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3路スイッチと4路スイッチ
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電気技術者試験センターから公表される第二種電気工事士技能試験の候補問題(全部で13問ある)には、毎年必ず、3路スイッチと4路スイッチを使った回路が含まれているので、技能試験を受験する方は、この3路スイッチ、4路スイッチについて分かっていなければなりません。
ですので、このページでは、
3路スイッチって何?
4路スイッチって何?
3路スイッチと4路スイッチはどうやって使うの?
というところをできるだけ簡単に解説します。
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3路スイッチって?
う〜ん、ちょっとイメージできるように、まずは3路スイッチの写真から見てみましょう。
3路スイッチはこのようなスイッチです。
ふつうのスイッチと似てますが・・・
では、ふつうのスイッチと並べてみましょう。
左が3路スイッチ、右がふつうのスイッチ(タンブラスイッチ)です。
この2つのスイッチを見比べてみると、ふつうのスイッチには「黒いポッチ」がありますが、3路スイッチにはありません。
ふつうのスイッチに付いているこの「黒いポッチ」は、ポッチ側を押すとスイッチがON、ポッチ側ではない側を押すとスイッチがOFFしますという意味で付いています。
それでは、
なぜ、3路スイッチには「黒いポッチ」がないのでしょうか?
それは、
3路スイッチにはどっちがONでどっちがOFFというのがない
からなんです。
言い換えると、
3路スイッチとは、どっちもONでどっちもOFFするスイッチ。
それで、どっちもONでどっちもOFFする3路スイッチって、実はみんなが知っているスイッチで、2階建て住宅などの階段のスイッチに使われています。
階段のスイッチは上の階でもON/OFFできて、下の階でもON/OFFできますよね?
それって、3路スイッチを使っているからできるんです!
(2階建てのおうちに住んでいる方は、階段のスイッチを見てみましょう。黒いポッチがないでしょ?)
それでは次に、
なぜ、3路スイッチは上の階でも下の階でもON/OFFできるのか?
3路スイッチの内部の接続から考えてみましょう。
3路スイッチは、なぜ、上の階でも下の階でもON/OFFできるの?
3路スイッチの内部の接続は次の図1のようになっていて、
スイッチを切り替える(左側を押すか?右側を押すか?)ことで3路スイッチの内部の接続が「0と1」または「0と3」に切り替わります。
3路スイッチの左側を押すと「0と1」がつながって、右側を押すと「0と3」がつながります。
それで、
どうすれば、上の階でも下の階でもON/OFFできるのか?
ですが、
上の階でも下の階でもON/OFFできるようにするためには、この3路スイッチを2個使って次の図3のような回路にします。ここで、3路スイッチ①は下の階にあるスイッチ、3路スイッチ②は上の階にあるスイッチと考えましょう。
この図3では、3路スイッチ①、②の両方ともスイッチの左側が押されている状態なので、両方の3路スイッチの内部の接続は「0と1」です。
なので、電流が図4の赤線のように流れて電球が点灯します。
それでは、図4のスイッチの状態から3路スイッチ①と②をそれぞれ切り替えていったときに「電球の点灯/消灯がどうなるか?」みてみます。
図4の状態から3路スイッチ①の右側を押すと・・・
3路スイッチ①の右側を押すと、3路スイッチ①の接続は「0と1」から「0と3」に切り替わります。すると、回路は図5のようになって、接続が切れるので電球は消灯します。
図5の状態から3路スイッチ②の右側を押すと・・・
3路スイッチ②の右側を押すと、3路スイッチ②の接続は「0と1」から「0と3」に切り替わります。すると、回路は図6のようになって、電流が赤線のように流れるので電球は点灯します。
図6の状態から3路スイッチ①の左側を押すと・・・
3路スイッチ①の左側を押すと、3路スイッチ①の接続は「0と3」から「0と1」に切り替わります。すると、回路は図7のようになって、接続が切れるので電球は消灯します。
以上、図4〜図7をみると分かるように、3路スイッチを2個使用すると、上の階と下の階のどちらでも電球の点灯/消灯をすることができます。
3路スイッチはこのように、離れた場所から同じものをON/OFFするときに使用するスイッチです。
それでは次に、4路スイッチについて説明します。
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4路スイッチって?
4路スイッチは3路スイッチと似ていますが、
3路スイッチと4路スイッチは表面から見ても区別できません。裏面の写真(3路スイッチと4路スイッチの見分け方)については補足を参照してください。
4路スイッチは、どのようなときに使うスイッチなのでしょうか?
さっきの3路スイッチは離れた2つの場所(例えば上の階と下の階)で同じもの(電球)をON/OFFできるスイッチでした。
それで次は4路スイッチですが、4路スイッチは、
離れた3つ以上の場所で同じものをON/OFFするときに3路スイッチと組み合わせて使用するスイッチ
です。
4路スイッチの内部の接続は図8のようになっていて、
スイッチを切り替える(左側を押すか?右側を押すか?)ことで4路スイッチの内部の接続が「1と4、3と2」または「1と2、3と4」に切り替わります。
それで、この4路スイッチと3路スイッチを組み合わせて使うと、離れた3つ以上の場所で同じものをON/OFFできるのですが、例えば、離れた3つの場所でON/OFFする場合を考えると、このときの回路は次の図9のようになります。
この図9では、両端の3路スイッチ①と②、真中の4路スイッチともにスイッチの左側が押されている状態なので、3路スイッチ①と②の内部の接続は「0と1」、4路スイッチの内部の接続は「1と4、3と2」です。
なので、この場合、回路の接続が切れているので電流は流れず電球は消灯します。
それでは、図9のスイッチの状態からそれぞれのスイッチを切り替えていったときに「電球の点灯/消灯がどうなるか?」みてみます。
図9の状態から3路スイッチ①の右側を押すと・・・
3路スイッチ①の右側を押すと、3路スイッチ①の接続は「0と1」から「0と3」に切り替わります。すると、回路は図10のようになって、赤線のように電流が流れるので電球は点灯します。
図10の状態から4路スイッチの右側を押すと・・・
4路スイッチの右側を押すと、4路スイッチの接続は「1と4、3と2」から「1と2、3と4」に切り替わります。すると、回路は図11のようになって、接続が切れるので電球は消灯します。
図11の状態から3路スイッチ②の右側を押すと・・・
3路スイッチ②の右側を押すと、3路スイッチ②の接続は「0と1」から「0と3」に切り替わります。すると、回路は図12のようになって、赤線のように電流が流れるので電球は点灯します。
以上、図9〜図12をみるとわかるように、3路スイッチ2個と4路スイッチ1個を使用すると、離れた3つの場所のどこでも電球の点灯/消灯をすることができます。
4路スイッチはこのように3路スイッチと組み合わせて使用することで、離れた3つ以上の場所から同じものをON/OFFすることができるスイッチです。
ちなみに4箇所以上の場所でON/OFFするときには、両端の3路スイッチの間に4路スイッチを必要な分さらに追加して回路を作ります。(両端は必ず3路スイッチ、その間は4路スイッチになります。)
参考に、4箇所でON/OFFするときの回路を図13に書いておきます。
3路スイッチと4路スイッチ、分かってもらえたでしょうか?
3路スイッチと4路スイッチは裏面を見て区別しましょう!
3路スイッチと4路スイッチは表面から見ても区別できませんが、裏面を見るとどっちがどっちか区別することができます。
上の写真をよ〜く見ると、左の3路スイッチの端子(電線を挿すところ)には「0」「3」「1」と書いてあって、右の4路スイッチの端子には「1」「3」「2」「4」と書いてあります。
なので、このスイッチは3路かな〜? 4路かな〜? と迷ったときは裏面を見ましょう!
ついでに、ふつうのスイッチ(タンブラスイッチ)の裏面の写真も載せておきます。
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