كيف تعمل المفاتيح المغناطيسية

تم تطوير المفاتيح المغناطيسية لأول مرة في ثلاثينيات القرن الماضي ، وتعمل بشكل مشابه للمرحلات ، حيث تغلق التلامس الكهربائي في وجود مجال مغناطيسي. على عكس المرحلات ، يتم إغلاق المفاتيح المغناطيسية بالزجاج. تشمل مزايا المفاتيح المغناطيسية على المرحلات التقليدية مقاومة تلامس أقل ، وسرعة تحويل أسرع وعمر أطول. نظرًا لإغلاقها ، فإن المفاتيح المغناطيسية تقضي على مخاطر الشرارة في البيئات القابلة للاشتعال أو المتفجرة.

يتكون المفتاح من كبسولة زجاجية مستطيلة يبلغ طولها سنتيمترًا تقريبًا وقطرها بضعة مليمترات. يمر سلكان أو أكثر عبر نهايات الكبسولة. في الداخل ، توجد جهات اتصال معدنية رفيعة وصلبة على مسافة جزء من المليمتر ، متداخلة مع بعضها البعض. الكبسولة الزجاجية محكمة الإغلاق ، مما يمنع التآكل على نقاط التلامس المعدنية. تحتوي المفاتيح المغناطيسية البسيطة على زوج من جهات الاتصال ؛ أكثرها تعقيدًا لديها عدة مجموعات من جهات الاتصال داخل نفس المغلف الزجاجي.

إحدى نقاط التلامس في الكبسولة الزجاجية مصنوعة من مادة مغناطيسية ؛ والآخر غير مغناطيسي. يسحب مجال مغناطيسي قريب من مغناطيس كهربائي أو مغناطيس دائم جهة اتصال واحدة ضد الأخرى ، ويغلق المفتاح. عندما تقوم بإزالة المجال المغناطيسي ، فإن حركة الزنبرك في نقاط التلامس المعدنية الصلبة تفتح الاتصال. نظرًا لأن الملامسات الرقيقة لها كتلة منخفضة ، فيمكنها العمل أسرع بعشر مرات من المرحلات التقليدية ذات التصنيفات المماثلة.

نظرًا لأن المفاتيح المغناطيسية تحتوي على جهات اتصال صغيرة موضوعة بالقرب من بعضها البعض ، فإنها لا تستطيع التعامل مع التيارات الكبيرة. يتطلب حمل التيارات التي تزيد عن عدد قليل من الأمبيرات اتصالاً أقوى من المعدن بالمعادن ، مثل المرحلات القياسية. يمكن لبعض المفاتيح المغناطيسية التعامل مع ما يزيد عن 10000 فولت ، على الرغم من أن معظمها يعمل بجهد أقل بكثير.

تتبع قوة السحب التي يبذلها المغناطيس قانون المكعب العكسي: مضاعفة المسافة إلى المغناطيس تقلل قوتها إلى ثُمن الكمية السابقة. هذا يعنى مفتاح مغناطيسي حساس لحركة المغناطيس القريب. جهاز الإنذار ضد السرقة ، على سبيل المثال ، يحتوي على مغناطيس دائم صغير مثبت على الباب ومفتاح مغناطيسي مثبت بجانبه على إطار الباب ؛ فتح الباب يشغّل المفتاح على الفور.