التتابع

المرحل هو مفتاح يعمل بالكهرباء . ويتكون من مجموعة من محطات الإدخال لإشارات تحكم واحدة أو متعددة، ومجموعة من محطات الاتصال التشغيلية. وقد يحتوي المفتاح على أي عدد من جهات الاتصال بأشكال اتصال متعددة ، مثل جهات الاتصال المتصلة أو جهات الاتصال المقطوعة أو مجموعات منها.

تُستخدم المرحلات حيثما يكون من الضروري التحكم في دائرة ما بواسطة إشارة مستقلة منخفضة الطاقة، أو حيث يتعين التحكم في عدة دوائر بواسطة إشارة واحدة. استُخدمت المرحلات لأول مرة في دوائر التلغراف لمسافات طويلة كمكررات للإشارة: فهي تعمل على تحديث الإشارة القادمة من دائرة واحدة عن طريق إرسالها على دائرة أخرى. استُخدمت المرحلات على نطاق واسع في محطات الهاتف وأجهزة الكمبيوتر المبكرة لإجراء العمليات المنطقية.

يستخدم الشكل الكهروميكانيكي التقليدي للمرحل مغناطيسًا كهربائيًا لإغلاق أو فتح جهات الاتصال، ولكن تم اختراع مرحلات تستخدم مبادئ تشغيل أخرى أيضًا، مثل مرحلات الحالة الصلبة التي تستخدم خصائص أشباه الموصلات للتحكم دون الاعتماد على أجزاء متحركة . تُستخدم مرحلات ذات خصائص تشغيل معايرة وأحيانًا ملفات تشغيل متعددة لحماية الدوائر الكهربائية من التحميل الزائد أو الأعطال؛ في أنظمة الطاقة الكهربائية الحديثة، يتم تنفيذ هذه الوظائف بواسطة أدوات رقمية لا تزال تسمى مرحلات الحماية أو مرحلات الأمان .

تتطلب مرحلات القفل نبضة واحدة فقط من طاقة التحكم لتشغيل المفتاح بشكل مستمر. تعمل نبضة أخرى مطبقة على مجموعة ثانية من أطراف التحكم، أو نبضة ذات قطبية معاكسة، على إعادة ضبط المفتاح، في حين لا يكون للنبضات المتكررة من نفس النوع أي تأثير. تعتبر مرحلات القفل المغناطيسي مفيدة في التطبيقات عندما لا تؤثر الطاقة المتقطعة على الدوائر التي يتحكم فيها المرحل.

بدأت المرحلات الكهربائية في التطبيق على أجهزة التلغراف . غالبًا ما يُستشهد بالعالم الأمريكي جوزيف هنري لاختراعه مرحلًا في عام 1835 من أجل تحسين نسخته من التلغراف الكهربائي ، والتي تم تطويرها في وقت سابق في عام 1831. ^{[1] [2] [3] [4]}

ومع ذلك، لم يتم إصدار براءة اختراع رسمية حتى عام 1840 لصالح صموئيل مورس لجهاز التلغراف الذي ابتكره، والذي يُطلق عليه الآن اسم "المرحل". تعمل الآلية الموصوفة كمضخم رقمي، حيث تكرر إشارة التلغراف، وبالتالي تسمح بانتشار الإشارات إلى الحد المطلوب. ^[5]

تظهر كلمة "التتابع" في سياق العمليات الكهرومغناطيسية منذ عام 1860 فصاعدًا. ^[6]

يتكون مرحل كهرومغناطيسي بسيط من ملف من الأسلاك ملفوف حول قلب من الحديد الناعم (ملف لولبي)، ونير حديدي يوفر مسارًا منخفض التردد للتدفق المغناطيسي، ومحرك حديدي متحرك ، ومجموعة واحدة أو أكثر من جهات الاتصال (هناك جهتا اتصال في المرحل الموضح في الصورة). يتم تثبيت المحرك على النير ويتم ربطه ميكانيكيًا بمجموعة واحدة أو أكثر من جهات الاتصال المتحركة. يتم تثبيت المحرك في مكانه بواسطة زنبرك بحيث عندما يتم فصل الطاقة عن المرحل توجد فجوة هوائية في الدائرة المغناطيسية. في هذه الحالة، تكون إحدى مجموعتي جهات الاتصال في المرحل الموضح في الصورة مغلقة، والمجموعة الأخرى مفتوحة. قد تحتوي المرحلات الأخرى على مجموعات أكثر أو أقل من جهات الاتصال اعتمادًا على وظيفتها. يحتوي المرحل في الصورة أيضًا على سلك يربط المحرك بالنير. وهذا يضمن استمرارية الدائرة بين جهات الاتصال المتحركة على المحرك، ومسار الدائرة على لوحة الدائرة المطبوعة (PCB) عبر النير ، والذي يتم لحامه بلوحة الدائرة المطبوعة.

عندما يمر تيار كهربائي عبر الملف فإنه يولد مجالًا مغناطيسيًا ينشط المحرك، والحركة الناتجة لجهات الاتصال المتحركة إما أن تجعل أو تقطع (حسب البناء) اتصالًا بجهة اتصال ثابتة. إذا كانت مجموعة جهات الاتصال مغلقة عند إزالة الطاقة من التتابع، فإن الحركة تفتح جهات الاتصال وتقطع الاتصال، والعكس صحيح إذا كانت جهات الاتصال مفتوحة. عندما يتم إيقاف تشغيل التيار إلى الملف، يتم إرجاع المحرك بقوة، تقريبًا نصف قوة القوة المغناطيسية، إلى موضعه المريح. عادة ما يتم توفير هذه القوة بواسطة زنبرك، ولكن الجاذبية تستخدم أيضًا بشكل شائع في مشغلات المحركات الصناعية. يتم تصنيع معظم التتابعات للعمل بسرعة. في تطبيق الجهد المنخفض، يقلل هذا من الضوضاء؛ في تطبيق الجهد العالي أو التيار، يقلل من القوس الكهربائي.

عندما يتم تنشيط الملف بالتيار المستمر ، غالبًا ما يتم وضع الصمام الثنائي الارتدادي أو المقاوم المثبط عبر الملف لتبديد الطاقة من المجال المغناطيسي المنهار ( EMF الخلفي ) عند إلغاء التنشيط، والذي من شأنه أن يولد ارتفاعًا في الجهد خطيرًا على مكونات دائرة أشباه الموصلات . لم تكن مثل هذه الثنائيات مستخدمة على نطاق واسع قبل تطبيق الترانزستورات كمحركات مرحل، ولكنها سرعان ما أصبحت منتشرة حيث تم تدمير ترانزستورات الجرمانيوم المبكرة بسهولة بواسطة هذه الزيادة المفاجئة. تتضمن بعض مرحلات السيارات صمامًا ثنائيًا داخل علبة المرحل. المقاومات، على الرغم من كونها أكثر متانة من الثنائيات، إلا أنها أقل كفاءة في القضاء على طفرات الجهد الناتجة عن المرحلات ^[7] وبالتالي لا يتم استخدامها بشكل شائع.

إذا كان المرحل يقود حملاً كبيراً، أو حملاً تفاعلياً بشكل خاص ، فقد تكون هناك مشكلة مماثلة تتمثل في التيارات المفاجئة حول جهات اتصال خرج المرحل. في هذه الحالة، قد تمتص دائرة مخففة (مكثف ومقاوم على التوالي) عبر جهات الاتصال التيار المفاجئ. يتم بيع المكثفات ذات التصنيف المناسب والمقاوم المرتبط بها كمكون واحد معبأ لهذا الاستخدام الشائع.

إذا تم تصميم الملف ليتم تشغيله بالتيار المتناوب ، يتم استخدام بعض الطرق لتقسيم التدفق إلى مكونين خارج الطور يجمعان معًا، مما يزيد من الحد الأدنى للسحب على المحرك أثناء دورة التيار المتناوب. عادةً ما يتم ذلك باستخدام "حلقة تظليل" نحاسية صغيرة ملفوفة حول جزء من القلب الذي يخلق المكون المتأخر خارج الطور، ^[8] والذي يحمل جهات الاتصال أثناء عبور الصفر لجهد التحكم. ^[9]

تختلف مواد التلامس المستخدمة في المرحلات حسب الاستخدام. فالمواد ذات مقاومة التلامس المنخفضة قد تتأكسد بفعل الهواء، أو قد تميل إلى "الالتصاق" بدلاً من الانفصال بشكل نظيف عند الفتح. وقد يتم تحسين مواد التلامس بحيث تكون ذات مقاومة كهربائية منخفضة، أو ذات قوة عالية لتحمل العمليات المتكررة، أو ذات سعة عالية لتحمل حرارة القوس الكهربائي. وفي حالة الحاجة إلى مقاومة منخفضة للغاية، أو عند الرغبة في الحصول على جهد كهربائي منخفض ناتج عن الحرارة، يمكن استخدام جهات اتصال مطلية بالذهب، إلى جانب البلاديوم وغيره من المعادن شبه الثمينة غير المؤكسدة. وتستخدم جهات الاتصال الفضية أو المطلية بالفضة لتبديل الإشارات. وتقوم المرحلات المبللة بالزئبق بصنع وكسر الدوائر باستخدام طبقة رقيقة من الزئبق السائل تتجدد ذاتيًا. وبالنسبة للمرحلات ذات القدرة الأعلى التي تقوم بتبديل العديد من الأمبيرات، مثل موصلات دوائر المحرك، يتم عمل جهات الاتصال بمزيج من الفضة وأكسيد الكادميوم، مما يوفر مقاومة تلامس منخفضة ومقاومة عالية لحرارة القوس الكهربائي. قد تتضمن جهات الاتصال المستخدمة في الدوائر التي تحمل عشرات أو مئات الأمبيرات هياكل إضافية لتبديد الحرارة وإدارة القوس الناتج عن مقاطعة الدائرة. ^[10] تحتوي بعض المرحلات على جهات اتصال قابلة للاستبدال في الموقع، مثل بعض مرحلات أدوات الآلة؛ يمكن استبدالها عند التآكل، أو تغييرها بين الحالة المفتوحة عادةً والحالة المغلقة عادةً، للسماح بالتغييرات في الدائرة المتحكم فيها. ^[11]

نظرًا لأن المرحلات هي مفاتيح ، فإن المصطلحات المطبقة على المفاتيح تنطبق أيضًا على المرحلات؛ حيث يقوم المرحل بتبديل قطب واحد أو أكثر، يمكن توصيل كل من جهات اتصاله عن طريق تنشيط الملف. تقوم جهات الاتصال المفتوحة عادةً (NO) بتوصيل الدائرة عند تنشيط المرحل؛ ويتم فصل الدائرة عندما يكون المرحل غير نشط. تقوم جهات الاتصال المغلقة عادةً (NC) بفصل الدائرة عند تنشيط المرحل؛ ويتم توصيل الدائرة عندما يكون المرحل غير نشط. تتضمن جميع أشكال الاتصال مجموعات من اتصالات NO وNC.

تحدد الجمعية الوطنية لمصنعي المرحلات وخليفتها، جمعية صناعة المرحلات والمفاتيح، 23 شكلًا مميزًا من أشكال الاتصال الكهربائي الموجودة في المرحلات والمفاتيح. ^[12] ومن بين هذه الأشكال، ما يلي هو الأكثر شيوعًا:

• تحتوي مرحلات SPST-NO (أحادية القطب، أحادية الاتجاه، مفتوحة عادةً) على شكل A أو اتصال واحد . تحتوي هذه المرحلات على طرفين يمكن توصيلهما أو فصلهما. بما في ذلك طرفان للملف، يحتوي هذا النوع من المرحلات على أربعة أطراف في المجموع.
• تحتوي مرحلات SPST-NC (أحادية القطب، أحادية الاتجاه، مغلقة عادةً) على جهة اتصال واحدة من النوع B أو جهة اتصال فاصلة . وكما هو الحال مع مرحل SPST-NO، يحتوي هذا المرحل على أربعة أطراف في المجموع.
• تحتوي مرحلات SPDT (أحادية القطب ومزدوجة الاتجاه) على مجموعة واحدة من النموذج C ، تنفصل قبل إجراء أو نقل جهات الاتصال. أي أن أحد الأطراف المشتركة يتصل بأي من الطرفين الآخرين، ولا يتصل مطلقًا بكليهما في نفس الوقت. بما في ذلك طرفان للملف، يحتوي هذا المرحل على خمسة أطراف إجمالية.
• DPST – مرحلات ثنائية القطب أحادية الاتجاه تعادل زوجًا من مفاتيح SPST أو مرحلات يتم تشغيلها بواسطة ملف واحد. بما في ذلك اثنان للملف، يحتوي هذا المرحل على ستة أطراف إجمالية. قد تكون الأقطاب من النوع A أو B (أو أحد كل منهما؛ يجب استخدام التسميات NO و NC لحل الغموض).
• DPDT – تحتوي مرحلات ثنائية القطب ثنائية الاتجاه على مجموعتين من جهات الاتصال من النوع C. وهي تعادل مفتاحين أو مرحلات SPDT يتم تشغيلها بواسطة ملف واحد. يحتوي هذا المرحل على ثمانية أطراف، بما في ذلك الملف
• النموذج د – قم بالإجراء قبل الاستراحة ^[13]
• النموذج E – مزيج من D و B ^[13]

يمكن استبدال رمز S ( فردي ) أو D ( مزدوج ) لعدد الأقطاب برقم يشير إلى جهات اتصال متعددة متصلة بمحرك واحد . على سبيل المثال، يشير 4PDT إلى مرحل مزدوج الرمي بأربعة أقطاب يحتوي على 12 طرف تبديل.

تعد معايير EN 50005 من بين المعايير المعمول بها لترقيم محطات التتابع؛ حيث يتم ترقيم محطات التتابع SPDT المتوافقة مع EN 50005 النموذجية بأرقام 11 و12 و14 وA1 وA2 لاتصالات C وNC وNO والملف على التوالي. ^[14]

يحدد DIN 72552 أرقام الاتصال في مرحلات الاستخدام في السيارات:

• 85 = ملف التتابع -
• 86 = ملف التتابع +
• 87 = للتحميل (مفتوح عادة)
• 87أ = للتحميل (مغلق عادة)
• 30 = بطارية +

تم اقتراح تقسيم هذه المقالة إلى مقالة جديدة بعنوان قائمة أنواع التتابع . ( مناقشة ) ( سبتمبر 2021 )

عندما تتشارك أجهزة الإرسال والاستقبال اللاسلكية في هوائي واحد، غالبًا ما يتم استخدام مرحل محوري كمرحل TR (إرسال-استقبال)، والذي يقوم بتبديل الهوائي من جهاز الاستقبال إلى جهاز الإرسال. وهذا يحمي جهاز الاستقبال من الطاقة العالية لجهاز الإرسال. غالبًا ما تستخدم مثل هذه المرحلات في أجهزة الإرسال والاستقبال التي تجمع بين جهاز الإرسال والاستقبال في وحدة واحدة. تم تصميم جهات اتصال المرحل بحيث لا تعكس أي طاقة تردد لاسلكي مرة أخرى نحو المصدر، وتوفر عزلًا عاليًا للغاية بين طرفي جهاز الاستقبال وجهاز الإرسال. تتوافق المعاوقة المميزة للمرحل مع معاوقة خط نقل النظام، على سبيل المثال، 50 أوم. ^[15]

الموصل هو مرحل عالي التحمل ذو تصنيفات تيار أعلى، ^[16] يستخدم لتبديل المحركات الكهربائية وأحمال الإضاءة. تتراوح تصنيفات التيار المستمر للموصلات الشائعة من 10 أمبير إلى عدة مئات من الأمبير. تصنع جهات الاتصال ذات التيار العالي من سبائك تحتوي على الفضة . يتسبب القوس الكهربائي الذي لا مفر منه في أكسدة جهات الاتصال؛ ومع ذلك، لا يزال أكسيد الفضة موصلًا جيدًا. ^[17] غالبًا ما تستخدم الموصلات ذات أجهزة حماية الحمل الزائد لبدء تشغيل المحركات. ^[18]

يحتوي مرحل جهات الاتصال الموجهة بالقوة على جهات اتصال مرحل مرتبطة ميكانيكيًا ببعضها البعض، بحيث تتحرك جميع جهات الاتصال المرتبطة معًا عند تنشيط ملف المرحل أو فصله. إذا أصبحت مجموعة من جهات الاتصال في المرحل غير متحركة، فلن تتمكن أي جهة اتصال أخرى في نفس المرحل من الحركة. تتمثل وظيفة جهات الاتصال الموجهة بالقوة في تمكين دائرة الأمان من التحقق من حالة المرحل. تُعرف جهات الاتصال الموجهة بالقوة أيضًا باسم "جهات الاتصال الموجهة بالإيجاب" أو "جهات الاتصال الأسيرة" أو "جهات الاتصال المقفولة" أو "جهات الاتصال المرتبطة ميكانيكيًا" أو "مرحلات الأمان".

يجب أن تتبع مرحلات الأمان هذه قواعد التصميم وقواعد التصنيع المحددة في أحد معايير الآلات الرئيسية EN 50205: مرحلات ذات جهات اتصال موجهة قسراً (مرتبطة ميكانيكياً). هذه القواعد الخاصة بتصميم الأمان هي تلك المحددة في معايير النوع B مثل EN 13849-2 كمبادئ السلامة الأساسية ومبادئ السلامة المجربة للآلات والتي تنطبق على جميع الآلات.

لا تستطيع جهات الاتصال الموجهة بالقوة في حد ذاتها ضمان أن تكون جميع جهات الاتصال في نفس الحالة، ومع ذلك، فهي تضمن، دون أي عيب ميكانيكي جسيم، عدم وجود جهات اتصال في حالات معاكسة. وإلا، فقد يلتصق مرحل به عدة جهات اتصال مفتوحة عادةً (NO) عند تنشيطه، مع إغلاق بعض جهات الاتصال واستمرار فتح جهات اتصال أخرى قليلاً، بسبب التفاوتات الميكانيكية. وبالمثل، قد يلتصق مرحل به عدة جهات اتصال مغلقة عادةً (NC) في الوضع غير المنشط، بحيث عند تنشيطه، تنقطع الدائرة عبر مجموعة واحدة من جهات الاتصال، مع وجود فجوة هامشية، بينما تظل المجموعة الأخرى مغلقة. من خلال إدخال كل من جهات الاتصال NO وNC، أو بشكل أكثر شيوعًا، جهات اتصال التحويل، على نفس المرحل، يصبح من الممكن ضمان أنه إذا تم إغلاق أي جهة اتصال NC، فإن جميع جهات الاتصال NO تكون مفتوحة، وعلى العكس من ذلك، إذا تم إغلاق أي جهة اتصال NO، فإن جميع جهات الاتصال NC تكون مفتوحة. ليس من الممكن التأكد بشكل موثوق من إغلاق أي جهة اتصال معينة، إلا من خلال الاستشعار المحتمل التدخلي والمهين للسلامة لظروف الدائرة الخاصة بها، ومع ذلك في أنظمة السلامة عادة ما تكون حالة NO هي الأكثر أهمية، وكما هو موضح أعلاه، يمكن التحقق من ذلك بشكل موثوق من خلال الكشف عن إغلاق جهة اتصال ذات اتجاه معاكس.

تُصنع مرحلات الاتصال الموجهة بالقوة بمجموعات اتصال رئيسية مختلفة، إما NO أو NC أو تبديل، ومجموعة أو أكثر من مجموعات الاتصال المساعدة، غالبًا ما تكون ذات تصنيف تيار أو جهد منخفض، تُستخدم لنظام المراقبة. قد تكون جهات الاتصال كلها NO أو كلها NC أو تبديل أو مزيج من هذه، لجهات الاتصال المراقبة، بحيث يمكن لمصمم نظام الأمان اختيار التكوين الصحيح للتطبيق المعين. تُستخدم مرحلات الأمان كجزء من نظام أمان هندسي.

يحافظ مرحل القفل، والذي يُسمى أيضًا مرحل النبضة أو ثنائي الاستقرار أو مرحل الإبقاء أو مرحل الإبقاء ، أو ببساطة مرحل القفل ، على موضع الاتصال إلى أجل غير مسمى دون تطبيق الطاقة على الملف. تتمثل الميزة في أن ملفًا واحدًا يستهلك الطاقة فقط للحظة أثناء تبديل المرحل، وتحتفظ جهات اتصال المرحل بهذا الإعداد عبر انقطاع التيار الكهربائي. يسمح مرحل القفل بالتحكم عن بُعد في إضاءة المبنى دون الطنين الذي قد ينتج عن ملف مُنشط باستمرار (تيار متردد).

في آلية واحدة، يتم تثبيت ملفين متقابلين بنابض مركزي أو مغناطيس دائم على نقاط الاتصال في موضعها بعد فصل الطاقة عن الملف. يتم تشغيل المرحل بنبضة إلى أحد الملفين، ويتم إيقاف تشغيل المرحل بنبضة إلى الملف المقابل. يستخدم هذا النوع على نطاق واسع حيث يتم التحكم من خلال مفاتيح بسيطة أو مخرجات أحادية الطرف لنظام تحكم، وتوجد مثل هذه المرحلات في الإلكترونيات الجوية والعديد من التطبيقات الصناعية.

يحتوي نوع آخر من المزلاج على قلب متبقي يحتفظ بجهات الاتصال في وضع التشغيل بواسطة المغناطيسية المتبقية في القلب. يتطلب هذا النوع نبضة تيار ذات قطبية معاكسة لتحرير جهات الاتصال. يستخدم التنوع مغناطيسًا دائمًا ينتج جزءًا من القوة المطلوبة لإغلاق جهة الاتصال؛ توفر الملف قوة كافية لتحريك جهة الاتصال مفتوحة أو مغلقة عن طريق مساعدة أو معارضة مجال المغناطيس الدائم. ^[19] يحتاج مرحل التحكم في القطبية إلى مفاتيح تحويل أو دائرة قيادة جسر H للتحكم فيه. قد يكون المرحل أقل تكلفة من الأنواع الأخرى، ولكن يتم تعويض هذا جزئيًا عن طريق زيادة التكاليف في الدائرة الخارجية.

في نوع آخر، يحتوي مرحل السقاطة على آلية سقاطة تحافظ على إغلاق جهات الاتصال بعد تنشيط الملف مؤقتًا. نبضة ثانية، في نفس الملف أو ملف منفصل، تطلق جهات الاتصال. ^[19] قد يوجد هذا النوع في سيارات معينة، لخفض إضاءة المصابيح الأمامية ووظائف أخرى حيث تكون هناك حاجة إلى التشغيل المتناوب عند كل تشغيل للمفتاح.

مرحل الخطوة هو نوع متخصص من مرحلات القفل متعددة الاتجاهات المصممة لتبادلات الهاتف التلقائية المبكرة .

يتضمن قاطع دائرة تسرب الأرض مرحل قفل متخصص.

كانت أجهزة الكمبيوتر المبكرة جدًا تخزن البتات في مرحل مغناطيسي، مثل فيريد أو الريمريد اللاحق في مفتاح 1ESS .

استخدمت بعض أجهزة الكمبيوتر المبكرة مرحلات عادية كنوع من المزلاج — فهي تخزن البتات في مرحلات سلكية عادية أو مرحلات قصبية عن طريق تغذية سلك خرج كمدخل، مما يؤدي إلى حلقة تغذية مرتدة أو دائرة متسلسلة . يتطلب مثل هذا المرحل المزود بمزالج كهربائية طاقة مستمرة للحفاظ على الحالة، على عكس المرحلات المزودة بمزالج مغناطيسية أو مرحلات ميكانيكية. في حين أن الدوائر المزودة بمزالج (ذاتية) غالبًا ما يتم تنفيذها باستخدام مرحلات، إلا أنه يمكن تنفيذها أيضًا بوسائل أخرى.

في ذاكرة الكمبيوتر، تم استبدال مرحلات القفل والمرحلات الأخرى بذاكرة خط التأخير ، والتي تم استبدالها بدورها بسلسلة من تقنيات الذاكرة الأسرع والأصغر حجمًا على الإطلاق.

مرحل الآلة هو نوع موحد للتحكم الصناعي في الآلات الآلية وآلات النقل وغيرها من أدوات التحكم المتسلسلة. وهي تتميز بعدد كبير من جهات الاتصال (يمكن تمديدها أحيانًا في الميدان) والتي يمكن تحويلها بسهولة من حالة مفتوحة عادةً إلى حالة مغلقة عادةً، وملفات قابلة للاستبدال بسهولة، وعامل شكل يسمح بتثبيت العديد من المرحلات بشكل مضغوط في لوحة التحكم. على الرغم من أن مثل هذه المرحلات كانت ذات يوم العمود الفقري للأتمتة في صناعات مثل تجميع السيارات، إلا أن وحدة التحكم المنطقية القابلة للبرمجة (PLC) حلت في الغالب محل مرحل الآلة الآلية من تطبيقات التحكم المتسلسلة.

يسمح المرحل بتبديل الدوائر بواسطة المعدات الكهربائية: على سبيل المثال، يمكن لدائرة مؤقتة مع مرحل تبديل الطاقة في وقت محدد مسبقًا. لسنوات عديدة كانت المرحلات هي الطريقة القياسية للتحكم في الأنظمة الإلكترونية الصناعية. يمكن استخدام عدد من المرحلات معًا للقيام بوظائف معقدة ( منطق المرحل ). يعتمد مبدأ منطق المرحل على المرحلات التي تعمل على تنشيط وإلغاء تنشيط جهات الاتصال المرتبطة. منطق المرحل هو سلف منطق السلم ، والذي يستخدم عادة في وحدات التحكم المنطقية القابلة للبرمجة .

مرحل الزئبق هو مرحل يستخدم الزئبق كعنصر تبديل. يتم استخدامه حيث يكون تآكل الاتصال مشكلة لملامسات المرحل التقليدية. نظرًا للاعتبارات البيئية المتعلقة بكمية كبيرة من الزئبق المستخدم والبدائل الحديثة، فقد أصبح الآن نادرًا نسبيًا.

مرحل القصب المبلل بالزئبق هو شكل من أشكال مرحل القصب الذي يستخدم مفتاح الزئبق ، حيث يتم ترطيب جهات الاتصال بالزئبق . يقلل الزئبق من مقاومة التلامس ويخفف من انخفاض الجهد المرتبط بذلك. قد يؤدي تلوث السطح إلى ضعف التوصيل للإشارات ذات التيار المنخفض. بالنسبة للتطبيقات عالية السرعة، يزيل الزئبق ارتداد التلامس، ويوفر إغلاقًا فوريًا للدائرة تقريبًا. مرحلات الزئبق المبللة حساسة للموضع ويجب تركيبها وفقًا لمواصفات الشركة المصنعة. نظرًا لسمية الزئبق السائل وتكاليفه، فقد سقطت هذه المرحلات بشكل متزايد في عدم الاستخدام.

السرعة العالية لعملية التبديل في مرحل مبلل بالزئبق هي ميزة ملحوظة. تتجمع كريات الزئبق على كل جهة اتصال ، ويُعتبر وقت ارتفاع التيار عبر جهات الاتصال عمومًا بضعة بيكو ثانية. ^{[ بحاجة لمصدر ]} ومع ذلك، في الدائرة العملية قد يكون محدودًا بمحاثة جهات الاتصال والأسلاك. كان من الشائع جدًا، قبل القيود المفروضة على استخدام الزئبق، استخدام مرحل مبلل بالزئبق في المختبر كوسيلة ملائمة لتوليد نبضات وقت ارتفاع سريع، ومع ذلك، على الرغم من أن وقت الارتفاع قد يكون بيكو ثانية، فإن التوقيت الدقيق للحدث، مثل جميع أنواع المرحلات الأخرى، عرضة لاهتزازات كبيرة، ربما ملي ثانية، بسبب الاختلافات الميكانيكية.

تتسبب نفس عملية الاندماج في تأثير آخر، وهو أمر مزعج في بعض التطبيقات. لا تكون مقاومة التلامس مستقرة فور إغلاق التلامس، وتنجرف، في الغالب إلى الأسفل، لعدة ثوانٍ بعد الإغلاق، وربما يكون التغيير 0.5 أوم. ^{[ بحاجة لمصدر ]}

تعتبر مرحلات الجهد المتعدد أجهزة مصممة للعمل في نطاقات جهد واسعة مثل 24 إلى 240 فولت تيار متردد وتيار مستمر ونطاقات تردد واسعة مثل 0 إلى 300 هرتز. وهي مخصصة للاستخدام في التركيبات التي لا تحتوي على جهد إمداد ثابت.

تحتاج المحركات الكهربائية إلى حماية من التيار الزائد لمنع التلف الناتج عن التحميل الزائد للمحرك، أو للحماية من الدوائر القصيرة في كابلات التوصيل أو الأعطال الداخلية في لفائف المحرك. ^[20] أجهزة استشعار الحمل الزائد هي شكل من أشكال مرحلات التشغيل الحراري حيث تقوم الملفات بتسخين شريط ثنائي المعدن ، أو حيث تذوب وعاء اللحام، لتشغيل جهات الاتصال المساعدة. تكون جهات الاتصال المساعدة هذه في سلسلة مع ملف مقاول المحرك، لذلك تقوم بإيقاف تشغيل المحرك عندما يسخن بشكل زائد. ^[21]

تعمل هذه الحماية الحرارية ببطء نسبي مما يسمح للمحرك بسحب تيارات بدء أعلى قبل أن يتعطل مرحل الحماية. عندما يتعرض مرحل الحمل الزائد لنفس درجة الحرارة المحيطة مثل المحرك، يتم توفير تعويض مفيد وإن كان بدائيًا لدرجة حرارة المحرك المحيطة. ^[22]

يستخدم نظام الحماية من الحمل الزائد الشائع الآخر ملفًا مغناطيسيًا كهربائيًا متصلًا على التوالي بدائرة المحرك التي تعمل مباشرة على تشغيل جهات الاتصال. هذا مشابه لمرحل التحكم ولكنه يتطلب تيار خطأ مرتفعًا إلى حد ما لتشغيل جهات الاتصال. لمنع طفرات التيار الزائد القصيرة من التسبب في إزعاج، يتم تخفيف حركة المحرك باستخدام جهاز استشعار . تُستخدم عادةً عمليات الكشف عن الحمل الزائد الحراري والمغناطيسي معًا في مرحل حماية المحرك. ^{[ بحاجة لمصدر ]}

تقيس مرحلات الحماية من الحمل الزائد الإلكترونية تيار المحرك ويمكنها تقدير درجة حرارة لفات المحرك باستخدام "نموذج حراري" لنظام المحرك الذي يمكن ضبطه لتوفير حماية أكثر دقة للمحرك. تتضمن بعض مرحلات الحماية من المحرك مدخلات كاشف درجة الحرارة للقياس المباشر من ترموكبل أو مستشعر مقياس حرارة المقاومة المدمج في اللف. ^[23]

يضع المرحل المستقطب المحرك بين قطبي مغناطيس دائم لزيادة الحساسية. تم استخدام المرحلات المستقطبة في مراكز الهاتف في منتصف القرن العشرين للكشف عن النبضات الخافتة وتصحيح التشوهات التلغرافية .

مرحل القصب هو مفتاح قصب محاط بملف لولبي. يحتوي المفتاح على مجموعة من جهات الاتصال داخل أنبوب زجاجي مفرغ أو مملوء بغاز خامل يحمي جهات الاتصال من التآكل الجوي ؛ وتتكون جهات الاتصال من مادة مغناطيسية تجعلها تتحرك تحت تأثير مجال الملف اللولبي المحيط أو مغناطيس خارجي.

يمكن لمرحلات القصب أن تتحول بشكل أسرع من المرحلات الأكبر حجمًا وتتطلب قدرًا ضئيلًا جدًا من الطاقة من دائرة التحكم. ومع ذلك، فإن تصنيفات التيار والجهد للتبديل منخفضة نسبيًا. ورغم ندرة حدوث ذلك، يمكن أن تصبح القصب ممغنطة بمرور الوقت، مما يجعلها تلتصق "بالتشغيل"، حتى عندما لا يكون هناك تيار؛ يمكن حل هذه المشكلة عن طريق تغيير اتجاه القصب أو إزالة المغنطة من المفتاح فيما يتعلق بالمجال المغناطيسي للملف اللولبي.

تتمتع جهات الاتصال المغلقة ذات جهات الاتصال المبللة بالزئبق بعمر تشغيلي أطول واهتزاز اتصال أقل من أي نوع آخر من المرحلات. ^[24]

تعتبر مرحلات الأمان أجهزة تنفذ بشكل عام وظائف الحماية. وفي حالة وجود خطر، فإن مهمة وظيفة الأمان هذه هي استخدام التدابير المناسبة لتقليل المخاطر الموجودة إلى مستوى مقبول. ^[25]

الموصل ذو الحالة الصلبة هو مرحل ذو حالة صلبة شديد التحمل، بما في ذلك المشتت الحراري الضروري، ويُستخدم حيث تكون هناك حاجة إلى دورات تشغيل وإيقاف متكررة، مثل السخانات الكهربائية والمحركات الكهربائية الصغيرة وأحمال الإضاءة. لا توجد أجزاء متحركة تتعرض للتلف ولا يوجد ارتداد اتصال بسبب الاهتزاز. يتم تنشيطها بواسطة إشارات التحكم في التيار المتردد أو إشارات التحكم في التيار المستمر من وحدات التحكم المنطقية القابلة للبرمجة (PLCs) أو أجهزة الكمبيوتر الشخصية أو مصادر منطق الترانزستور-الترانزستور (TTL) أو عناصر تحكم أخرى في المعالجات الدقيقة ووحدات التحكم الدقيقة.

مرحل الحالة الصلبة (SSR) هو مكون إلكتروني ذو حالة صلبة يوفر وظيفة مماثلة للمرحل الكهروميكانيكي ولكنه لا يحتوي على أي مكونات متحركة، مما يزيد من الموثوقية على المدى الطويل. يستخدم مرحل الحالة الصلبة الثايرستور أو الترياك أو جهاز تبديل الحالة الصلبة الآخر، الذي يتم تنشيطه بواسطة إشارة التحكم، لتبديل الحمل المتحكم فيه، بدلاً من الملف اللولبي. يمكن استخدام مقرن ضوئي ( ثنائي باعث للضوء (LED) مقترن بترانزستور ضوئي ) لعزل دوائر التحكم والدوائر المتحكم فيها. ^[26]

يتكون المرحل الثابت من دائرة إلكترونية لمحاكاة جميع الخصائص التي يتم تحقيقها من خلال تحريك الأجزاء في مرحل كهرومغناطيسي.

يتم ترتيب مرحلات التوقيت لتأخير مقصود في تشغيل جهات الاتصال الخاصة بها. يستخدم التأخير القصير جدًا (جزء من الثانية) قرصًا نحاسيًا بين المحرك وتجميع الشفرة المتحركة. يحافظ التيار المتدفق في القرص على مجال مغناطيسي لفترة قصيرة، مما يؤدي إلى إطالة وقت الإطلاق. للحصول على تأخير أطول قليلاً (حتى دقيقة واحدة)، يتم استخدام وعاء الضبط. وعاء الضبط هو مكبس مملوء بسائل يُسمح له بالهروب ببطء؛ يتم استخدام كل من أوعية الضبط المملوءة بالهواء والزيت. يمكن تغيير الفترة الزمنية عن طريق زيادة أو تقليل معدل التدفق. لفترات زمنية أطول، يتم تثبيت مؤقت ميكانيكي. يمكن ترتيب المرحلات لفترة توقيت ثابتة، أو قد تكون قابلة للتعديل في الموقع، أو يتم ضبطها عن بُعد من لوحة التحكم. توفر مرحلات التوقيت الحديثة القائمة على المعالجات الدقيقة توقيتًا دقيقًا على مدى كبير.

يتم تصنيع بعض المرحلات بنوع من آلية "امتصاص الصدمات" المرفقة بالمحرك، والتي تمنع الحركة الكاملة الفورية عندما يتم تنشيط الملف أو إزالة الطاقة منه. تمنح هذه الإضافة المرحل خاصية التشغيل بالتأخير الزمني. يمكن تصنيع مرحلات التأخير الزمني لتأخير حركة المحرك عند تنشيط الملف أو إزالة الطاقة منه أو كليهما.

يجب تحديد جهات اتصال مرحل التأخير الزمني ليس فقط على أنها مفتوحة بشكل طبيعي أو مغلقة بشكل طبيعي، بل وأيضًا ما إذا كان التأخير يعمل في اتجاه الإغلاق أو في اتجاه الفتح. فيما يلي وصف للأنواع الأربعة الأساسية لجهات اتصال مرحل التأخير الزمني.

أولاً، لدينا جهة اتصال مفتوحة عادةً ومغلقة مؤقتًا (NOTC). يكون هذا النوع من جهات الاتصال مفتوحًا عادةً عندما تكون الملفات غير موصولة بالطاقة (غير موصولة بالطاقة). يتم إغلاق جهة الاتصال بتطبيق الطاقة على ملف التتابع، ولكن فقط بعد تشغيل الملف بشكل مستمر لمدة زمنية محددة. بعبارة أخرى، يكون اتجاه حركة جهة الاتصال (إما للإغلاق أو الفتح) مطابقًا لجهة اتصال NO العادية، ولكن هناك تأخير في اتجاه الإغلاق. نظرًا لأن التأخير يحدث في اتجاه تنشيط الملف، يُعرف هذا النوع من جهات الاتصال أيضًا باسم التأخير المفتوح عادةً والموصول.

مرحل الفراغ هو مرحل حساس يتم تركيب جهات اتصاله في غلاف زجاجي مفرغ، للسماح بالتعامل مع جهد تردد لاسلكي ^{[ يحتاج إلى توضيح ]} يصل إلى 20000 فولت دون حدوث وميض بين جهات الاتصال على الرغم من أن تباعد جهات الاتصال منخفض يصل إلى بضع مئات من البوصة عند الفتح.

تُستخدم المرحلات أينما كان من الضروري التحكم في دائرة ذات طاقة عالية أو جهد عالٍ باستخدام دائرة ذات طاقة منخفضة، وخاصةً عندما يكون العزل الجلفاني مرغوبًا فيه. كان أول تطبيق للمرحلات في خطوط التلغراف الطويلة ، في حين يمكن للإشارة الضعيفة التي يتم استقبالها في محطة وسيطة التحكم في جهة اتصال، وتجديد الإشارة لمزيد من النقل. يمكن التحكم في الأجهزة ذات الجهد العالي أو التيار العالي باستخدام أسلاك صغيرة ومنخفضة الجهد ومفاتيح توجيه. يمكن عزل المشغلين عن دائرة الجهد العالي. يمكن للأجهزة ذات الطاقة المنخفضة مثل المعالجات الدقيقة تشغيل المرحلات للتحكم في الأحمال الكهربائية التي تتجاوز قدرتها على القيادة المباشرة. في السيارة، يسمح مرحل التشغيل بالتحكم في التيار العالي للمحرك الدوار باستخدام أسلاك صغيرة وجهات اتصال في مفتاح الإشعال.

استخدمت أنظمة التبديل الكهروميكانيكية بما في ذلك مبادلات الهاتف Strowger و crossbar على نطاق واسع مرحلات في دوائر التحكم المساعدة. كما قامت شركة Relay Automatic Telephone Company بتصنيع مبادلات هاتفية تعتمد فقط على تقنيات تبديل المرحلات التي صممها Gotthilf Ansgarius Betulander. تم تركيب أول مقسم هاتف عام قائم على مرحلات في المملكة المتحدة في فليتوود في 15 يوليو 1922 وظل في الخدمة حتى عام 1959. ^{[27] [28]}

تمت دراسة استخدام المرحلات للتحكم المنطقي في أنظمة التبديل المعقدة مثل بدالات الهاتف بواسطة كلود شانون ، الذي صاغ رسميًا تطبيق الجبر البولياني لتصميم دائرة المرحلات في التحليل الرمزي لدوائر المرحلات والتبديل . يمكن للمرحلات إجراء العمليات الأساسية للمنطق التوافقي البولياني. على سبيل المثال، يتم تحقيق وظيفة AND البوليانية عن طريق توصيل جهات اتصال المرحلات المفتوحة عادةً على التوالي، ووظيفة OR عن طريق توصيل جهات اتصال مفتوحة عادةً بالتوازي. يمكن إجراء عكس الإدخال المنطقي باستخدام جهة اتصال مغلقة عادةً. تم استخدام المرحلات للتحكم في الأنظمة الآلية لأدوات الماكينة وخطوط الإنتاج. غالبًا ما تُستخدم لغة برمجة Ladder لتصميم شبكات منطق المرحلات .

استخدمت أجهزة الكمبيوتر الكهروميكانيكية المبكرة مثل ARRA و Harvard Mark II و Zuse Z2 و Zuse Z3 مرحلات للمنطق والسجلات العاملة. ومع ذلك، أثبتت الأجهزة الإلكترونية أنها أسرع وأسهل في الاستخدام.

تتمتع المرحلات بمقاومة أكبر بكثير من أشباه الموصلات للإشعاع النووي، لذا فهي تستخدم على نطاق واسع في المنطق الحرج للسلامة، مثل لوحات التحكم في آلات التعامل مع النفايات المشعة. تُستخدم المرحلات الواقية الكهروميكانيكية للكشف عن الحمل الزائد والأعطال الأخرى في الخطوط الكهربائية عن طريق فتح وإغلاق قواطع الدائرة .

لحماية الأجهزة الكهربائية وخطوط النقل، تم استخدام مرحلات كهروميكانيكية ذات خصائص تشغيل دقيقة للكشف عن الحمل الزائد والدوائر القصيرة والأخطاء الأخرى. وبينما لا تزال العديد من هذه المرحلات قيد الاستخدام، فإن مرحلات الحماية الرقمية توفر الآن وظائف حماية مكافئة وأكثر تعقيدًا.

تعتبر مرحلات إشارات السكك الحديدية كبيرة الحجم نظرًا لصغر الفولتية (أقل من 120 فولت) والتيارات (ربما 100 مللي أمبير) التي تقوم بتبديلها. وتكون نقاط الاتصال متباعدة على نطاق واسع لمنع الوميض الكهربائي والدوائر القصيرة على مدى عمر افتراضي قد يتجاوز خمسين عامًا.

نظرًا لأن دوائر إشارات السكك الحديدية يجب أن تكون موثوقة للغاية، يتم استخدام تقنيات خاصة للكشف عن الأعطال في نظام التتابع ومنعها. للحماية من التغذية الخاطئة، غالبًا ما يتم استخدام جهات اتصال التتابع ذات التبديل المزدوج على كل من الجانب الموجب والسالب للدائرة، بحيث تكون هناك حاجة إلى تغذيتين خاطئتين للتسبب في إشارة خاطئة. لا يمكن إثبات جميع دوائر التتابع، لذا هناك اعتماد على ميزات البناء مثل جهات اتصال الكربون بالفضة لمقاومة لحام التلامس الناجم عن الصواعق وتوفير مناعة التيار المتردد.

تُستخدم العوازل الضوئية أيضًا في بعض الحالات مع إشارات السكك الحديدية، وخاصةً عندما يكون من المطلوب تبديل جهة اتصال واحدة فقط.

يتطلب اختيار مرحل مناسب لتطبيق معين تقييم العديد من العوامل المختلفة:

• عدد ونوع جهات الاتصال - مفتوحة عادةً، ومغلقة عادةً، (مزدوجة الرمي)
• تسلسل الاتصال — "اتصل قبل الانقطاع" أو "انقطع قبل الانقطاع". على سبيل المثال، كانت مكاتب الهاتف القديمة تتطلب الاتصال قبل الانقطاع حتى لا ينقطع الاتصال أثناء الاتصال بالرقم.
• تصنيف تيار التلامس - تقوم المرحلات الصغيرة بتبديل بضعة أمبير، ويتم تصنيف الملامسات الكبيرة بما يصل إلى 3000 أمبير، التيار المتناوب أو المستمر
• تصنيف جهد التلامس — مرحلات التحكم النموذجية المصنفة بـ 300 فولت تيار متردد أو 600 فولت تيار متردد، والأنواع المخصصة للسيارات تصل إلى 50 فولت تيار مستمر، ومرحلات الجهد العالي الخاصة إلى حوالي 15000 فولت
• عمر التشغيل، العمر الإنتاجي — عدد المرات التي يمكن أن يتوقع فيها أن يعمل المرحل بشكل موثوق. هناك عمر ميكانيكي وعمر اتصال. يتأثر عمر الاتصال بنوع الحمل الذي يتم تبديله. يتسبب تيار الحمل المنقطع في حدوث قوس كهربائي غير مرغوب فيه بين جهات الاتصال، مما يؤدي في النهاية إلى إغلاق جهات الاتصال أو فشل جهات الاتصال بسبب التآكل الناتج عن القوس الكهربائي. ^[29]
• جهد الملف — مرحلات الأدوات الآلية عادة 24 فولت تيار مستمر، 120 أو 250 فولت تيار متردد، قد تحتوي مرحلات معدات التبديل على ملفات 125 فولت أو 250 فولت تيار مستمر،
• تيار الملف — الحد الأدنى من التيار المطلوب للتشغيل الموثوق به والحد الأدنى لتيار التثبيت، فضلاً عن تأثيرات تبديد الطاقة على درجة حرارة الملف في دورات العمل المختلفة . تعمل مرحلات "الحساسة" على بضعة مللي أمبير.
• العبوة/الغلاف — مفتوح، آمن للمس، جهد مزدوج للعزل بين الدوائر، مقاوم للانفجار ، خارجي، مقاوم للزيت والرذاذ، قابل للغسل لتجميع لوحة الدوائر المطبوعة
• بيئة التشغيل - الحد الأدنى والحد الأقصى لدرجة حرارة التشغيل والاعتبارات البيئية الأخرى، مثل تأثيرات الرطوبة والملح
• التجميع — تحتوي بعض المرحلات على ملصق يحافظ على إغلاق العلبة للسماح بتنظيف لوحة الدوائر المطبوعة بعد اللحام، والذي يتم إزالته بمجرد اكتمال التجميع.
• التركيب - المقابس، لوحة التوصيل، حامل السكك الحديدية، حامل اللوحة، حامل اللوحة من خلال اللوحة، العلبة للتركيب على الجدران أو المعدات
• وقت التبديل - حيث تكون السرعة العالية مطلوبة
• جهات اتصال "جافة" — عند تبديل إشارات ذات مستوى منخفض للغاية، قد تكون هناك حاجة إلى مواد اتصال خاصة مثل جهات الاتصال المطلية بالذهب
• حماية التلامس - قمع القوس الكهربائي في الدوائر الحثية للغاية
• حماية الملف - قمع الجهد الزائد الناتج عند تبديل تيار الملف
• العزل بين جهات اتصال الملف
• اختبارات مقاومة الإشعاع أو الطيران، ضمان الجودة الخاص
• الأحمال الميكانيكية المتوقعة بسبب التسارع  - تم تصميم بعض المرحلات المستخدمة في تطبيقات الطيران والفضاء للعمل في أحمال صدمة تبلغ 50 جرامًا أو أكثر.
• الحجم - غالبًا ما تقاوم المرحلات الأصغر الاهتزازات الميكانيكية والصدمات بشكل أفضل من المرحلات الأكبر حجمًا، بسبب القصور الذاتي المنخفض للأجزاء المتحركة والترددات الطبيعية الأعلى للأجزاء الأصغر حجمًا. ^[24] غالبًا ما تتعامل المرحلات الأكبر حجمًا مع جهد وتيار أعلى من المرحلات الأصغر حجمًا.
• الملحقات مثل المؤقتات، جهات الاتصال المساعدة، مصابيح التوجيه، وأزرار الاختبار.
• الموافقات التنظيمية.
• ارتباط مغناطيسي ضال بين ملفات المرحلات المتجاورة على لوحة الدائرة المطبوعة.

هناك العديد من الاعتبارات التي تدخل في الاختيار الصحيح لمرحل التحكم لتطبيق معين، بما في ذلك عوامل مثل سرعة التشغيل والحساسية والهستيريسيس . وعلى الرغم من أن مرحلات التحكم النموذجية تعمل في نطاق من 5 مللي ثانية إلى 20 مللي ثانية، إلا أن مرحلات بسرعات تبديل تصل إلى 100 ميكروثانية متاحة. تعتبر مرحلات القصب التي يتم تشغيلها بواسطة تيارات منخفضة والتبديل السريع مناسبة للتحكم في التيارات الصغيرة.

كما هو الحال مع أي مفتاح، يجب ألا يتجاوز تيار التلامس (غير المرتبط بتيار الملف) قيمة معينة لتجنب التلف. في الدوائر ذات المحاثة العالية مثل المحركات ، يجب معالجة المشكلات الأخرى. عندما يتم توصيل المحاثة بمصدر طاقة، يوجد تيار زيادة في الدخل أو تيار بدء تشغيل المحرك الكهربائي أكبر من تيار الحالة المستقرة. عندما تنقطع الدائرة، لا يمكن للتيار أن يتغير على الفور، مما يؤدي إلى إنشاء قوس ضار محتمل عبر جهات الاتصال المنفصلة.

وبالتالي، بالنسبة للمرحلات المستخدمة للتحكم في الأحمال الحثية، يجب علينا تحديد الحد الأقصى للتيار الذي قد يتدفق عبر جهات اتصال المرحل عند تشغيله، وتصنيف التصنيع ؛ والتصنيف المستمر؛ وتصنيف القطع . قد يكون تصنيف التصنيع أكبر بعدة مرات من التصنيف المستمر، والذي يكون أكبر من تصنيف القطع.

يؤدي التبديل أثناء "الرطوبة" (تحت الحمل) إلى حدوث قوس كهربائي غير مرغوب فيه بين جهات الاتصال، مما يؤدي في النهاية إلى إغلاق جهات الاتصال أو فشل جهات الاتصال بسبب تراكم الضرر السطحي الناجم عن طاقة القوس التدميرية. ^[29]

داخل مفتاح العارضة لنظام التبديل الإلكتروني رقم واحد (1ESS) وبعض التصميمات الأخرى عالية الموثوقية، يتم دائمًا تبديل مفاتيح القصب "جافة" (بدون تحميل) لتجنب هذه المشكلة، مما يؤدي إلى عمر اتصال أطول بكثير. ^[30]

بدون حماية مناسبة من التلامس ، فإن حدوث قوس كهربائي يسبب تدهورًا كبيرًا في التلامسات، والتي تعاني من أضرار كبيرة ومرئي. في كل مرة يتم فيها فتح أو إغلاق جهات اتصال التتابع تحت الحمل، يمكن أن يحدث قوس كهربائي بين جهات اتصال التتابع، إما قوس انقطاع (عند الفتح)، أو قوس توصيل / ارتداد (عند الإغلاق). في العديد من المواقف، يكون قوس الانقطاع أكثر نشاطًا وبالتالي أكثر تدميراً، وخاصة مع الأحمال الحثية، ولكن يمكن التخفيف من ذلك عن طريق ربط جهات الاتصال بدائرة سنوبر . يبلغ تيار الاندفاع لمصابيح التنغستن المتوهجة عادةً عشرة أضعاف تيار التشغيل العادي. وبالتالي، قد تستخدم التتابعات المخصصة لأحمال التنغستن تركيبة اتصال خاصة، أو قد يكون لدى التتابع تصنيفات اتصال أقل لأحمال التنغستن مقارنة بالأحمال المقاومة البحتة.

يمكن أن يكون القوس الكهربائي عبر جهات اتصال التتابع ساخنًا جدًا - آلاف الدرجات فهرنهايت - مما يتسبب في ذوبان المعدن الموجود على أسطح التلامس وتجمعه وانتقاله مع التيار. تعمل درجة الحرارة المرتفعة للغاية للقوس على تقسيم جزيئات الغاز المحيطة، مما يؤدي إلى تكوين الأوزون وأول أكسيد الكربون ومركبات أخرى. بمرور الوقت، تدمر طاقة القوس ببطء المعدن الموجود في جهة الاتصال، مما يتسبب في هروب بعض المواد إلى الهواء على شكل جسيمات دقيقة. يتسبب هذا الإجراء في تدهور المادة الموجودة في جهات الاتصال وتنسيقها، مما يؤدي إلى فشل الجهاز. يحد هذا التدهور في جهة الاتصال بشكل كبير من العمر الإجمالي لجهاز التلامس إلى نطاق يتراوح من حوالي 10000 إلى 100000 عملية، وهو مستوى أقل بكثير من العمر الميكانيكي للجهاز، والذي يمكن أن يتجاوز 20 مليون عملية. ^[31]

• مفتاح تناظري
• تتابع بوخهولز
• الاتصال الجاف
• الصمام الثنائي الراجع
• مرحل نانوي كهربائي ميكانيكي
• حالة السباق
• مفتاح الخطوة
• مرحل زنبركي سلكي

• الوسائط ذات الصلة بـ Relay في ويكيميديا ​​كومنز