقصير) والتي تقاطع دائرة واحدة قبل إغلاق الأخرى.

أدت هذه المصطلحات إلى ظهور اختصارات لأنواع المفاتيح المستخدمة في صناعة الإلكترونيات مثل " أحادي القطب، أحادي الاتجاه " (SPST) (أبسط نوع، "تشغيل أو إيقاف") أو " أحادي القطب، مزدوج الاتجاه " (SPDT)، الذي يربط أيًا من طرفين بالطرف المشترك. في أسلاك الطاقة الكهربائية (أي أسلاك المنازل والمباني التي يقوم بها الكهربائيون )، تتضمن الأسماء عمومًا اللاحقة "-way" ؛ ومع ذلك، تختلف هذه المصطلحات بين الإنجليزية البريطانية والإنجليزية الأمريكية (أي أن المصطلحين ثنائي الاتجاه وثلاثي الاتجاه يستخدمان بمعاني مختلفة).

مواصفات واختصارات الالكترونيات	توسيع الاختصار ​	اسم الأسلاك الكهربائية البريطانية	اسم الأسلاك الكهربائية الأمريكية	وصف	تخطيطي	الرمز IEC 60617
اختبار SPST (1P1T)	قطب واحد، رمي واحد	طريقة واحدة	في اتجاهين	مفتاح تشغيل وإيقاف بسيط: يتم توصيل الطرفين معًا أو فصلهما عن بعضهما البعض. ومن الأمثلة على ذلك مفتاح الإضاءة .
SPST-لا النموذج أ [4]	قطب واحد، توجيه واحد، مفتوح عادة			مفتاح تشغيل وإيقاف بسيط. عادةً ما يكون الطرفان مفصولين (مفتوحين) ويتم إغلاقهما عند تنشيط المفتاح. ومن الأمثلة على ذلك مفتاح الضغط .
نموذج SPST-NC B [4]	قطب واحد، توجيه واحد، مغلق عادة			مفتاح تشغيل وإيقاف بسيط. عادةً ما يكون الطرفان متصلين ببعضهما البعض (مغلقين) ويكونان مفتوحين عند تنشيط المفتاح. ومن الأمثلة على ذلك مفتاح الضغط .
نموذج SPDT C [4]	قطب واحد، رمي مزدوج	في اتجاهين	ثلاثي الاتجاهات	مفتاح تحويل بسيط للتوقف قبل التصنيع: يتم توصيل C (COM، Common) إما إلى L1 أو إلى L2.
SPCO SPTT، شركة	تحويل القطب الواحد أو القطب الواحد، إيقاف المركز أو القطب الواحد، الرمي الثلاثي			مشابه لـ SPDT . يستخدم بعض الموردين SPCO/SPTT للمفاتيح ذات وضع إيقاف التشغيل الثابت في المنتصف و SPDT للمفاتيح التي لا تحتوي على وضع إيقاف التشغيل.
				مفتاح تسلسلي أو مفتاح ثنائي الدائرة [ بحاجة لمصدر ]
دي بي إس تي (2P1T)	قطب مزدوج، رمية واحدة	قطب مزدوج	قطب مزدوج	ما يعادل مفتاحين SPST يتم التحكم فيهما بواسطة آلية واحدة.
دي بي دي تي (2 بي 2 تي)	قطب مزدوج، رمي مزدوج			ما يعادل مفتاحين SPDT يتم التحكم فيهما بواسطة آلية واحدة.
دي بي سي أو	تبديل القطب المزدوج أو القطب المزدوج، إيقاف المركز			مكافئ تخطيطيًا لـ DPDT . يستخدم بعض الموردين DPCO للمفاتيح ذات موضع مركزي مستقر و DPDT لتلك التي لا تحتوي على موضع مركزي. يمكن أن يكون مفتاح DPDT/DPCO ذو موضع مركزي "مغلقًا" في المنتصف، غير متصل إما بـ L1 أو L2، أو "مُشغَّلًا"، متصلًا بكل من L1 وL2 في نفس الوقت. يشار إلى مواضع هذه المفاتيح عادةً باسم "تشغيل-إيقاف-تشغيل" و"تشغيل-تشغيل-تشغيل" على التوالي.
		مفتاح وسيط	مفتاح رباعي الاتجاهات	مفتاح DPDT مُجهز داخليًا لتطبيقات عكس القطبية: يتم إخراج أربعة أسلاك فقط بدلاً من ستة أسلاك خارج غلاف المفتاح. يُطلق عليه أيضًا مفتاح التقاطع أو مفتاح التقاطع أو مفتاح العكس. [ بحاجة لمصدر ]
2P6T	قطبين وستة رميات			مفتاح التحويل مع COM (مشترك)، والذي يمكن توصيله بـ L1، L2، L3، L4، L5، أو L6؛ مع مفتاح ثانٍ (2P، قطبان) يتم التحكم فيه بواسطة آلية واحدة.

يمكن وصف المفاتيح ذات الأقطاب أو التحويلات الأكبر عن طريق استبدال الحرف "S" أو "D" برقم (مثل 3PST، SP4T، إلخ) أو في بعض الحالات الحرف "T" (لـ "ثلاثي") أو "Q" (لـ "رباعي"). في بقية هذه المقالة، سيتم استخدام المصطلحات SPST و SPDT والوسيط لتجنب الغموض.

ارتداد التلامس (يُسمى أيضًا الثرثرة ) هي مشكلة شائعة في المفاتيح الميكانيكية والمرحلات وجهات اتصال البطارية ، والتي تنشأ نتيجة لظاهرة مقاومة التلامس الكهربائي (ECR) عند الواجهات. عادةً ما تكون جهات اتصال المفتاح والمرحل مصنوعة من معادن زنبركية. عندما تصطدم جهات الاتصال ببعضها البعض، فإن زخمها ومرونتها تعملان معًا لتتسبب في ارتدادها بعيدًا مرة واحدة أو أكثر قبل إجراء اتصال ثابت. والنتيجة هي تيار كهربائي نبضي سريع بدلاً من انتقال نظيف من الصفر إلى التيار الكامل. عادةً ما يكون التأثير غير مهم في دوائر الطاقة، ولكنه يسبب مشاكل في بعض الدوائر التناظرية والمنطقية التي تستجيب بسرعة كافية لتفسير نبضات التشغيل والإيقاف بشكل خاطئ على أنها دفق بيانات. ^[5] في تصميم جهات الاتصال الدقيقة، يعد التحكم في بنية السطح ( خشونة السطح ) وتقليل تكوين طبقات خاملة على الأسطح المعدنية من الأدوات الأساسية في منع الثرثرة.

في أورغن هاموند ، يتم الضغط على أسلاك متعددة معًا أسفل مفاتيح البيانو الخاصة بالدلائل. يُعرف ارتدادها وإغلاقها غير المتزامن للمفاتيح باسم نقرة هاموند ، وتوجد مؤلفات تستخدم هذه الميزة وتؤكد عليها. تحتوي بعض الأورغن الإلكترونية على نسخة قابلة للتبديل من هذا التأثير الصوتي. ^[6]

يمكن التخلص من آثار ارتداد الاتصال من خلال:

• استخدام جهات الاتصال المبللة بالزئبق ، ولكن يتم استخدامها الآن بشكل غير متكرر بسبب مخاطر الزئبق.
• وبدلاً من ذلك، يمكن تصفية جهد دائرة الاتصال بترددات منخفضة لتقليل أو القضاء على ظهور النبضات المتعددة.
• في الأنظمة الرقمية، يمكن أخذ عينات متعددة من حالة الاتصال بمعدل منخفض وفحصها للحصول على تسلسل ثابت، بحيث يمكن أن تستقر جهات الاتصال قبل اعتبار مستوى الاتصال موثوقًا به والعمل عليه. راجع تقنية لوحة المفاتيح § إزالة الارتداد .
• يمكن تصفية إشارات الارتداد في جهات اتصال مفتاح SPDT ("قطب واحد، اتجاهين") باستخدام قلاب SR (مزلاج) أو مشغل Schmitt .

تُسمى كل هذه الأساليب بـ "إزالة الارتداد".

عندما تكون الطاقة التي يتم تبديلها كبيرة بدرجة كافية، يكون تدفق الإلكترون عبر جهات اتصال المفتاح المفتوح كافيًا لتأين جزيئات الهواء عبر الفجوة الصغيرة بين جهات الاتصال أثناء فتح المفتاح، مما يشكل بلازما غازية ، تُعرف أيضًا باسم القوس الكهربائي . تتمتع البلازما بمقاومة منخفضة وقادرة على الحفاظ على تدفق الطاقة، حتى مع زيادة مسافة الفصل بين جهات اتصال المفتاح بشكل مطرد. كما أن البلازما ساخنة جدًا وقادرة على تآكل الأسطح المعدنية لجهات اتصال المفتاح (وينطبق الشيء نفسه على مفاتيح الفراغ). يتسبب قوس التيار الكهربائي في تدهور كبير في جهات الاتصال وكذلك تداخل كهرومغناطيسي كبير (EMI)، مما يتطلب استخدام طرق قمع القوس . ^[7]

عندما يكون الجهد مرتفعًا بدرجة كافية، يمكن أن يتشكل قوس كهربائي أيضًا عندما يتم إغلاق المفتاح وتقترب جهات الاتصال. إذا كانت إمكانية الجهد كافية لتجاوز جهد انهيار الهواء الذي يفصل جهات الاتصال، يتشكل قوس كهربائي يستمر حتى يتم إغلاق المفتاح تمامًا وتتلامس أسطح المفتاح.

في كلتا الحالتين، الطريقة القياسية لتقليل تكوّن القوس ومنع تلف التلامس هي استخدام آلية تبديل سريعة الحركة، وعادةً ما تستخدم آلية نقطة انعطاف تعمل بنابض لضمان الحركة السريعة لجهات اتصال التبديل، بغض النظر عن السرعة التي يعمل بها المستخدم على التحكم في التبديل. تعمل حركة ذراع التحكم في التبديل على تطبيق شد على زنبرك حتى يتم الوصول إلى نقطة انعطاف، وتنفتح جهات الاتصال أو تغلق فجأة عند تحرير شد الزنبرك.

مع زيادة الطاقة التي يتم تبديلها، يتم استخدام طرق أخرى لتقليل أو منع تكوين القوس. البلازما ساخنة وسترتفع بسبب تيارات الهواء الحراري . يمكن إخماد القوس بسلسلة من الشفرات غير الموصلة التي تمتد على مسافة بين جهات اتصال المفتاح، ومع ارتفاع القوس، يزداد طوله حيث يشكل حوافًا ترتفع إلى الفراغات بين الشفرات، حتى يصبح القوس طويلاً جدًا بحيث لا يمكن الاستمرار فيه ويتم إخماده. يمكن استخدام منفاخ لنفخ دفعة مفاجئة عالية السرعة من الغاز عبر جهات اتصال المفتاح، مما يؤدي إلى زيادة طول القوس بسرعة لإخماده بسرعة.

غالبًا ما تحتوي المفاتيح الكبيرة للغاية على نقاط اتصال محاطة بشيء آخر غير الهواء لإطفاء القوس الكهربائي بشكل أسرع. على سبيل المثال، قد تعمل نقاط اتصال المفتاح في الفراغ، أو مغمورة في زيت معدني ، أو في سداسي فلوريد الكبريت .

في خدمة التيار المتردد، يمر التيار بشكل دوري عبر الصفر؛ وهذا التأثير يجعل من الصعب الحفاظ على القوس عند الفتح. قد يقوم المصنعون بتصنيف المفاتيح بجهد أو تصنيف تيار أقل عند استخدامها في دوائر التيار المستمر.

عندما يتم تصميم مفتاح لتحويل طاقة كبيرة، يجب مراعاة الحالة الانتقالية للمفتاح بالإضافة إلى القدرة على تحمل تيارات التشغيل المستمرة. عندما يكون المفتاح في حالة التشغيل، تكون مقاومته قريبة من الصفر ويتم إسقاط قدر ضئيل جدًا من الطاقة في جهات الاتصال؛ عندما يكون المفتاح في حالة إيقاف التشغيل، تكون مقاومته عالية للغاية ويتم إسقاط قدر أقل من الطاقة في جهات الاتصال. ومع ذلك، عند تحريك المفتاح، يجب أن تمر المقاومة عبر حالة حيث يتم إسقاط ربع الطاقة المقدرة للحمل ^{[ بحاجة لمصدر ]} (أو ما هو أسوأ إذا لم يكن الحمل مقاومًا بحتًا) لفترة وجيزة في المفتاح.

لهذا السبب، تحتوي مفاتيح الطاقة المخصصة لمقاطعة تيار الحمل على آليات زنبركية للتأكد من أن الانتقال بين التشغيل والإيقاف يكون قصيرًا قدر الإمكان بغض النظر عن السرعة التي يحرك بها المستخدم الروك.

تأتي مفاتيح الطاقة عادةً في نوعين. عادةً ما يكون مفتاح التشغيل والإيقاف اللحظي (مثل الموجود في مؤشر الليزر ) على شكل زر ولا يغلق الدائرة إلا عند الضغط على الزر. يحتوي مفتاح التشغيل والإيقاف العادي (مثل الموجود في مصباح يدوي ) على ميزة تشغيل وإيقاف ثابتة. تتضمن مفاتيح العمل المزدوج كلتا الميزتين.

عندما يتم إيقاف تشغيل حمولة حثية قوية مثل المحرك الكهربائي ، لا يمكن للتيار أن ينخفض ​​على الفور إلى الصفر؛ ستقفز شرارة عبر جهات الاتصال المفتوحة. يجب تصنيف مفاتيح الأحمال الحثية للتعامل مع هذه الحالات . ستتسبب الشرارة في حدوث تداخل كهرومغناطيسي إذا لم يتم قمعها؛ ستخمد شبكة مخففة من المقاوم والمكثف على التوالي الشرارة. ^[8]

عند تشغيل المصباح المتوهج ، يسحب تيار اندفاع كبير يبلغ حوالي عشرة أضعاف تيار الحالة الثابتة؛ ومع تسخين الفتيل، ترتفع مقاومته وينخفض ​​التيار إلى قيمة الحالة الثابتة. يمكن للمفتاح المصمم لحمل المصباح المتوهج أن يتحمل تيار الاندفاع هذا. ^[9]

تيار البلل هو الحد الأدنى من التيار المطلوب للتدفق عبر مفتاح ميكانيكي أثناء تشغيله لكسر أي طبقة أكسدة قد تكون ترسبت على جهات اتصال المفتاح. ^[10] غالبًا ما يحدث فيلم الأكسدة في المناطق ذات الرطوبة العالية . يعد توفير كمية كافية من تيار البلل خطوة حاسمة في تصميم الأنظمة التي تستخدم مفاتيح حساسة ذات ضغط اتصال صغير كمدخلات للمستشعر. قد يؤدي الفشل في القيام بذلك إلى بقاء المفاتيح "مفتوحة" كهربائيًا بسبب أكسدة التلامس.

الجزء المتحرك الذي يطبق القوة التشغيلية على جهات الاتصال يسمى المحرك ، ويمكن أن يكون عبارة عن مفتاح تبديل أو عربة أو ذراع هزاز أو زر ضغط أو أي نوع من الوصلات الميكانيكية (انظر الصورة).

يحتفظ المفتاح عادة بموضعه المحدد بمجرد تشغيله. يحتوي المفتاح المتحيز على آلية تنقله إلى موضع آخر عندما يطلقه المشغل. مفتاح الضغط اللحظي هو نوع من المفاتيح المتحيزة. النوع الأكثر شيوعًا هو مفتاح "الضغط للتكوين" (أو مفتوح عادةً أو NO)، والذي يقوم بالتلامس عند الضغط على الزر وينقطع عند تحرير الزر. على سبيل المثال، كل مفتاح في لوحة مفاتيح الكمبيوتر هو مفتاح "الضغط للتكوين" مفتوح عادةً. من ناحية أخرى، يقطع مفتاح "الضغط للكسر" (أو مغلق عادةً أو NC) الاتصال عند الضغط على الزر وينقطع الاتصال عند تحريره. مثال على مفتاح الضغط للكسر هو زر يستخدم لتحرير باب مغلق بواسطة مغناطيس كهربائي . يتم التحكم في المصباح الداخلي للثلاجة المنزلية بواسطة مفتاح يظل مفتوحًا عند إغلاق الباب.

يعمل المفتاح الدوار بحركة التواء لمقبض التشغيل بوضعين على الأقل. قد يكون أحد أو أكثر من أوضاع المفتاح مؤقتًا (متحيزًا بنابض)، مما يتطلب من المشغل تثبيت المفتاح في الوضع. قد تحتوي أوضاع أخرى على مزلاج لتثبيت الوضع عند تحريره. قد يحتوي المفتاح الدوار على مستويات أو "طوابق" متعددة للسماح له بالتحكم في دوائر متعددة.

يتكون أحد أشكال المفاتيح الدوارة من محور أو "دوار" له ذراع اتصال أو "سلك" يبرز من سطحه مثل الحدبة. يحتوي على مجموعة من المحطات الطرفية، مرتبة في دائرة حول الدوار، كل منها يعمل كجهة اتصال لـ "السلك" الذي يمكن من خلاله توصيل أي من الدوائر الكهربائية المختلفة بالدوار. يتم وضع المفتاح على عدة طبقات للسماح باستخدام أقطاب متعددة، كل طبقة تعادل قطبًا واحدًا. عادةً ما يكون لمثل هذا المفتاح آلية توقف بحيث "ينقر" من موضع نشط إلى آخر بدلاً من التوقف في موضع وسيط. وبالتالي يوفر المفتاح الدوار قدرات أكبر للأقطاب والرمي مقارنة بالمفاتيح الأكثر بساطة.

تستخدم الأنواع الأخرى آلية الكاميرا لتشغيل مجموعات متعددة مستقلة من جهات الاتصال.

كانت المفاتيح الدوارة تُستخدم كمحددات للقنوات في أجهزة استقبال التلفاز حتى أوائل سبعينيات القرن العشرين، وكمحددات للنطاق في معدات القياس الكهربائية، وكمحددات للنطاق في أجهزة الراديو متعددة النطاقات وغيرها من الأغراض المماثلة. في الصناعة، تُستخدم المفاتيح الدوارة للتحكم في أدوات القياس أو معدات التبديل أو في دوائر التحكم. على سبيل المثال، قد تحتوي الرافعة العلوية التي يتم التحكم فيها عن طريق الراديو على مفتاح دوار كبير متعدد الدوائر لنقل إشارات التحكم السلكية من أدوات التحكم اليدوية المحلية في الكابينة إلى مخرجات جهاز الاستقبال للتحكم عن بعد.

مفتاح التبديل أو المفتاح الدوار هو فئة من المفاتيح الكهربائية التي يتم تشغيلها يدويًا بواسطة رافعة ميكانيكية أو مقبض أو آلية هزازة.

تتوفر مفاتيح التبديل بأنماط وأحجام مختلفة عديدة، وتُستخدم في العديد من التطبيقات. وقد صُممت العديد منها لتوفير التشغيل المتزامن لمجموعات متعددة من جهات الاتصال الكهربائية ، أو التحكم في كميات كبيرة من التيار الكهربائي أو جهد التيار الكهربائي .

تشير كلمة "toggle" إلى نوع من الآليات أو المفاصل التي تتكون من ذراعين، وهما في خط واحد تقريبًا مع بعضهما البعض، متصلان بمحور يشبه الكوع. ومع ذلك، فإن عبارة "toggle switch" تنطبق على مفتاح بمقبض قصير وحركة سريعة إيجابية، سواء كان يحتوي بالفعل على آلية تبديل أم لا. وبالمثل، فإن المفتاح الذي يُسمع فيه نقرة حاسمة، يُسمى "مفتاح تشغيل وإيقاف إيجابي". ^[11] الاستخدام الشائع جدًا لهذا النوع من المفاتيح هو تشغيل أو إيقاف تشغيل الأضواء أو غيرها من المعدات الكهربائية. يمكن أن تكون مفاتيح التبديل المتعددة متشابكة ميكانيكيًا لمنع التركيبات المحظورة.

في بعض السياقات، وخاصة الحوسبة ، يُفهم مفتاح التبديل أو عملية التبديل بمعنى مختلف عن مفتاح ميكانيكي أو برمجي يتناوب بين حالتين في كل مرة يتم تنشيطه فيها، بغض النظر عن البناء الميكانيكي. على سبيل المثال، يتسبب مفتاح Caps Lock على الكمبيوتر في إنشاء جميع الأحرف بأحرف كبيرة بعد الضغط عليه مرة واحدة؛ يؤدي الضغط عليه مرة أخرى إلى العودة إلى الأحرف الصغيرة.

يمكن تصميم المفاتيح للاستجابة لأي نوع من المحفزات الميكانيكية: على سبيل المثال، الاهتزاز (مفتاح الارتعاش)، أو الميل، أو ضغط الهواء، أو مستوى السائل ( مفتاح التعويم )، أو تدوير مفتاح ( مفتاح رئيسي )، أو الحركة الخطية أو الدورانية ( مفتاح حد أو مفتاح دقيق )، أو وجود مجال مغناطيسي ( مفتاح القصب ). يتم تشغيل العديد من المفاتيح تلقائيًا عن طريق التغييرات في بعض الظروف البيئية أو عن طريق حركة الآلات. يتم استخدام مفتاح الحد ، على سبيل المثال، في أدوات الماكينة لربط التشغيل بالموضع المناسب للأدوات. في أنظمة التدفئة أو التبريد، يضمن مفتاح الشراع أن يكون تدفق الهواء كافيًا في القناة. تستجيب مفاتيح الضغط لضغط السائل.

يتكون مفتاح الزئبق من قطرة من الزئبق داخل مصباح زجاجي به جهتا اتصال أو أكثر. يمر جهتا الاتصال عبر الزجاج، ويتصلان بالزئبق عندما يتم إمالة المصباح لجعل الزئبق يتدحرج عليهما.

يؤدي هذا النوع من المفاتيح أداءً أفضل بكثير من مفتاح إمالة الكرة، حيث لا يتأثر اتصال المعدن السائل بالأوساخ والحطام والأكسدة، كما أنه يبلل جهات الاتصال مما يضمن اتصالًا خاليًا من الارتداد بمقاومة منخفضة للغاية، ولا تنتج الحركة والاهتزاز اتصالًا ضعيفًا. يمكن استخدام هذه الأنواع للأعمال الدقيقة.

يمكن استخدامه أيضًا في الأماكن التي يكون فيها القوس الكهربائي خطيرًا (مثل وجود بخار متفجر) حيث يتم غلق الوحدة بأكملها.

تتكون مفاتيح السكين من شفرة معدنية مسطحة، مفصلية عند أحد طرفيها، مع مقبض عازل للتشغيل، ونقطة اتصال ثابتة. عندما يكون المفتاح مغلقًا، يتدفق التيار عبر المحور المفصلي والشفرة وعبر جهة الاتصال الثابتة. عادةً ما لا تكون هذه المفاتيح مغلقة. تتكون السكين ونقاط الاتصال عادةً من النحاس أو الفولاذ أو النحاس الأصفر ، اعتمادًا على التطبيق. قد تكون نقاط الاتصال الثابتة مدعومة بنابض. يمكن تشغيل العديد من الشفرات المتوازية في نفس الوقت بواسطة مقبض واحد. يمكن تثبيت الأجزاء على قاعدة عازلة مع أطراف للأسلاك، أو قد يتم تثبيتها مباشرة بلوحة مفاتيح معزولة في مجموعة كبيرة. نظرًا لأن نقاط الاتصال الكهربائية مكشوفة، يتم استخدام المفتاح فقط حيث لا يمكن للأشخاص ملامسة المفتاح عن طريق الخطأ أو حيث يكون الجهد منخفضًا جدًا بحيث لا يشكل خطرًا.

تُصنع مفاتيح السكين بأحجام عديدة، من مفاتيح مصغرة إلى أجهزة كبيرة تستخدم لحمل آلاف الأمبيرات. وفي نقل وتوزيع الكهرباء، تُستخدم مفاتيح التشغيل الجماعي في الدوائر التي تصل إلى أعلى الفولتات.

تتمثل عيوب مفتاح السكين في سرعة الفتح البطيئة وقرب المشغل من الأجزاء الحية المكشوفة. تُستخدم مفاتيح الفصل الآمنة المحاطة بالمعدن لعزل الدوائر في توزيع الطاقة الصناعية. في بعض الأحيان يتم تركيب شفرات مساعدة محملة بنابض تحمل التيار بالكامل مؤقتًا أثناء الفتح، ثم تنفصل بسرعة لإطفاء القوس الكهربائي بسرعة.

يحتوي مفتاح DPDT على ستة توصيلات، ولكن نظرًا لأن عكس القطبية هو استخدام شائع جدًا لمفاتيح DPDT، فإن بعض أشكال مفتاح DPDT يتم توصيلها داخليًا خصيصًا لعكس القطبية. تحتوي مفاتيح التقاطع هذه على أربعة أطراف فقط بدلاً من ستة. اثنان من الأطراف عبارة عن مدخلات واثنان منها عبارة عن مخرجات. عند توصيله ببطارية أو مصدر تيار مستمر آخر، يختار المفتاح رباعي الاتجاهات إما القطبية العادية أو العكسية. يمكن أيضًا استخدام مثل هذه المفاتيح كمفاتيح وسيطة في نظام تبديل متعدد الاتجاهات للتحكم في المصابيح من خلال أكثر من مفتاحين.

في توصيلات المباني، يتم تركيب مفاتيح الإضاءة في مواقع مناسبة للتحكم في الإضاءة وأحيانًا دوائر أخرى. باستخدام مفاتيح متعددة الأقطاب، يمكن الحصول على التحكم في التبديل متعدد الاتجاهات للمصباح من مكانين أو أكثر، مثل نهايات الممر أو درج السلم. يسمح مفتاح الإضاءة اللاسلكي بالتحكم عن بعد في المصابيح للراحة؛ تتضمن بعض المصابيح مفتاح لمس يتحكم إلكترونيًا في المصباح إذا تم لمسه في أي مكان. في المباني العامة، يتم استخدام عدة أنواع من المفاتيح المقاومة للتخريب لمنع الاستخدام غير المصرح به.

مفاتيح الشريحة هي مفاتيح ميكانيكية تستخدم منزلق يتحرك (ينزلق) من الوضع المفتوح (إيقاف التشغيل) إلى الوضع المغلق (تشغيل).

انتشر مصطلح التبديل منذ ذلك الحين ليشمل مجموعة متنوعة من الإلكترونيات ذات الحالة الصلبة التي تؤدي وظيفة التبديل، ولكن يتم التحكم فيها إلكترونيًا بواسطة أجهزة نشطة بدلاً من التحكم فيها ميكانيكيًا بحتًا. يتم تصنيف هذه الأجهزة في المقالة المفتاح الإلكتروني . تعمل المفاتيح الكهروميكانيكية (مثل المرحل التقليدي والعارضة الكهروميكانيكية ومفتاح ستروجر ) على ربط التصنيف.

• الوسائط المتعلقة بالمفاتيح الكهربائية في ويكيميديا ​​كومنز