A villamos kapcsoló (nyomógomb) olyan áramköri elem, amely a villamos áramot vagy átengedi, vagy nem. A kapcsolók (nyomógombok) a kapcsolható áram és feszültség nagysága, a működtetés módja, illetve esztétikai kialakításuk szerint nagyon különbözőek lehetnek. Az ideális kapcsoló:
160px|balra
vezetése 0 ellenállása végtelen 0 áramú áramgenerátorként modellezhető,
vezetése végtelen ellenállása 0 0 elektromotoros erejű feszültséggenerátorral modellezhető.
Mechanikus vezérlésű kapcsoló Fajtái Egypólusú egyáramkörös kapcsoló
jobbra
Két kivezetése van. Ezek között folyik vagy nem folyik az áram.
SPST, single pole single throw.
Típusjel: 101.
Alaphelyzetben lehet nyitott (NO, normally open) vagy zárt (NC, normally closed).
Egypólusú kétáramkörös kapcsoló
jobbra
Három kivezetése van. A közös (common) érintkező hol az egyik, hol a másik érintkezőhöz kapcsolódik. Váltókapcsolónak is hívják.
Típusjel: 106.
Az átkapcsolás során rövid ideig előfordulhat, hogy a közös érintkező egyik érintkezőhöz sem, vagy egyszerre mindkettőhöz kapcsolódik.
Olyan mechanika is van, amelyiknek az a stabil állapota, amikor a közös érintkező semelyik másikkal sem érintkezik. A gépjárművek irányjelző kapcsolója ilyen.
SPDT, single pole double throw.
N-áramkörös fokozatkapcsoló, forgókapcsoló, Yaxley
180px|jobbra|rotary switch (yaxley)
N stabil állapotnak megfelelő N érintkezője és ezen felül legalább egy közös érintkezője van. Kapcsoláskor az adott érintkezőt és a közös érintkezőt köti össze. A közös érintkező az N közül egyhez csatlakozik. Továbbfejlesztése a kétáramkörös kapcsolónak. Kivitelét tekintve: feszültség kapcsolására keskenyített érintkezőkkel áram kapcsolására szélesített érintkezőkkelmivel átkapcsolás közben az áramág nem szakadhat meg
A Yaxley kapcsolók továbbfejlesztett változata a nyomtatott áramköri lemezből kialakított, nemesfém bevonattal ellátott kapcsoló, mely feleslegessé teszi a külön bekötést. Ezeknél alapkövetelmény, hogy a kapcsoló érintkezője puhább legyen, mint az áramköri lemez bevonata. Ez biztosítja az áramkör tartósságát.
A Forgókapcsolóval áramkörileg megegyező elven létezik Tolókapcsoló is.
Kétpólusú kétáramkörös
jobbra
Két, mechanikusan összekapcsolt egypólusú kétáramkörös kapcsoló.
DPDT, double pole double throw.
Stabilitás szerint Bistabil, N-stabil
Az alkatrészbe épített mechanikus kiegészítő a kapcsoló mindkét (összes) állapotát fenntartja, ha külső erő nem hat rá.
Monostabil, nyomógomb
jobbra
Rugó tartja stabil helyzetben. Külső erő átkapcsolja, de az erő megszűntekor visszaáll az eredeti helyzetbe.
A stabil állapot lehet nyitott (NO, normally open) vagy zárt (NC, normally closed).
Feszültség, áramerősség, ellenállás, élettartam
A kapcsolók egyik lényeges jellemzője az a feszültség, amelyet nyitott állapotban még elviselnek. A valós kapcsoló ellenállása kisebb végtelennél, ezért azon nyitott állapotban is disszipálódik teljesítmény. Ugyancsak véges az érintkezők távolsága, így mint szikraközök között egy adott feszültség átüt.
Másik jellemző az az áramerősség, amit a kapcsoló zárt állapotban még elbír.
Mindkét érték függ az áram frekvenciájától (nemétől). Jellemzően egyenáramú és 50 Hz-es adatot szokás megadni.
A kapcsoló ellenállása nyitott állapotban nagyon jó közelítéssel végtelen, zárt állapotban pedig nulla. Ha mégsem, akkor az lényeges adata a kapcsolónak.
A kapcsoló élettartamának jellemzésére a hibamentes átkapcsolások számát használják.
Speciális fajták Higanykapcsoló bélyegkép|jobbra|higanykapcsoló Az üvegcsőbe nyúló két elektróda közötti zárást folyékony higany végzi. Működtetéshez ezt a kapcsolót egyszerűen el kell fordítani, hogy az érintkezők beleérjenek (vagy nem) a higanyba.
Robbanásbiztos, nagyáramú, pergésmentes.
Mozgó berendezésben vagy extrém hőmérsékleten működése bizonytalan.
Reed kapcsoló bélyegkép|jobbra|Reed relé (Reed kapcsoló) bélyegkép|jobbra|A reed kapcsoló működése Ez olyan (egyébként zseniálisan egyszerű felépítésű) kapcsoló, amelyet nem kézzel vagy mechanikai behatással kapcsolunk, hanem mágneses térrel. Két (mágnesezhető) fémlemez van rugalmasan rögzítve úgy, hogy elhajlításuk esetén összeérhessenek. Az eszközt mágneses térbe helyezve, ha a mágneses erővonalak iránya egybeesik a kapcsoló hossztengelyével, a két lemezt azonos irányban mágnesezi fel. Mivel ezek egymáshoz képest eltoltak, polaritásuk ellentétes lesz, közöttük mágneses vonzás alakul ki, és a lemezek a felerősítésük rugalmassága ellenében egymás felé hajlanak, majd összeérnek. Fémes felületük van, általában nemesfém bevonattal, tehát elektromosan vezetnek, így elektromosan kapcsolnak is. Külső mágneses tér hatására az érintkezők összeérnek, a tér megszűntekor szétkapcsolódnak. A neve onnan származik, hogy az érintkezők általában hosszúak és hajlékonyak (reed angolul nád, nádszál).
Reed kapcsoló: (nevezik még nyelves kapcsolónak, reed csőnek, nádkapcsolónak is.) különlegessége, hogy az érintkezőpár egy hermetikusan lezárt üvegcsőben kap helyet, ahol a kontaktus el van szigetelve a külvilágtól, így annak a tulajdonságait a külső környezet nem befolyásolja. A hermetizálás az érintkező felületek olyan bevonattal való ellátását is lehetővé teszi amit a szabad levegőn pl. az oxidáció miatt nem lehet alkalmazni. Az üvegcsövet védőgázzal (nemesgázzal) is feltölthetik. Készül záró és váltó kivitelben.
Leginkább kis áramok kapcsolására, jeladóként használják az iparban és a biztonságtechnikában és egyéb olyan helyeken ahol a hagyományos kapcsolók nem alkalmazhatók, pl. rendkívül savas-gőzös környezetben, folyadékokban stb. A gyártástechnológiai alkalmazásoktól eltekintve gyakran használják például ajtó, ablak nyitásérzékelésére. Az ajtószárnyra egy mágnest szerelnek, és csukott állapotnál mellette (néhány mm távolságban) egy reed-kapcsolót helyeznek el a nyílászáró tokján. Ha az ajtó, ablak zárva, a reed-kapcsoló lemezei a mágnes miatt összezárnak; a nyílászáró kinyitásakor a reed-kapcsoló a mágneses tér megszűnése miatt bont. Ezt riasztásra, figyelmeztetésre, vagy akár szellőzés-fűtéstechnikai megoldásokra lehet használni.
Reed-relé: A Reed-üvegcsövet tekercsbe (elektromágnesbe) helyezve rendkívül egyszerű és megbízható reed-jelfogó (reed-relé) készíthető. Különböző feszültségekre és tokozásokkal gyártják, pl. létezik DIP (DIL) tokkal is.
Egyéb alkalmazási lehetőségei: A reed-cső köré egy vastag (0,5 mm – 1 mm átmérőjű huzalból) 10-20 menetes tekercs, amit pl. egy lámpa áramkörébe kapcsolunk, valamint egy kb. 0,1 mm átmérőjű huzalból készített sokmenetű (40-100 menetes) tekercs, amelyet a relé érintkezőivel sorba kötve a visszajelző lámpa áramkörébe kapcsolunk. Ezt a megoldást pl. egy fontos fogyasztó kiégésének visszajelzésére használhatjuk.
DIP kapcsoló bélyegkép|jobbra|dip kapcsoló Jellemzően kevés átkapcsolásra használják, gyári beállítás jelleggel. Nem a felhasználó, hanem karbantartó állítja be. Készülék belsejében helyezik el. Lásd még: Kisfeszültségű áramváltó
Záródugó, jumper, 0 ohmos ellenállás
Jellemzően kevés átkapcsolásra, leginkább beállításra használják. Nem a felhasználó, hanem karbantartó állítja be. A készülék belsejében helyezik el. Záródugó, lemezke zárja a tüskesor megfelelő pontjait; a nyitott állapothoz ezt egyszerűen el kell távolítani, másik beállításhoz át kell helyezni.
A 0 ohmos ellenállás beforrasztható kivitelű.
Nagyfrekvenciás
Alkatrészház illetve érintkezők kialakítása tápvonalszerű.
Robbanásbiztos A robbanásbiztos kapcsolók tokozása tűz- és robbanásveszélyes környezetben (bányákban, vegyi üzemekben) lehetővé teszi, hogy amennyiben a kapcsoló okozta elektromos ív tüzet vagy robbanást okoz, az nem kerülhet ki a tokozásból. A tokozás tipikusan két félből összecsavarozott öntött alumínium tokozat.
Szikrabiztos
A szikrabiztos készülékek speciális (például félvezetős) kialakítása már önmagában megakadályozza a szikra kialakulását, így feleslegessé téve a drága robbanásbiztos tokozást tűz- és robbanásveszélyes környezetben, bár speciálisan nagy biztonságú esetekben (pl. a paksi atomerőműben) előfordul, hogy robbanásbiztos tokozásba szikrabiztos készüléket szerelnek.
Speciális kapcsolók Csillárkapcsoló
Nem csak csillárok kapcsolgatására találták ki. Alkalmazható akár két külön lámpa kapcsolására, akár többágú csillár kapcsolására ott, ahol nem kell mindig „díszkivilágítás”, ezért jó lenne, ha két kapcsolóval külön fel tudnék kapcsolni közülük akár (a csillár bekötése szerint változtatható) egy izzót, vagy mindkét kapcsoló bekapcsolásával az összeset. Ez a falon két különálló kapcsoló is lehetne, de mennyivel szebb, ha egyetlen kapcsoló van kétfelé osztva, két billentővel. Ez a csillárkapcsoló, ahová három vezeték érkezik: egy a fázis (jelölve van), másik kettő az elmenő (ezt is jelölik két nyíllal) a lámpatesthez vagy lámpatestekhez.
Egy mechanikában két, függetlenül működtethető egypólusú egyáramkörös kapcsoló van. Egyik kivezetésük gyakran közösítve van.
Típusjele: 105.
Zsalukapcsoló, zsalunyomó
Egy mechanikában két kapcsoló van, amelyek közül legfeljebb egyik lehet bekapcsolva. Ezt mechanikus vagy elektromos reteszelés teljesíti. Redőny, lift stb. motorjának vezérlésére fejlesztették ki.
Típusjele: R105.
Keresztkapcsoló Kapcsolások
Soros kapcsolás/elágazás nélküli áramkör jobbra
Két kapcsoló sorba kapcsolva a logikai ÉS műveletet valósítja meg. Akkor és csak akkor folyik át rajtuk áram, ha mindkét kapcsoló be van kapcsolva.
Párhuzamos kapcsolás
jobbra
A párhuzamos kapcsolás a logikai VAGY művelet. (A kapcsolók esetében)
Elektronikában, kapcsolók párhuzamos kapcsolása esetén: akkor és csak akkor folyik át áram ha legalább az egyik be van kapcsolva (további feltételek persze vannak: feszültség, fogyasztó, ellenállás-értékek stb.) Párhuzamosan kapcsolt elektromos fogyasztóknál minden fogyasztóhoz elérkezik a fázis és a nullavezeték. (Az egyszerűség kedvéért maradunk a kétpólusú, és háztartásban is használt eszközöknél, például a világításnál.)
Tehát két -os izzó párhuzamos kapcsolása esetén a fázis megérkezik az 1. izzóhoz, valamint továbbmegy a 2. izzóhoz. A nullavezeték ugyanígy elmegy az 1., valamint a 2. izzóhoz. (A vezetékek nem feltétlenül izzótól izzóig haladnak, sőt gyakrabban elágazik a fázis több izzó felé, és ugyanezt teszi a nullavezeték is.) Párhuzamosan kapcsolt (elektromos) fogyasztók esetében minden fogyasztóra azonos feszültség jut. Tudjuk, hogy lakásunkban minden hagyományos izzó, sőt a hűtőszekrény és a mosógép is -os. (Ezek ki- és bekapcsolhatósága érdekében persze ezekkel egyenként sorba-kötött kapcsolók is lehetnek.)
Párhuzamos kapcsolás az is, ha egy autót 2, vagy több (egyforma hosszúságú) vontatókötéllel vontatok. A kötelek párhuzamosan vannak kapcsolva, együttesen veszik fel a terhelést, és (ha tényleg egyforma hosszúak, és egy pontban fut össze egy-egy végük, akkor) egyforma (mechanikus) feszültséget viselnek el. A mechanikai eszközök soros/párhuzamos kapcsolása hasonlóságot mutat az elektronikával.
Ekvivalenciakapcsolás
jobbra
Ez a kapcsolás a logikai ekvivalenciát valósítja meg. Akkor és csak akkor folyik át rajta áram, ha a kapcsolók állása megegyezik. Tipikus alkalmazás folyosó két végén, mint világításkapcsoló. (Alternatív kapcsolás.)
Invertáló kapcsolás
Az Invertálás általában "fordítást" jelent. Van egy olyan eszközöm, amit ha húzok (az elején), nyomást fejt ki. Invertáló kapcsolás például egy falba vert szögre akasztott cérna is, miszerint ha az egyik végét lefelé húzom, a másik vége felfelé megy.
Villanykapcsoló esetében igazak a leírtak:
jobbra
Ez a kapcsolás a bejövő két pólust, így az áram folyásának irányát felcseréli. Egyenáramú motor irányváltójaként elterjedt. Lelke egy kétpólusú kétáramkörös kapcsoló.
Előrehuzalozva (4 kivezetéssel) keresztkapcsolóként ismert.
Típusjel: 107.
Egyéb Pergés, prellezés, pattogás