Hoe werkt een lichtschakelaar?

De meeste kamers in uw huis hebben een of meer wandschakelaars, ook wel lichtschakelaars genoemd, die worden gebruikt om verlichtingsarmaturen of stopcontacten te bedienen. Onze inbouwarmaturen , hanglampen , kroonluchters en wandarmaturen worden meestal aan- en uitgezet door een wandschakelaar om te zetten. In kamers zonder gemonteerde verlichtingsarmaturen kan die wandschakelaar een stopcontact bedienen waar een staande lamp op is aangesloten. Iets weten over hoe wandschakelaars werken en de verschillende soorten schakelaars die beschikbaar zijn, is belangrijk als u reparaties of vervangingen aan het systeem wilt uitvoeren.

Hoe een lichtschakelaar werkt

Een wandschakelaar is ontworpen met een mechanisme dat de stroom van “hete” elektrische stroom door een circuit regelt, waardoor u een lamp of ander apparaat aan en uit kunt zetten door het continue elektrische pad te sluiten (AAN) of te openen (UIT). In tegenstelling tot andere elektrische apparaten, is een wandschakelaar zo geïnstalleerd dat deze alleen verbinding maakt met de hete draden, niet met de neutrale circuitdraden.

De uitzondering hierop is wanneer een lichtschakelaar een ander soort functies integreert, zoals een verlichte tuimelhendel of een timerfunctie. In dit geval kan de schakelaar een neutrale draadverbinding vereisen samen met de hete draadverbindingen. Naast de hete draadverbindingen vereisen lichtschakelaars nu een verbinding met het aardingspad van het circuit. Maar in oudere installaties is het niet ongewoon om wandschakelaars te vinden die de groene aardingsschroef missen die nu verplicht is.

Basisprincipes van bedrading van lichtschakelaars

Zodra u de plaat van de schakelaar losschroeft, vindt u drie verschillend gekleurde elektrische draden . Elke draad is belangrijk om de spanning en de elektrische stroom stabiel te houden. Hier is waar elke draad moet worden bevestigd:

• Wit/neutraal: De witte neutrale draad is bevestigd aan de zilveren schroef.
• Zwart/Heet: De zwarte hete draad is bevestigd aan een messing schroef. Let op dat de hete draad soms rood is.
• Groen/aarde: De groene aardingsdraad (of blanke koperdraad) is bevestigd aan de groene schroefklem of aan de elektrische doos.

Onderdelen van een wandschakelaar

Als u een losgekoppelde wandschakelaar inspecteert, zijn de volgende onderdelen zichtbaar:

• Een metalen band ondersteunt de schakelaarbehuizing en zorgt ervoor dat u de schakelaar aan een in de muur gemonteerde elektrische doos kunt bevestigen.
• Deze band is voorzien van een geïntegreerde groene aardingsschroef , waaraan de aardingsdraden van het circuit worden aangesloten.
• De schakelaarbehuizing is een kleine rechthoekige harde vinyl plastic unit, waaraan twee of meer draadaansluitklemmen worden gemonteerd. De achterkant van de schakelaarbehuizing kan ook push-fit draadaansluitpoorten hebben, hoewel professionele elektriciens deze poorten normaal gesproken niet gebruiken in plaats van schroefklemaansluitingen, die veiliger zijn.
• Als u de schakelaarbehuizing zou openen, zou u een interne poort tussen de draadaansluitklemmen aantreffen die het circuitpad opent en sluit wanneer de schakelaarhendel van de ene naar de andere positie wordt omgezet.

Schakelaars hebben verschillende ontwerpen voor de binnenste gateway. Oudere schakelaars zijn mechanisch en slijten naarmate de veren hun veerkracht verliezen. Een nieuwer type uit de jaren 60 gebruikte een flesje kwik en was duurzamer, maar was duur en werd uitgefaseerd vanwege de risico’s die met kwik gepaard gingen. Moderne schakelaars zijn stiller en maken niet het oude klikgeluid.

Ten slotte gebruiken sommige wandschakelaars nu microcircuits in plaats van een fysiek mechanisme om de stroom van elektriciteit te regelen. Dit type ontwerp komt het meest voor bij dimmers en “slimme” schakelaars die programmeerbare of automatische functies bieden, of wifi-connectiviteit. Slimme schakelaars kunnen een neutrale draadverbinding vereisen, evenals traditionele verbindingen met een hete draad en een aarddraad.

3 basistypen lichtschakelaars

Er zijn drie soorten wandschakelaars die lampen bedienen: enkelpolige (AAN/UIT), drieweg- en vierwegschakelaars. Ze zijn er in verschillende stijlen ( tuimelschakelaar , wipschakelaar of drukknop) en sommige kunnen zelfs de lampen dimmen. Kies de schakelaar die bij uw behoeften past.

Enkelpolige schakelaars

De meest voorkomende schakelaar is de
enkelpolige schakelaar (enkelvoudige locatieschakelaar) , die lampen (of een stopcontact) UIT of AAN zet vanaf slechts één muurlocatie. Deze schakelaar is het gemakkelijkst te herkennen aan de AAN/UIT-markeringen die op de schakelaarhendel zijn afgedrukt. Geen enkel ander type schakelaar heeft deze markeringen.

In technische termen staat deze eenvoudige AAN/UIT-schakelaar bekend als een single-pole, single-throw (SPST)-schakelaar . “Single-pole” betekent dat er maar één hete draad op kan worden aangesloten. “Single-throw” betekent dat wanneer u het niveau omdraait, het maar op één andere uitgaande draad wordt aangesloten: de draad die naar de lamp of het stopcontact gaat.

Het enkelpolige schakelmechanisme

Bij enkelpolige schakelaars bevindt zich een metalen poort met veer in de schakelaar die het elektrische circuit naar de lamp opent en sluit. Zet de schakelaar op de AAN-stand, de poort klikt dicht, voltooit het circuit en laat stroom door de schakelaar naar de lamp stromen. Zet de hendel op de UIT-stand, de poort gaat open en onderbreekt de stroom naar de lamp.

Driewegschakelaars

Een
driewegschakelaar
wordt gebruikt als u een lamp wilt bedienen vanaf twee muurlocaties, zoals boven en onder aan een trap, beide uiteinden van een gang of vanaf twee toegangsdeuren in een grote kamer. Deze schakelaar heeft geen AAN/UIT-markeringen op de hendel.

Driewegschakelaars hebben drie schroefklemmen. Eén heet “common” en is verbonden met een hot wire. De andere twee zijn verbonden met “traveler”-draden die tussen de twee schakelaars lopen.

Het drieweg-schakelmechanisme

Intern heeft een driewegschakelaar (technisch bekend als een enkelpolige, dubbelpolige (SPDT) schakelaar) een mechanische configuratie in de vorm van een “V”. Het punt van de V is de aansluiting waar de hete draad die van uw servicepaneel komt (de lijndraad) of verder naar de lamp (de belastingdraad) loopt, is aangesloten. De twee reisdraden die tussen de twee schakelaars lopen, zijn aangesloten op reisschroefklemmen die zijn gekoppeld aan de open armen op de V.

Dit betekent in feite dat er twee mogelijke paden zijn waarlangs elektriciteit naar de lamp kan stromen. Wanneer de runner-terminals intern zijn uitgelijnd, is de lamp AAN, maar wanneer de schakelaars in verschillende posities staan, is er geen doorlopend pad en is de lamp UIT. Deze configuratie zorgt ervoor dat een van de wandschakelaars de lamp op elk gewenst moment AAN of UIT kan zetten.

Vierwegschakelaars

Een
vierwegschakelaar
wordt gebruikt als u een lamp wilt bedienen vanaf drie of meer locaties. Een groot huis met een grote kamer of een ruime open plattegrond kan het handig vinden om een ​​plafondlamp te bedienen vanaf drie of meer locaties.

Een vierwegschakelaar wordt altijd gebruikt in combinatie met een paar driewegschakelaars: één aan de voorkant van het circuit waar de stroom van de bron wordt geleverd, en de tweede op het punt waar de stroom doorstroomt naar de lamp. Tussen de twee driewegschakelaars bevindt zich een of meer vierwegschakelaars.

Het vierwegschakelmechanisme

Visueel kan een vierwegschakelaar worden herkend aan vier schroefklemmen op de behuizing van de schakelaar (naast de groene aardingsschroef). Dit betekent dat er twee hete draden (of potentieel hete draden) vanaf de stroombron op zijn aangesloten, wat in dit geval de travellerdraden zijn die van de upstream-schakelaar in de circuitconfiguratie komen.

Een vierwegschakelaar werkt door het elektrische pad heen en weer te schakelen tussen de twee driewegschakelaars. Het kan een pad omkeren dat compleet is om het licht UIT te zetten of een pad omkeren dat onderbroken is om het licht AAN te zetten. In wezen dient het om een ​​elektrisch pad te openen of te sluiten.

Verschillende schakelaarontwerpen

Alle soorten wandschakelaars (enkelpolig, driepolig en vierpolig) zijn er in verschillende uitvoeringen.

• Het klassieke ontwerp is de eenvoudige tuimelschakelaar , waarbij het mechanisme op een eenvoudige manier omhoog en omlaag wordt bewogen.
• Een veelvoorkomende variant is de
  tuimelschakelaar
  , waarbij de tuimelhendel een brede tuimelarm heeft die omhoog en omlaag kan worden bewogen om het circuit te openen en te sluiten.
• Drukknopschakelaars waren vroeger gebruikelijk in oudere huizen, maar worden tegenwoordig nog maar zelden gebruikt, behalve als er een vintage look gewenst is.
• 
  Dimmer schakelaars
  , beschikbaar voor enkelpolige , drieweg en vierweg schakelaars, laten u de hoeveelheid stroom die door het circuit gaat variëren om variabele lichtintensiteit toe te staan. Deze schakelaars gebruiken een draaiknop, schuif of touchpadmechanisme om de stroom die erdoorheen gaat te regelen.
• Verlichte schakelaars hebben een interne diodelamp die gloeit wanneer de schakelaar in de AAN-stand staat. Dit waarschuwt u wanneer een verborgen lichtarmatuur in werking is, zoals een wandschakelaar die de verlichting in een kelder of garage bedient.
• Er zijn verschillende typen slimme schakelaars verkrijgbaar die extra functionaliteit bieden, zoals bediening via een bewegingssensor, timerfuncties of een spraakgestuurd commandosysteem zoals Alexa of Echo.

Vervangingsoverwegingen

Om een ​​schakelaar te vervangen door een nieuwe schakelaar, timer of dimmer, moet u ervoor zorgen dat de nieuwe schakelaar dezelfde functionaliteit heeft. Enkelpolige schakelaars vereisen enkelpolige dimmers of timers, en driewegschakelaars vereisen driewegdimmers of timers. Het is belangrijk om op te merken dat er momenteel geen vierwegdimmers of timers beschikbaar zijn. U kunt een of beide driewegschakelaars in een vierwegconfiguratie vervangen door een dimmer of timer, maar de vierwegschakelaar moet een tuimelschakelaar blijven.

Als u zelf probeert te vervangen , bedenk dan dat de stroom nooit helemaal UIT staat in een schakelcircuit, tenzij u de stroom uitschakelt bij de stroomonderbreker. De draden voeren nog steeds stroom, zelfs als het armatuur niet verlicht is. De beste manier is om de stroomonderbreker altijd uit te schakelen , zelfs als u slechts een gloeilamp of twee vervangt.

De huidige elektrische code vereist nu dat alle wandschakelaars worden aangesloten op de aardingsdraden van het circuit. Dit kan een probleem zijn als de oude schakelaar geen dergelijke verbinding had. U moet een manier bedenken om de nieuwe schakelaar te verbinden met het aardingssysteem van het circuit, wat vaak betekent dat u een aardingsvlecht moet installeren die de nieuwe schakelaar verbindt met de kale koperen aardingsdraad van het circuit of met de metalen wanddoos.

De nieuwste generatie “slimme” wandschakelaars bieden een aantal geweldige functies, maar de installatie kan ingewikkeld zijn door de vereiste van een neutrale draadverbinding. Als u geen ervaring hebt met het eenvoudig vervangen van elektrische apparaten, kunt u het beste een professional bellen om een ​​wandschakelaar te vervangen.

Hoeveel kost het om een ​​lichtschakelaar te vervangen?

De kosten om een ​​lichtschakelaar te vervangen liggen doorgaans tussen de $ 100 en $ 200 voor een professionele en erkende elektricien om de klus te klaren. De kosten kunnen hoger zijn, afhankelijk van de complexiteit van het project of als u een schakelaar wilt met een dimmer, timer of slimme functies. Als u eerdere ervaring met elektriciteit hebt en ervoor kiest om zelf een lichtschakelaar te vervangen, dan zijn de kosten voor dit soort doe-het-zelfprojecten ongeveer gelijk aan de prijs van de lichtschakelaar zelf.