что это, как работает, виды, проверка

Мы редко задумываемся о том, как работает то или иное устройство. До тех пор, пока оно не вышло из строя. Но если приходится разбираться в причинах поломки, тут и возникают вопросы. Рассмотрим электромагнитное реле — оно стоит в электрической части автомобилей, в бытовой технике и электронике.

Содержание статьи

Что такое электромагнитное реле, устройство, назначение

Электромагнитное реле — коммутирующее устройство, которое для работы использует электромагнитное поле. Состоит оно из электромагнитной катушки и подвижного якоря, подвижных и неподвижных контактов. Якорь и катушка закреплены на основании. Якорь подпружинен и расположен так, чтобы неподвижные контакты с неподвижными имели точки соприкосновения.

Устройство электромагнитного реле

Как работает электромагнитное реле? При подаче напряжения на обмотку в ней возникает электромагнитное поле. Закрепленный подвижно якорь притягивается к сердечнику катушки, контакты переключаются (смыкаются/размыкаются). В этом и состоит работа реле — перекидывать контакты. К ним подключена разная нагрузка и, в результате срабатывания, изменяется цепи, по которым протекает электрический ток.

При снятии питания электромагнитное поле исчезает, якорь под действием пружины возвращается в исходное состояние. Соответственно и схема возвращается в исходное состояние. По принципу действия очень похоже на работу обычного выключателя. С той лишь разницей, что кнопки нет и  «управляются» контакты автоматически, а вместо лампочки может быть участок цепи или какое-то устройство.

Для чего нужно реле в электросхемах

На рисунке выше представлена простейшая схема с электромагнитным реле. Есть кнопка, при помощи которой подается питание на катушку. К контактам подключен исполнительный орган, например, электрическая лампа. При нажатии кнопки питание подается на катушку, якорь притягивается к сердечнику катушки, и давит на контакты. Они замыкаются, на лампочку поступает напряжение и она загорается. При снятии питания с катушки, пружина оттягивает якорь в исходное положение, цепь питания лампочки разрывается и она тухнет. Этот пример показывает, для чего и как используют электромагнитные реле.

Виды электромагнитных реле

Первая классификация — по питанию. Есть электромагнитные реле постоянного и переменного тока. Реле постоянного тока могут быть нейтральными или поляризованными. Нейтральные срабатывают при подаче питания любой полярности, поляризованные реагируют только на положительное или на отрицательное (зависят от направления тока).

Виды электромагнитных реле по типу питающего напряжения и внешний вид одной из моделей

По электрическим параметрам

Еще делят электромагнитные реле по чувствительности:

• Мощность для сработки 0,01 Вт и меньше — высокочувствительные.
• Потребляемая обмоткой мощность при срабатывании — от 0,01 Вт до 0,05 Вт — чувствительные.
• Остальные — нормальные.

В первую очередь стоит определиться с электрическими параметрами

Первые две группы (высокочувствительные и чувствительные) могут управляться от микросхем. Они вполне могут выдавать требуемый уровень напряжения, так что промежуточное усиление не требуется.

По уровню коммутируемой нагрузки есть такое деление:

• Не больше 120 Вт переменного и 60 Вт постоянного тока — слаботочные.
• 500 Вт переменного и 150 Вт постоянного — повышенной  мощности;
• Более 500 Вт переменного тока — контакторы. Применяются в силовых цепях.

Есть еще деление по времени срабатывания. Если контакты замыкаются не более чем после 50 мс (миллисекунд) после подачи питания на катушку — это быстродействующее. Если проходит от 50 мс до 150 мс — это нормальная скорость, а все которые требуют для сработки контактов больше 150 мс — замедленные.

По исполнению

Есть еще электромагнитные реле с различной степенью герметичности.

• Открытые электромагнитные реле. Это те, у которых все части «на виду».
• Герметичные. Они запаяны или заварены в металлический или пластиковый корпус, внутри которого воздух или инертный газ. Доступа к контактам и катушке нет, доступны только выводы для подачи питания и подключения цепей.
• Зачехленные. Есть чехол, но он не припаян, а соединяется с корпусом при помощи защелок. Иногда присутствует накидная проволочная петля, которая удерживает крышку.

По массе и размерам отличия могут быть очень существенными

И еще один принцип деления — по размерам. Есть микроминиатюрные — они весят менее 6 граммов, миниатюрные — от 6 до 16 граммов, малогабаритные имеют массу от 16 гр до 40 гр, а остальные — нормальные.

Виды контактных групп

Электромагнитные реле делят по способу работы контактов. Они могут быть:

• Нормально замкнутыми (закрытыми, размыкающими). Сокращенно обозначаются НЗ, на импортных схемах NC.
• Нормально разомкнутыми (открытыми, замыкающими). Обозначение — НО на наших — и NO на зарубежных.
• Перекидными (переключающими). Перекидные отличаются внешне, так как имеют три пластины с контактами. У них обычно обознается только общий контакт — пишут «общ» или comon.

В общем-то, по названиям контактов ясно, как они работают. Нормально замкнутые контакты в исходном состоянии замкнуты, через них протекает ток. При сработке реле контакты размыкаются, цепь питания обрывается.

Нормально закрытый (замкнутый) контакт: что значит
и принцип работы

Нормально открытые (понятнее — нормально разомкнутые) контакты, наоборот, в обычном состоянии разомкнуты. Когда реле срабатывает, контакт замыкается, в цепи возникает ток.

Электромагнитное реле с нормально открытым (разомкнутым) контактом

Наверное, уже понятно как работают переключающий контакт. В отличие от первых двух, переключающий состоит из трех пластин. По краям две неподвижные и подвижная в центре. Подвижный контакт часто называют общим. В нормальном положении подвижная пластина касается одного из контактов, ток протекает по этому пути (на рисунке снизу справа).

Принцип работы электромагнитного реле с переключающими контактами

При срабатывании реле, подвижный контакт изменяет положение благодаря упорной рамке (на рисунке это просто штырь, припаянный к подвижной пластине). А рамка прикреплена к якорю. После срабатывания реле, в первой цепи появляется разрыв, во второй начинает протекать ток.

Это все типы контактов — вроде не так много. Но в одном реле могут быть собраны все три вида, и количество групп каждого виды бывает разным. Их выбирают в зависимости от необходимости.

Электромагнитные реле на схемах: обмотки, контактные группы

Особенность реле в том, что оно состоит из двух частей — обмотки и контактов. Обмотка и контакты имеют различное обозначение. Обмотка графически выглядит как прямоугольник, контакты разного таки имеют каждый свое обозначение. Оно отражает их название/назначения, так что проблем с идентификацией обычно не возникает.

Типы контактов электромагнитных реле и их обозначение на схемах

Иногда рядом с графическим изображением ставят обозначение типа — НЗ (нормально замкнутый)  или НО (нормально открытый). Но чаще прописывают принадлежность к реле и номер контактной группы, а тип контакта понятен по графическому изображению.

Вообще, искать контакты реле надо по всей схеме. Ведь физически оно находится в одном месте, а разные его контакты являются частью разных цепей. Это и отображается на схемах. Обмотка в одном месте — в цепи подачи питания. Контакты разбросаны в разных местах — в цепях, в которых они работают.

Пример схемы на электромагнитных реле: контакты находятся в соответствующих цепях (см. цветовую маркировку)

Для примера посмотрите на схему с реле. Реле КА, КV1 и КМ имеют одну контактную группу, КV3 — две, KV2 — три. Но три — это далеко не предел. Контактных групп в каждом реле может быть и десять-двенадцать и больше. И схема на рисунке простая. А если она занимает пару листов формата А2 и в ней масса элементов…

Основные технические характеристики, плюсы и минусы, область применения

Как любые электротехнические детали, электромагнитное реле подбирают по параметрам. Сначала определяются с составом контактных групп, затем — с питанием. Затем наступает пора выбора характеристик.

• Ток или напряжение срабатывания. Самое низкое значение тока или напряжения, при котором контакты уверенно переключаются.
• Ток или напряжение отпускания. Максимальное значение параметров, при которых пружина оторвет якорь от катушки.
• Чувствительность. Минимальный уровень мощности, при котором реле срабатывает.
• Сопротивление обмотки. Измеряется при температуре +20°C.
• Рабочий ток или напряжение. Это диапазон значений, при которых реле точно сработает в эксплуатационных условиях.
• Время срабатывания. Промежуток от момента подачи питания на обмотку до переключения первого контакта.
• Время отпускания. Через какой промежуток времени после снятия питания «отлипнет» якорь.
• Частота коммутации. Сколько раз может сработать реле за определенный промежуток времени.

Характеристики электромагнитного реле. Один из видов

Электромеханические реле имеют большой рабочий ресурс, невысокую цену. Еще один плюс — малое падение мощности при переключении. Но они создают помехи при работе, возможен дребезг контактов, скорость срабатывания совсем невысокая, есть проблемы с индуктивными нагрузками.

Все эти свойства определяют область применения. Обычно это коммутация питания приборов, работающих от 220 В переменного тока или 12 В и 24 В постоянного. Чаще всего нагрузкой являются электродвигатели невысокой мощности, еще подключают освещение, другую индуктивную и активную нагрузку. Мощность коммутируемой нагрузки от 1 Вт до 2-3 кВт.

Как проверить электромагнитное реле

Работоспособность электромагнитного реле зависит от катушки. Поэтому в первую очередь проверяем обмотку. Ее прозванивают мультиметром. Сопротивление обмотки может быть как 20-40 Ом, так и несколько кОм. При измерении просто выбираем подходящий диапазон. Если есть данные о том, какая величина сопротивления должна быть — сравниваем. В противном случае довольствуемся тем, что нет короткого замыкания или обрыва (сопротивление стремится к бесконечности).

Проверить электромагнитное реле можно при помощи тестера/мультиметра

Второй момент — переключаются или нет контакты и насколько хорошо прилегают контактные площадки. Проверить это немного сложнее. К выводу одного из контактов можно подключить источник питания. Например — простую батарейку. При срабатывании реле потенциал должен появиться на другом контакте или исчезнуть. Это зависит от типа проверяемой контактной группы. Контролировать наличие питания также можно при помощи мультиметра, но его надо будет перевести в соответствующий режим (контроль напряжения проще).

Если мультиметра нет

Не всегда под рукой есть мультиметр, но батарейки есть почти всегда. Давайте рассмотрим пример. Есть какое-то реле в герметичном корпусе. Если знаете или нашли его тип, можно посмотреть характеристики по названию. Если данные не нашли или нет названия реле, смотрим на корпус. Обычно тут указывается вся важная информация. Напряжение питания и коммутируемые токи/напряжения есть обязательно.

Проверка обмотки электромагнитного реле

В данном случае имеем реле, которое работает от 12 V постоянного тока. Хорошо если есть такой источник питания, тогда используем его. Если нет, собираем несколько батареек (последовательно, то есть одну за одной), чтобы суммарно получить требуемое напряжение.

При последовательном соединении батареек их напряжение суммируем

Получив источник питания нужного номинала, подключаем его к выводам катушки. Как определить где выводы катушки? Обычно они подписаны. Во всяком случае, есть обозначения  «+» и «-» для подключения источников постоянного питания и знаки для переменного  типа таких «≈».  На соответствующие контакты подаем питание. Что происходит? Если катушка реле рабочая, слышен щелчок — это притянулся якорь. При снятии напряжения он слышен снова.

Проверяем контакты

Но щелчки — это одно. Это значит, что катушка работает, но надо еще контакты проверить. Возможно они окислились, цепь замыкается, но сильно падает напряжение. Может они стерлись и контакт плохой, может, наоборот, закипели и не размыкаются. В общем, для полноценной проверки электромагнитного реле необходимо еще проверить работоспособность контактных групп.

Проще всего объяснить на примере реле с одной группой. Они обычно стоят в автомобилях. Автолюбители называют их по числу выводов: 4 контактные или 5 контактные. В обоих случаях там всего одна группа. Просто четырех контактное реле содержит нормально замкнутый или нормально разомкнутый контакт, а пятиконтактное — переключающую группу (перекидные контакты).

Электромагнитное реле 4 и 5 контактное: расположение контактов, схема подключения

Как видите, питание подается в любом случае на выводы, которые подписаны 85 и 86. А к остальным подключается нагрузка. Для проверки 4-контактного реле можно собрать простейшую связку из маленькой лампочки и батарейки нужного номинала. Концы этой связки прикрутить к выводам контактов. В 4-контактном реле это выводы 30 и 87. Что получится? Если контакт на замыкание (нормально разомкнутый), при сработке реле лампочка должна загореться. Если группа на размыкание (нормально замкнутый) должна потухнуть.

В случае с 5-контактным реле схема будет чуть сложнее. Тут потребуется две связки из лампочки и батарейки. Используйте лампы разного формата, цвета или каким-то образом их разделите. При отсутствии питания на катушке у вас должна гореть одна лампочка. При срабатывании реле она гаснет, загорается другая.

Электромагнитное реле.

Устройство, обозначение и параметры реле

Для управления различными исполнительными устройствами, коммутации цепей, управления приборами в электронике активно применяется электромагнитное реле.

Устройство реле достаточно просто. Его основой является катушка, состоящая из большого количества витков изолированного провода.

Внутрь катушки устанавливается стержень из мягкого железа. В результате получается электромагнит. Также в конструкции реле присутствует якорь.Он закреплён на пружинящем контакте. Сам же пружинящий контакт закреплён на ярме. Вместе со стержнем и якорем ярмо образует магнитопровод.

Если катушку подключить к источнику тока, то образовавшееся магнитное поле намагничивает сердечник. Он в свою очередь притягивает якорь. Якорь укреплён на пружинящем контакте. Далее пружинящий контакт замыкается с другим неподвижным контактом. В зависимости от конструкции реле, якорь может по-разному механически управлять контактами.

Устройство реле.

В большинстве случаев реле монтируется в защитном корпусе. Он может быть как металлическим, так и пластмассовым. Рассмотрим устройство реле более наглядно, на примере импортного электромагнитного реле Bestar. Взглянем на то, что внутри этого реле.

Вот реле без защитного корпуса. Как видим, реле имеет катушку, стержень, пружинящий контакт, на котором закреплен якорь, а также исполнительные контакты.

На принципиальных схемах электромагнитное реле обозначается следующим образом.

Условное обозначение реле на схеме состоит как бы из двух частей. Одна часть (К1) – это условное обозначение электромагнитной катушки. Она обозначается в виде прямоугольника с двумя выводами. Вторая часть (К1.1; К1.2) – это группы контактов, которыми управляет реле. В зависимости от своей сложности реле может иметь достаточно большое количество коммутируемых контактов. Они разбиваются на группы. Как видим, на обозначении изображены две группы контактов (К1.1 и К1.2).

Как работает реле?

Принцип работы реле наглядно иллюстрирует следующая схема. Есть управляющая цепь. Это само электромагнитное реле K1, выключатель SA1 и батарея питания G1. Также есть исполнительная цепь, которым управляет реле. Исполнительная цепь состоит из нагрузки HL1 (лампа сигнальная), контактов реле K1.1 и батареи питания G2. Нагрузкой может быть, например, электрическая лампа или электродвигатель. В данном случае в качестве нагрузки используется сигнальная лампа HL1.

Как только мы замкнём управляющую цепь выключателем SA1, ток от батареи питания G1 поступит на реле K1. Реле сработает, и его контакты K1.1 замкнут исполнительную цепь. На нагрузку поступит напряжение питания от батареи G2 и лампа HL1 засветится. Если разомкнуть цепь выключателем SA1, то с реле K1 будет снято напряжение питания и контакты реле K1.1 вновь разомкнуться и лампа HL1 выключится.

Коммутируемые контакты реле могут иметь своё конструктивное исполнение. Так, например, различают нормально-разомкнутые контакты, нормально-замкнутые контакты и контакты на переключение (перекидные). Разберёмся с этим поподробнее.

Нормально разомкнутые контакты

Нормально разомкнутые контакты – это контакты реле, которые находятся в разомкнутом состоянии до тех пор, пока через катушку реле не потечёт ток. Говоря проще, когда реле выключено, контакты тоже разомкнуты. На схемах реле с нормально-разомкнутыми контактами обозначается вот так.

Нормально замкнутые контакты

Нормально замкнутые контакты – это контакты реле, находящиеся в замкнутом состоянии, пока через катушку реле не начнёт течь ток. Таким образом, получается, что при выключенном реле контакты замкнуты. Такие контакты на схемах изображают следующим образом.

Переключающиеся контакты

Переключающиеся контакты – это комбинация из нормально-замкнутых и нормально-разомкнутых контактов. У переключающихся контактов есть общий провод, который переключается с одного контакта на другой.

Современные широко распространённые реле, как правило, имеют переключающиеся контакты, но могут встречаться и реле, которые имеют в своём составе только нормально-разомкнутые контакты.

У импортных реле нормально-разомкнутые контакты реле обозначаются сокращением N.O. А нормально-замкнутые контакты N.C. Общий контакт реле имеет сокращение COM. (от слова common – «общий»).

Теперь обратимся к параметрам электромагнитных реле.

Параметры электромагнитных реле.

Как правило, размеры самих реле позволяют наносить на корпус их основные параметры. В качестве примера, рассмотрим импортное реле Bestar BS-115C. На его корпусе нанесены следующие надписи.

COIL 12VDC – это номинальное напряжение срабатывания реле (12V). Поскольку это реле постоянного тока, то указано сокращённое обозначение постоянного напряжения (сокращение DC обозначает постоянный ток/напряжение). Английское слово COIL переводится как «катушка», «соленоид». Оно указывает на то, что сокращение 12VDC имеет отношение к катушке реле.

Далее на реле указаны электрические параметры его контактов. Понятно, что мощность контактов реле может быть разная. Это зависит как от габаритных размеров контактов, так и от используемых материалов. При подключении нагрузки к контактам реле нужно знать мощность, на которую они рассчитаны. Если нагрузка потребляет мощность больше той, на которую рассчитаны контакты реле, то они будут нагреваться, искрить, «залипать». Естественно, это приведёт к скорому выходу из строя контактов реле.

Для реле, как правило, указываются параметры переменного и постоянного тока, которые способны выдержать контакты.

Так, например, контакты реле Bestar BS-115C способны коммутировать переменный ток в 12А и напряжение 120V. Эти параметры зашифрованы в надписи 12А 120VAC (сокращение AC обозначает переменный ток).

Также реле способно коммутировать постоянный ток силой 10А и напряжением 28V. Об этом свидетельствует надпись 10A 28VDC. Это были силовые характеристики реле, точнее его контактов.

Потребляемая мощность реле.

Теперь обратимся к мощности, которую потребляет реле. Как известно, мощность постоянного тока равна произведению напряжения (U) на ток (I): P=U*I. Возьмём значения номинального напряжения срабатывания (12V) и потребляемого тока (30 mA) реле Bestar BS-115C и получим его потребляемую мощность (англ. — Power consumption).

Таким образом, мощность реле Bestar BS-115C составляет 360 милливатт (mW).

Есть ещё один параметр – это чувствительность реле. По своей сути, это и есть мощность потребления реле во включённом состоянии. Понятно, что реле, которому требуется меньше мощности для срабатывания, является более чувствительным по сравнению с теми, которые потребляют большую мощность. Такой параметр, как чувствительность реле, особенно важен для устройств с автономным питанием, так как включенное реле расходует заряд батарей. К примеру, есть два реле с потребляемой мощностью 200 mW и 360 mW. Таким образом, реле мощностью 200 mW обладает большей чувствительностью, чем реле мощностью 360 mW.

Как проверить реле?

Электромагнитное реле можно проверить обычным мультиметром в режиме омметра. Так как обмотка катушки реле обладает активным сопротивлением, то его можно легко измерить. Сопротивление обмотки реле может варьироваться от нескольких десятков ом (Ω), до нескольких килоом (kΩ). Обычно самое низкое сопротивление обмотки имеют миниатюрные реле, которые рассчитаны на номинальное напряжение 3 вольта. У реле, номинальное напряжение которых составляет 48 вольт, сопротивление обмотки намного выше. Это прекрасно видно по таблице, в которой указаны параметры реле серии Bestar BS-115C.

Номинальное напряжение (V, постоянное)	Сопротивление обмотки (Ω ±10%)	Номинальный ток (mA)	Потребляемая мощность (mW)
3	25	120	360
5	70	72
6	100	60
9	225	40
12	400	30
24	1600	15
48	6400	7,5

Отметим, что потребляемая мощность всех типов реле этой серии одинакова и составляет 360 mW.

Электромагнитное реле является электромеханическим прибором. Это, наверное, является самым большим плюсом и в то же время весомым минусом.

При интенсивной эксплуатации любые механические части изнашиваются и приходят в негодность. Кроме этого, контакты мощных реле должны выдерживать огромные токи. Поэтому их покрывают сплавами драгоценных металлов, таких как платина (Pt), серебро (Ag) и золото (Au). Из-за этого качественные реле стоят довольно дорого. Если ваше реле всё-таки вышло из строя, то замену ему можно купить здесь.

К положительным качествам электромагнитных реле можно отнести устойчивость к ложным срабатываниям и электростатическим разрядам.

Главная &raquo Радиоэлектроника для начинающих &raquo Текущая страница

Также Вам будет интересно узнать:

 

Электромагнитные реле

Электромагнитные реле — это электромеханические реле, функционирование которых основано на воздействии магнитного поля неподвижной обмотки с током на подвижный ферромагнитный элемент, называемый якорем. Электромагнитные реле подразделяют на собственно электромагнитные (иногда используется термин «нейтральные электромагнитные»), реагирующие только на значение тока в обмотке, и поляризованные электромагнитные, функционирование которых определяется как значением тока, так и его полярностью.
Электромагнитные реле для промышленных автоматических устройств занимают промежуточное положение между сильноточными коммутационными аппаратами (контакторами, мощной коммутационной электронной техникой) и слаботочной аппаратурой. Наиболее массовым видом этих реле являются реле управления электроприводами (реле управления), а среди них — промежуточные реле. Для реле управления характерны повторно-кратковременный и прерывисто-продолжительный режимы работы с числом коммутаций до 3 600 в час при высокой механической и коммутационной износостойкости (последняя — до 6 • 10+6 циклов коммутаций).
Примером промежуточных реле являются реле серии РПЛ, применяемые для коммутации цепей постоянного тока напряжением до 440 В и переменного тока частотой 50 и 60 Гц напряжением 660 В. Допустимый ток в продолжительном режиме — 10 А. Выпускаются реле двух модификаций: РПЛ-1 с питанием входной цепи переменным током и РПЛ-2 с питанием постоянным током. Конструктивно они отличаются друг от друга только магнитной системой.
Рассмотрим работу реле РПЛ-1, схематично изображенного на рис. 1. При подаче напряжения на обмотку 11 в магнитопроводе возникает магнитный поток, создающий электромагнитную силу, которая, преодолевая противодействие возвратной пружины 2, перемещает якорь 1 от упоров 3 таким образом, чтобы уменьшить рабочие зазоры 5 и 5j магнитной системы. С якорем через тягу 6 и контактную пружину 5, расположенную на направляющей 7, связан контактный мостик 8 с двумя контакт-деталями 9. При некотором положении якоря последние соприкасаются с неподвижными контакт-деталями 4. При дальнейшем движении якоря, вплоть до его конечного положения, происходит увеличение контактного нажатия из-за сжатия контактной пружины 5. Одновременно контактный мостик 8 перемещается вверх на расстояние Дк, так как направляющая 7 не перпендикулярна мостику. В результате проскальзывания контакт-деталей происходит самозачистка их поверхностей во время работы реле. При конечном положении якоря его вибрация устраняется действием короткозамкнутых витков 10.

Рис. 1. Электромагнитное реле РПЛ-1:
1 — якорь; 2, 5— пружины; 3 — упоры; 4 — неподвижные контакт-детали; 6 — тяга; 7 — направляющая; 8 — контактный мостик; 9 — контакт-детали; 10 — коротко- замкнутый виток; 11 — обмотка

После снятия входного сигнала магнитный поток в магнитопроводе уменьшается до остаточного значения. При некотором значении потока, большем остаточного, сила, развиваемая деформированными при срабатывании пружинами 2 и 5, становится больше электромагнитной силы. Якорь возвращается в исходное положение, контакты размыкаются. Для уменьшения остаточного потока до значения, при котором исключается «залипание» якоря, в рассматриваемой конструкции зазор 5 принимается большим зазора Sj. Поэтому при 8! = 0 зазор 8 > 0.
Электромагнитные реле защиты имеют преимущественно продолжительный режим работы, поэтому предъявляемые к ним требования по механической и коммутационной износостойкости менее жесткие, чем в случае реле управления. Коммутационная износостойкость реле защиты составляет от 10+3 до 2 • 10+4 циклов.
Реле защиты должно иметь высокий коэффициент возврата. Этого можно достичь приближением тяговой характеристики реле к механической. Однако их чрезмерное сближение при конечном положении якоря приводит к недопустимому снижению контактного нажатия на замыкающих контактах.
Реле может работать как на постоянном, так и на переменном токе. Для устранения вибраций якоря, возникающих при работе на переменном токе, применяется гаситель колебаний, в котором энергия колебания переходит в работу трения песчинок.
Наиболее многочисленными являются электромагнитные реле радиоэлектронных устройств. К ним часто предъявляются требования коммутировать как повышенные, так и пониженные токи и напряжения. Многие типы этих реле предназначены для жестких условий эксплуатации, т.е. при воздействии постоянных ускорений, вибраций в широком диапазоне частот, ударов, значительных перепадов температуры окружающей среды, атмосферного давления и других факторов.
Совершенствованию конструкций таких реле, улучшению их технических и эксплуатационных характеристик способствовали общая тенденция миниатюризации аппаратуры, широкое внедрение печатного монтажа и успехи в области бесконтактной коммутации. Существуют конструкции, содержащие в одном корпусе истинно электромагнитное реле и элементы электроники (интегральная схема, микропроцессор), что позволяет расширить функциональные и коммутационные возможности аппарата, осуществлять контроль за состоянием контактов, реализовывать оптимальный режим управления и т.д.
Наиболее характерными конструктивными особенностями большинства современных реле для радиоэлектронных устройств являются их герметичность, наличие уравновешенного якоря, крепление элементов контактного узла непосредственно на металлических выводах, изолированных от цоколя стеклянными «слезками», использование температуростойких проводов и изоляционных материалов. Это обеспечивает надежную работу реле при значительных механических и климатических воздействиях.
Одним из характерных примеров реле для радиоэлектронных устройств является реле РЭС-80 (рис. 2), имеющее два контактных узла.

Рис. 2. Электромагнитное реле РЭС-80:
1 — цоколь; 2, 11, 12 — контактные пружины; 3 — толкатель; 4 — якорь; 5 — сердечник; 6 — обмотка; 7 — полюсный наконечник; 8 — планка; 9 — возвратная пружина; 10 — стойка; 13 — «слезки»
Контактный узел содержит два переключающих контакта, каждый из которых имеет подвижные размыкающую 2 и замыкающую 11 контактные пружины, а также подвижную контактную пружину 12. Контактные пружины не имеют прикрепленных сосредоточенных контактов. Для возможности коммутации низких токов и напряжений контактные пружины покрыты тонким слоем золота. Указанные детали контактного узла прикреплены к выводам, изолированным от цоколя 1 стеклянными «слезками» 13.
Магнитная система реле содержит два полюсных наконечника 7 Ζ,-образной формы, сердечник 5 и якорь 4 с двумя полуосями — цапфами. Полюсные наконечники приварены к стойке 10 и планке 8. Изготовленные из нейзильбера цапфы якоря входят в отверстия в стойке и планке. В исходном положении якорь прижат к ограничительному упору на планке возвратной пружиной 9. После сборки якоря с полюсными наконечниками к свободным концам наконечников приваривают сердечник с предварительно надетой на него обмоткой 6. По окончании регулировки контактных узлов магнитную систему устанавливают на цоколь. При этом имеющиеся на стойке 10 концы (на рис. 7 не показаны) вставляют в пазы на цоколе (также не показаны) и приваривают к нему. Переключение контактов при повороте якоря осуществляется стеклянными шариками на толкателях 3, приваренных к якорю.
Регулировку реле производят изменением хода якоря и изгибом толкателей. После регулировки сборочный узел, содержащий магнитную систему, контактный узел и цоколь, закрывают кожухом и герметически запаивают.

Электромагнитное реле: термины и первое устройство

Электромагнитное реле – устройство для коммутации электрических цепей, где магнит является подвижной частью, а проволочная обмотка покоится.

Термины и определения

Студенты Смитсоновского института первым электромагнитным реле называют устройство, изобретённое Джозефом Генри для демонстрации студентам на лекциях. Суть его напоминала телеграф: при нажатии кнопки сигнал шёл через провод длиной в милю, свёрнутый бухтой, управляя притяжением электромагнита. В результате последний удерживал либо опускал груз массой свыше 300 кг.

Что касается русскоязычных источников, заслуги создания реле (без описания принципа действия) приписываются Шиллингу. 21 октября 1832 года в питерской квартире он демонстрирует воплощённую в жизнь идею Ампера об индикации алфавита посредством мультипликаторов – измерительных приборов постоянного тока с поворотной рамой. В телеграфе применялся электромагнитный взвод часового механизма звонка, относившийся к разряду изобретений в области реле.

Схема устройства

Странные толкования возникают там, где отсутствуют педантичность, точность, правильность в терминах. Авторы убедились лично, что в англоязычном домене под реле понимаются любые ключевые устройства, управляемые электрическим током. Что в корне неверно. Согласно определению Шиллинг и описанное изобретение Джозефа Генри допускается классифицировать, как реле, а вдобавок:

1. Ориентирующаяся по магнитному полю Земли рамка Ампера (1820-1821 год) является магнитоэлектрическим реле, указывающим наличие в цепи тока по пространственной ориентации.
2. Провод Араго (1820 год), притягивающий металлические опилки считается индикатором-реле наличия тока в цепи.
3. Стрелка Эрстеда (1820 год), ориентирующаяся в пространстве по магнитному полю прямого проводника, является электромагнитным реле, первым из продемонстрированных научной общественности.
4. Мультипликатор Швейггера (1820 год) является многопозиционным электромагнитным поляризационным реле, показывающим наличие тока в цепи.
5. Наблюдаемое в 1802 году Джованни Романьози действие проводника с током на ферромагнитный материал является первым из изобретённых электромагнитных реле.
6. Сигналы индейцев соседнему племени вполне допустимо назвать костро-дымовым реле, первым из известных человечеству.

Несложно привести массу примеров, к примеру, магнит Стерджена, опускающий и поднимающий груз на расстоянии от источника, первый практичный электростатический телеграф 1816 года, доказывая золотое правило: «Пределов маразму спорящих сторон не существует».

Из приведённых примеров легко понять, что термин из англоязычных словарей неточный, расплывчатый. Согласно тому толкованию в реле превращаются дверной звонок, люстра освещения, электродрель, электрическая дуга и прочее. Понятно, что вещи не соответствуют сути рассматриваемого предмета.

Под реле понимается устройство, созданное человеком для собственных нужд, разрывающее и замыкающее электрическую цепь под управлением вариантов воздействующих факторов.

Теперь перечисленные выше предметы обихода не подходят под определение реле, как новинки 1831 и 1832 года от Генри и Шиллинга, описанные выше. Назовём их телеграфом, электромагнитом, мультипликатором, будильником, красивым фортепиано, но никак не будут они по сути своей реле. К тому же, в этом случае прерогатива внедрения магнитоэлектрических реле однозначно принадлежит Амперу, который сумел ориентировать рамку в магнитном поле Земли, подавая в контур ток. Да и Эрстед делал нечто похожее… Примечательно, что некоторые типы датчиков согласно этому определению можно отнести к реле, например, транзисторные ключи. И это опять же верно, потому за твердотельной электроникой будущее.

Итак, устранив из определения одну неопределённость (тавтология не должна остаться незамеченной), следует дополнить и некоторые другие термины. Сейчас речь идёт об эпитетах, потому что не каждый может объяснить, почему это вдруг «реле» Ампера называется магнитоэлектрическим, а Генри – электромагнитным. По скромному мнению авторов – хотя об этом нигде прямо не говорится – дело обстоит следующим образом:

1. В электромагнитном реле якорь (подвижная часть установки) является ферромагнитным сплавом. У Генри это подвесная площадка, заставленная гирями.
2. В магнитоэлектрическом реле якорем служит обмотка. Понятно, что Ампер не сумел бы повернуть расплавленное металлическое ядро Земного шара.

Первое магнитоэлектрическое реле

Для иллюстрации первого в мире реле удобно пользоваться экспериментальной установкой Берта Сойера (Bert Sawyer), показанной на скрине (канал Ютуб: youtube.com/channel/UC–RNJLpsykDpbZDeotK3xw). Это малоизвестный в России коромысельный двигатель Джозефа Генри, датированный июлем 1831 года (American Journal of Science 20: 342). Прибор представляет собой сдвоенное магнитоэлектрическое самовозвратное реле. Суть конструкции:

1. Двигатель смонтирован на станине из плотной древесины в виде прямоугольника.
2. Стоящие по бокам цилиндры имитируют популярные во времена Генри гальванические элементы из цинковых и медных кружков. Разумеется, у Берта Сойера там стоят преобразователи переменного напряжения питания сети промышленной частоты в постоянный ток.
3. Поверх плоских контактных площадок элементов питания стоят чаши-колпачки. На первом скрине пустые, установку ещё не готовили к работе. Позднее сюда наливается вода из-под крана, являющаяся неплохим проводником. В 30-е годы XIX века использовали и ртуть, как в устройствах Майкла Фарадея.
4. Края элементов питания по центру соединяет стальная балка, покоящаяся на двух опорах. Это неподвижная часть реле.
5. Коромысло перекинуто через ось на двух А-образных опорах, находящуюся ровно по центру.
6. По каждому плечу коромысла намотан электромагнит из лакированной медной проволоки, питающийся контактами, находящимися с противоположной стороны.
7. Вдоль края станины (подставки) расположен электрический ключ в виде длинного отреза латунного стержня, поворачивающегося вокруг оси, находящейся на конце.

После подготовки чаш и замыкания ключа коромысло начинает склоняться поочерёдно на стороны (см. второй скрин) вокруг оси. Частота колебания невелика и находится в районе 2 Гц. Происходящего хватает, чтобы заявить, что налицо первое в мире магнитоэлектрическое реле (магнит неподвижен). Контакты поочерёдно замыкают и размыкают собственную цепь питания обмоток обоих плеч.

Заслуга Генри – учёный показал возможность прерывания пути движения электрического тока. Прежде ртуть (возможно, и воду) использовали часто. Это проделал Майкл Фарадей осенью 1821 года, создав первый электрический двигатель. Его опыт (после доклада, услышанного 11 сентября 1821 года) повторил в декабре Ампер. О чем доложил (Академии) 7 января 1822 года. Называются и прочие примеры использования жидких контактов, начало использованию которых положил сэр Хампфри Дэви в начале 1800-х годов, открыв электролиз. Первым, обнаружившим проводимость, считают великого Алессандро Вольту, повторившего опыты Луиджи Гальвани.

Итак, идея автоматического размыкания и замыкания контактов (без участия человека) принадлежит Джозефу Генри. Теперь легко доказать, что это было первое реле. Мысли создать новый двигатель и телеграф витали в голове изобретателя с 1827 года. Генри в ежегодном отчёте для Смитсоновского института за 1857 год свидетельствует, что знает о трёх видах телеграфа (см. скрин):

1. Электростатический (предложенный в середине XVIII века – см. Импульсные реле).
2. Гальванический, приложил руку и Генри.
3. Электромагнитный – где сигнал тревоги в приёмник поступает в виде вращающейся стрелки либо сигнала звонка.

В означенной бумаге Генри свидетельствует, что (до ноября 1832 года) разработал метод управления слабым сигналом большими мощностями на значительном расстоянии: электромагнит питается через реле от местного источника. По словам учёного, это работа, в отличие от предыдущих изысканий не опубликована в журнале Silliman`s Journal либо прочей прессе. Выходит, Джозеф Генри является изобретателем концепции электромагнитных (и магнитоэлектрических) реле. Учёный реализовал задумки и на практике на базе школьной лаборатории, признавая собственные опыты мало известными общественности и плохо задокументированными, Джозеф Генри говорит:

1. До меня известны электрические магниты, никто не пытался ими управлять с дальней дистанции.
2. Я первый сумел управлять большой силы магнитом на расстоянии. Потребовалось существенно изменить конструкции существующих на то время изделий. К примеру, применялось параллельное включение множества обмоток для увеличения тока.
3. Первым сумел намагнитить кусок мягкой стали на расстоянии и привлёк внимание общественности к тому, что передача подобного влияния на дальние дистанции допустима к использованию в телеграфах.
4. Первым заставил зазвонить колокольчик с дальней дистанции.
5. Мои неопубликованные наработки помогли мистеру Гейлу адаптировать телеграф Морзе для работы на дальних расстояниях.

Дословная речь из дела Морзе против О`Райли приведена на скрине: в начале апреля 1837 года Джозеф Генри пребывал в Европе, где встретился с профессором Витстоном и профессором Бачем (Bache). Учёные мужи обсудили идеи телеграфа, где оказалось, что ими созданы две идеи реализации одинаковой концепции реле в сфере связи на дальние дистанции:

1. Витстон объяснил, что хочет сделать поворотное реле для дистанционного управления цепью, размыкающее и замыкающее контакты местного источника питания. Что позволит резко снизить требования к передатчику. Вновь сконструированное реле относилось к классу электромагнитных и брало принцип действия от мультипликатора.
2. Тогда Генри сообщил, что уже много лет обдумывает иную конструкцию, аналогичную по действию. В его видении контакты должен замыкать и размыкать движущийся поступательно якорь электромагнита. Этот принцип сегодня используется подавляющим большинством электрических автоматов защиты.

Таким образом, названных выше людей считают наиболее вероятными изобретателями электромагнитного реле. Магнитоэлектрическое совершенно точно изготовлено профессором Генри, как сказано выше по тексту. Что касается соотечественника, к великому сожалению, его мнение остаётся неизвестным по причине отсутствия исторических документов на официальных российских сайтах.

Электромагнитное реле, что это такое, какой принцип действия?

Благодаря открытию электромагнетизма в 18 веке, совсем скоро появилось электромагнитное реле, без которого сегодня не обходится практически не один автоматический электроприбор.

Устройство прочно закрепилось в нашей жизни и нашло применение во многих сферах электротехники, свое широкое примените оно нашло в системах автоматики, различных электроприборах, в защитных системах и во многих других полезных вещах.

Что такое электромагнитное реле

Это электромеханическое коммутационное устройство, основанное на принципе электромагнитной силы. При подаче электричества, внутри него образуется магнитное поле, благодаря которому, с помощью специального механизма происходит замыкание или размыкание коммутируемой электрической цепи.

Проще говоря, это устройство для управления другой электрической цепью, выполняющее управление через замыкание и размыкание контактов. Бывают реле постоянного и переменного тока, постоянного тока подразделяются на поляризованные и нейтральные, каждое из них предназначено для своих целей. Более подробно обо всем далее.

Конструкция и устройство

Конструкция состоит из трех главных частей, основным элементом которой является электромагнитная медная катушка с закрепленным внутри ферритовым сердечником (соленоидом), выполняющая роль электромагнита, закрепленная на неподвижной площадке – ярмо.

Вторая часть называется якорь, являющая металлической пластиной с контактной площадкой на конце, в разомкнутом положении удерживающейся пружиной. Контактная часть реле является исполнительным изолированным органом, при перемещении которого контакты замыкаются или размыкаются.

Бывают однопарные, двуполярные, многопарные, исходно замкнутые (NC) или разомкнутые (NO).

Три основные элемента:

1. Первичный или воспринимающий элемент (катушка с сердечником) – воспринимает электричество и преобразует его в магнитное поле.
2. Промежуточный, подвижный элемент (якорь) – в результате появления магнитного поля возникает ЭДС, изменяющая положение якоря или механического привода механизма, который служит для замыкания контактов.
3. Исполнительный орган (нормально замкнутый контакт или разомкнутый) – воздействует на другую электрическую схему включая или отключая ее.

Принцип работы

При подаче напряжения на обмотку катушки создается ЭДС, сила магнитного поля притягивает якорь с исходного положения, преодолевая усилие пружины, удерживающей якорь, тем самым замыкая контакт управляющей цепи.

В зависимости от конструкции реле, якорь замыкает или размыкает эклектическую цепь. После прекращения подачи электричества магнитное поле исчезает и якорь возвращается в свое обратное положение обратным сжатием пружины.

Сама катушка соленоид, в зависимости от количества витков проволоки, может срабатывать на разную силу тока, маркировка обычно указана на корпусе.

Примечание. УЗО представляет из себя обычное размыкающееся реле.

Виды реле

Помимо электромагнитных устройств, сегодня существует большое количество видов реле различного назначения и отличного принципа действия, использующихся для управления системами защиты от перепадов напряжения в бесперебойных системах защиты, автоматических приборах, интегральных электросхемах. К таким типам относятся:

1. Электронные, в качестве ключа используется резистор, не щелкает при переключении
2. Электротепловые
3. Герконовые
4. Времени
5. Приорита
6. Твердотельные – отсутствует соленоид, роль якоря выполняет мощный симистор или тиристор
7. Индукционные
8. Световые (совместно с датчиком света)

Также их следует различать по виду входящего сигнала, в зависимости от конструкции включение и выключение может происходить под воздействием:

1. Напряжения
2. Частоты электрической цепи
3. Изменения мощности
4. Света
5. Температуры
6. Давления
7. Звука
8. Давления газа

Плюсы и минусы

Как и у любого элемента, у реле есть свои преимущества и недостатки, тем не менее несмотря на минусы, в некоторых случаях без применения эти устройств просто не обойтись.

Плюсы

1. Простая конструкция
2. Легко ремонтируется, всегда можно разобрать чтобы подчистить контакты, заменить отдельные элементы
3. Низкое сопротивление на контактах

---

Минусы

1. Ограниченный ресурс, так как используются механические элементы
2. Контакты иногда обгорают
3. Низкая скорость при срабатывании в отличие от полупроводниковых элементов, механическое устройство в сто раз медленнее электронного, но при этом скорость срабатывания все равно достаточно велика
4. Возможно дребезжание контактов при недостаточном напряжении на катушке
5. Щелчки при переключении

Реле постоянного и переменного тока, чем они отличаются

Существуют реле, способные получать входящий сигнал не только от постоянного тока, но и от переменного. Такое решение позволяет применить его практически во всех видах электросети, не только 5 – 12 вольт, например, в автомобиле, но и в энергетических установках от 220В, 380В, рассчитанных на сотни ампер переменного тока и даже выше.

Реле постоянного тока

Реле работает стандартным способом. Подаваемый ток создает электромагнитное поле внутри соленоида, смещает якорь, тем самым размыкает или замыкает цепь.

Подразделяются на поляризованные и нейтральные. Отличаются они тем, что поляризованные срабатывают в однополярной сети. Нейтральные срабатывают независимо от направления полярности.

Реле переменного тока

Реле данного вида используются в сети переменного тока от 220в и работают немного иначе от постоянного. В сердечнике соленоида есть небольшая прорезь, разделяющая его на две части, одна из которых экранирована. При возникновении магнитного потока, одна его часть проходит через экранированную часть якоря, другая часть проходит на прямую.

Благодаря такому решению один из разделенных магнитных потоков в сердечнике немного отстаёт по фазе от другого, в результате чего не возникает перехода через ноль и дребезжание контакта, соответственно, притягивающее усилие сердечника постоянно и достаточное, чтобы удержать притянутый якорь, в этом и есть основное отличие.

Важно! Независимо от вида элемента, на управляемой цепи может коммутироваться постоянный и переменный ток. Все характеристики обычно указываются на корпусе.

Где используется и как выбрать электромагнитное реле

Сложно в это поверить, но самое простое реле стало причиной быстрого развития компьютеров и компьютерной техники и вот почему: в нем бывает два состояния вкл/выкл, а именно эти два состояния схожи с двоичным кодом транзисторов процессора.

Также это простое устройство нашло широкое применение в промышленности, в транспорте, в бытовом оборудовании, энергетики, космонавтике, медицине и.т.д. С ним мы сталкиваемся ежедневно, но не замечаем этого. Например, в ИБП или стабилизаторе напряжения, мгновенно реагирующим на перепады напряжения.

Справочник по слаботочным электрическим реле 3-е издание – скачать

Как расшифровывается vdc, vac и что означают значения на корпусе реле

Как мы выяснили ранее, реле — это специальное исполнительное устройство коммутирующее различные направления электрической цепи. Обозначение VDC на корпусе означает максимальную нагрузку: DC –постоянный ток, V– вольтаж (12V). VAC на корпусе означает V-вольты, AC – переменный ток. Например 12А/35VAC.

Основными параметрами реле являются: напряжение питания соленоида, максимально допустимый ток и напряжение через контакты, эти параметры указаны на корпусе.

Более подробнее об электромеханических реле, высокочастотных, для авто и других можете ознакомиться в нашем каталоге – ссылка на каталог

Схемы подключения

Схем подключения реле, как и самих его видов, большое количество. Для общего понимания представляем самые популярные схемы использования в различных устройствах. Задавайте ваши вопросы в комментариях, благодаря вам мы постараемся расширить этот список более подробно.

Рисунок 1 – общая схема подключения

Рисунок 2 – схема подключения реле поворотника в авто

На рисунке 3 показана схема подключения реле ардуино

Как обозначается реле на принципиальной схеме

Электромагнитное реле по сути является электромагнитом с замком и несколькими группами контактов. Соленоид изображается в форме прямоугольника с линиями выводов. Якорь показывается перпендикулярной прерывистой прямой к выводам от узкой стороны прямоугольника.

Контактная группа изображается в форме ключей из прямых линий. Внутри прямоугольника могут быть изображены буквенные или численные значения.

Что такое реле времени, для чего нужно и где используется

Это устройство, предназначенное для включения и выключения электрической цепи в автоматическом режиме, через определенный интервал времени, используется в электротехнике и чаще в быту. По принципу работы разделяются на следующие виды:

1. Электромагнитные
2. Пневматические
3. С часовым механизмом
4. Моторные
5. Электронные

В электротехнике также существуют интервальные реле, они используются для создания интервального включения цепи с определенной выдержкой по времени после заданного сигнала, когда необходимо выполнить включение с интервалом после включения или выключения.

Бытовые приборы бывают механические и электронные. Сегодня на рынке чаще можно встретить электронные устройства с большим набором функций. Конструкция представляет из себя простую схему с магнитной катушкой и контактной группой, основным отличием от других устройств, является встроенная интегральная схема, управляющая питанием катушки.

В механических приборах интегральную схему заменяет специальный механизм, напоминающий вращающийся диск. За счет вращения диска и перемещения на нем специальных рисок происходит включение или отключение цепи в определенное время.

Реле времени невероятно полезное устройство, нашедшее свое применение во многих сферах жизни, активно применяется для управления питанием электрических приборов от 220В, управлением духовых шкафов, теплых полов, стиральных машин, отопления и систем кондиционирования.

Например, когда необходимо включить электропитание водяного насоса на даче для набора воды без вашего участия и вовремя отключить, чтобы уберечь его от сухого хода. Или полностью обесточить электросеть в определённые часы с целью сбережения электроэнергии.

Как проверить реле на работоспособность

Проверить на работоспособность достаточно просто, для этого нужно посмотреть на корпусе какое номинальное напряжение для этой модели. Если это 12В, достаточно подключить блок питания к контактам, если при срабатывании появляются характерные щелчки, это свидетельствует об исправном состоянии.

Если щелчков нет, возможно неверно соблюдена полярность или недостаточное напряжение. В замкнутом – неисправном реле щелчков не происходит, в таком случае его можно попробовать восстановить, см. видео ниже.

Ведущие производители

Из самых знаменитых стоит выделить несколько компаний производителей, лидеров отрасли. Российская компания АО НПК «Северная заря». Из зарубежных American Zettler (США), Cosmo (Китай), Finder (Германия).

Где можно купить реле

Еще 20 лет назад найти реле было довольно сложно, ее можно было купить как правило на радио рынках или снять с вышедших из строя приборов. Сегодня его можно приобрести практически в любом магазине радио деталей у дома или заказать в интернете по очень доступной цене даже с доставкой на дом.

Как это работает. Видео

Видео: как проверить на работоспособность?

Как восстановить?

Заключение

Как видите, реле это уникальное и очень простое электромеханическое устройство, применяемое практически во всех сферах жизни, полезность которого трудно переоценить, способное работать даже в космосе. Легко ремонтируется в случае поломки, способно защитить электросеть от опасной ситуации и сберечь время. Спасибо, что прочитали нашу статью, подписывайтесь на нашу группу в контакте, оставляйте комментарии или задавайте вопросы в форме вопрос – ответ, смотрите интересные статьи ниже.

Читать далее – Реле напряжения для квартиры 

Электромагнитное реле: основные разновидности

Реле – это элемент автоматического устройства, который при воздействии на его вход внешних явлений скачкообразно примет значение выходной величины. Наиболее популярным видом считается электромагнитное реле.

Электромагнитное реле способно реагировать на изменение каких-либо определенных параметров замыканием или размыканием своих контактов. Контакты реле способны включаться в цепь, которая позволяет осуществлять контроль или управление аппаратами, включенными в электрическую цепь. Реле могут работать под воздействием следующих факторов:

1. Электрического тока.
2. Световой энергии.
3. Давления жидкости.
4. Уровня жидкости.

По способу присоединения электромагнитные реле могут быть первичные, вторичные или промежуточные.

• Первичные будут включаться в цепь управления.
• Вторичные подключаются через измерительные трансформаторы тока.
• Промежуточные способны осуществлять свою работу от исполнительных органов другого реле и предназначаются для усиления и размножения сигнала.

Параметры реле

К основным параметрам электромагнитного реле можно отнести:

• Номинальные данные. К ним можно отнести: ток, напряжение или другие величины.
• Величина срабатывания. Это значение параметра, при котором будет происходить автоматическое действие реле.
• Установка реле – это значение величины срабатывания, на которую будет отрегулировано определенное реле.

Электромагнитные реле может характеризоваться следующими параметрами:

• Напряжением втягивания.
• Напряжением отпадения.
• Коэффициентом возврата реле.

Электромагнитные реле по времени срабатывания могут быть: безынерционные, быстродействующие, нормальные, замедленные и реле времени, у которых время срабатывания t_ср> 1 секунды. При необходимости врем срабатывания можно регулировать. Читайте также про релейную защиту трансформатора.

Составляющие электромагнитного реле

Обычно реле может состоять из:

1. Воспринимающего. Этот элемент будет реагировать на входной параметр и преобразовывать его физическую величину.
2. Промежуточного. Позволяет сравнивать величину с эталоном. Когда заданное значение будет достигнуто информация будет передаваться к исполнительному элементу. Промежуточными составляющими контактных реле будут считаться противодействующими пружинами и успокоителями. Успокоители необходимы для того, чтобы успокоить колебания подвижных частей.
3. Исполнительного. Этот элемент будет устанавливаться на управляемую цепь.

Теперь пришло время рассмотреть устройство электрического реле, которое будет работать по электромагнитному принципу. Реле МКУ-48 будет состоять из:

• Якоря с подвижной частью.
• Сердечника, который является неподвижным.
• Катушки реле.
• Размыкающих контактов.
• Пружины.

Слаботочные электромагнитные реле ранее применяли только в автоматике. Сейчас они активно применяются в автоматике. Это объясняется тем, что количество контактов достаточно большое и это позволяет уменьшить количество реле в определенной схеме. Кроме этого, подобные реле способны применять слаботочные токи и это позволяет осуществлять работу с датчиками, которые не рассчитаны на высокие токи.

Реле типа РПН

Реле типа РПН постоянного тока – это электромагнитное реле, которое состоит из одной катушки и имеет плоский сердечник. Оно предназначается для коммутации электрических цепей в разнообразных схемах стационарных устройств. Ток срабатывания этих реле считается достаточно маленьким. Он может составлять несколько десятков миллиампер. Пакет контактных групп будет состоять из набора контактов. Внешние провода будут подключаться к концам хвостов и пружин с помощью пайки. Для цепей переменного тока могут выпускаться реле РПП аналогичного устройства.

Реле МКУ-48

Реле МКУ-48 – это многоконтактное реле. Конструктивно эти устройства могут выпускаться в кожухе или без него. Подключение реле может осуществляться в кожухе или без него. Контактные группы реле могут осуществляться с разнообразными комбинациями контактов. Рабочий ток реле достаточно мал. Для некоторых устройств он может составлять 0,0045 А. Потребляемая мощность будет > или = 5 Вт. У нас вы также можете прочесть про релейный стабилизатор.

Поляризованное реле

Поляризованное реле представляет собою электромагнитное реле, у которого направление перемещения якоря будет зависеть от направления намагниченности тока. В отличии от электромагнитного реле поляризованное будет иметь два направления перемещения якоря.

Основными деталями поляризованного реле могут являться:

1. Намагниченная катушка.
2. Сердечник.
3. Магнитный поток и постоянный магнит.
4. Якорь.

Магнитный поток будет проходить через стальной передвижной якорь и разветвляться на два потока. На конце якоря будет располагаться средний контакт, замыкающийся, в зависимости от полярности управляющего сигнала.

Если отсутствует управляющий сигнал и потоки Ф_Э, на якорь в нейтральном положении, действуют слева и справа одинаковые силы притяжения.

Теперь вы точно знаете, какие существуют электромагнитные реле. Надеемся, что эта информация была полезной и интересной.

Читайте также: принцип работы реле времени.

Все об электромагнитных реле

Электромагнитное реле — реле, которое реагирует на величину электрического тока посредством притяжения ферромагнитного якоря или сердечника при прохождении тока через его обмотку.

Реле имеет ограниченный ресурс это связано в первую очередь из-за принципа его работы: электромеханическое реле функционирует за счет работы магнитного поля и замыкания механических контактов. Механические контакты изнашиваются, катушка сгорает, отсюда и возникает необходимость его ремонта. Чаще всего ремонт заключается в чистке контактов или решении проблем с катушкой.

Конструкция и типовые проблемы

Прежде чем перейти к вопросам ремонта, давайте пройдемся по составным частям электромагнитного реле. Реле само по себе сравнивает величины управляющего воздействия, после чего происходит передача сигнала в управляемые цепи.

В нашем случае на катушку подаётся электрический ток. Якорь притягивается к сердечнику катушки за счет магнитного усилия созданного магнитным потоком.

Реле срабатывает в том случае если подано достаточное напряжение и ток. При срабатывании электромагнита замыкаются контакты. Контактов может быть несколько групп, а также пары нормально-замкнутых и нормально-разомкнутых контактов.

На фото изображено реле МКУ-48, в нижней части которого расположена катушка, подсоединенная проводами к клеммам. В верхней части вы видите набор токопроводящих пластин в составе контактной группы.

Катушка наматывается на каркасе, в ней располагают магнитопровод. Крепится катушка на нем разными методами, например за счет медной пластины, фасонной пластинки, шайб медных и изоляционных.

Конструкций реле может быть великое множество, но основные ответственные узлы одни и те же:

1. Катушка.

2. Контактные группы.

Их взаимное расположение, траектория движения, их количество может существенно отличаться.

Проблема 1 — контакты

Пожалуй, на первом месте в проблеме функционирования всех коммутационных аппаратов является нагар или износ контактов. Для повышения долговечности и снижения контактного сопротивление они могут быть покрыты дорогими металлами, типа серебра, золото или платины.

Но ресурсы всех механических частей ограничены числом срабатываний. Кроме ударной нагрузки, которая возникает при их замыкании, контакты разрушаются от искр и дуг, которые непременно образуются при включении хоть сколько-нибудь мощных электроцепей, особенно если в их составе есть индуктивность или емкость.

Наверняка вы замечали, что когда вы включаете зарядное от смартфона или ноутбука в розетку проскакивает сноп искр, так вот это и есть процесс заряда входной ёмкости. От таких вспышек на контактах образуется нагар.

Если в розетке, благодаря её конструкции он не так страшен – ведь вы, вставляя и вынимая вилку, счищаете малую часть сажи, то в реле нагар накапливается, рано или поздно сопротивление контактов возрастает, они начинают сильнее греться, отсюда получается еще больше нагара.

Следующий этап, это либо выгорание контактных пластин или деталей корпуса реле (автомата, пускателя…), либо, в лучшем случае, ток просто перестанет протекать через реле.

В таком случае нужно восстановить контакты. В простейших случаях нужно почистить их ластиком. Вообще контакты чистят спиртом зубной щеткой, или ватной палочкой, или бумажкой смоченной в спирте, если расстояние между контактами маленькое, а после высыхания шлифуют замшей. После этого стоит усилить прижим контактов, если он ослабился и если есть возможность регулировки.

Но, если они обгорели достаточно сильно, а на замену поставить нечего, можно чистить их стеклянной бумагой или мелкой наждачкой. Только долговечность такого ремонта зависит от остаточного состояния контактов.

Здесь нужно счистить нагар и выровнять контактную площадку, при этом не оставить царапин и не снять слой металла. При этом плоскости контактов должны при их замыкании максимально друг к другу прилегать. От площади соприкосновения зависит переходное сопротивление и нагрев контактов при прохождении тока. 

Проблема 2 – катушка

Магнитный поток, который возникает вокруг катушки, захватывает окружающие пространство и механизмы реле, происходит движение якоря и срабатывание контактов. Этого не произойдет, если катушка сгорела. Давайте рассмотрим частые проблемы с электромагнитной системой реле.

1. Обрыв провода обмотки в месте соединения (пайки) с клеммой. Возникает из-за вибраций, повышенном значении тока в катушке, коррозии и окисления.

2. Межвитковое замыкание. При такой неисправности характерен повышенный нагрев катушки, плохая подтяжка якоря и прижим контактов, повышенный гул (следствие возросшего тока), вибрации корпуса.

3. Обрыв провода в самой катушке.

Симптомы

Мы рассмотрели основные причины поломки реле. Их не так уж и много. Однако симптомов этих неисправностей больше. Чтобы правильно поставить диагноз и решить проблему нужно понять их причину. Давайте теперь поговорим о том, как они проявляются на практике.

Почему реле громко гудит

Межвитковое замыкание это локальное повреждение изоляции обмоточного провода катушки и прохождение тока напрямую через какую-то часть витков. Т.е. ток течет не по длине витка, а в точке, от одной массы проводника, к другой. Ток в таком случае может возрастать.

Тогда реле работает не в номинальном режиме, магнитный поток может отклоняться от необходимой величины в большую и меньшую сторону, это вызывает нестабильность положения якоря, вибрации в магнитопроводе, шихтованном железе. Особо заметен этот дефект на реле переменного тока, которые всегда слегка гудят, то при подобной проблеме они начинают сильно вибрировать, а их гул усиливается в разы.

Внешне проявляться это может как потемнения на отдельных участках катушки. Дальнейшая работа реле с таким дефектом приведет к тому, что в месте межвиткового замыкания будет происходить усиленный нагрев, со временем катушка перестанет функционировать, вариантов развития ситуации два:

1. Хороший – в катушке перегорит часть витков, и цепь будет разорвана, от образовавшейся гари ток перестанет протекать. Тогда магнитопровод и шасси катушки останутся целыми. В таком случае достаточно найти такую же катушку и произвести её замену. Для этого реле разбирается не полностью, а только в тех местах, где это необходимо, например в РВП катушка снимается с шасси и заменяется без каких – либо проблем.

2. Плохой вариант – реле нагревается и от высокой температуры происходит возгорание обмоток и изоляторов, в результате чего повреждается магнитопровод. Если он подвижный, как на фото выше, то дальнейшая его работа может быть нарушена или невозможна вообще, тогда кроме катушки нужно найти и магнитопровод, в таком случае проще поменять реле полностью, а сгоревшее оставить на запчасти, если контактные группы в нем уцелели.

Кроме самого реле это может повлечь за собой и дальнейшие проблемы в виде пожара. Поэтому если реле начало сильно гудеть – не откладывайте его осмотр на потом.

Катушку можно перемотать, обмоточные данные могут быть указаны на этикетке, которая опоясывает катушку. На фото ниже вы видите, какая может быть указана информация:

• Марка провода;
• Диаметр провода;
• Число витков;
• Рабочее напряжение;
• Частота.

Теперь нужно удалить этикетку и посмотреть: может повреждение таится на поверхности? Тогда вы можете смотать немного провода, устранить проблему (заизолировать и спаять) и домотать обратно. Если на поверхности не видно дефектов, тогда нужно срезать или сматывать всю обмотку искать неисправность. Если она существенная – перематывать новым проводом.

Если такая этикетка сгорела, или повреждена нужно попробовать установить реле на обмоточный станок и размотать его вручную сосчитав число витков.

Трещит реле

Реле может трещать при плохом прижиме контактов, у такой проблемы есть три причины:

1. Износ контактов.

2. Разрегулировка прижимной пластины.

3. Недостаточный ток катушки.

У первых двух проблем больше механическое происхождение. Если контакты износились, они могут искрить и трещать. Тогда их нужно заменить. Если заменить нечем, можно попробовать их отшлифовать и выровнять.

Нужно добиться чтобы площадь соприкосновения была не меньше чем 2/3 от общей площади, чтобы это проверить, берут копировальную бумагу и прикладывают к обычной бумаге, после чего делают отпечаток контакта.

Натяжение (упругость пластин на которых расположены контакты) проверяют динамометром (в теории), на практике же, просто отгибают контакт и смотрят как он вернулся назад, если отгибался он слабо, и возвращался вяло – значит нужна регулировка. Если отгибался туго, а возвращался со щелчком – значит всё хорошо.

Если ток катушки малый реле тоже будет трещать. Дело в том, что тогда магнитное поле получается слабым и прижимная сила на контактах тоже. Ток катушки может быть малым из-за просадок напряжения, а также из-за проблем с проводкой. Возможно, где-то есть потери на соединениях, осмотрите все соединения и клеммы.

Реле залипает

Вы отключили цепь, а реле осталось в активном положении, при этом так происходит через раз, т.е. проблема не имеет устойчивого характера:

Причин может быть три:

1. Плохой контакт.

2. Влияние окружающей среды

3. Механическая неисправность.

4. Проблемы в проводке.

Плохое состояние контактов, как я уже неоднократно сказал, – причина нагрева, так вот нагрев может стать причиной залипания контактов. Контакты разогреваются до такой степени, что поверхность металла слипается.

Проверьте чистоту корпуса реле, и что внутри него, может быть, там поселилась какая-то живность, или его чем-то залили. Вполне вероятно природное происхождение проблемы, тип гнезда пауков в электрощите или чего-то подобного.

Если корпус реле в чем-то липком, то проверьте, нет ли этого вещества внутри, может быть это и есть причина залипания контактов. Ну и последний «природный» вариант – может оно замерзло?

Проверьте напряжение на контактах реле, возможно просто где-то есть утечка, и реле остается под напряжением и его контакты не разъединяются.

Реле не срабатывает

Обмотка катушки выполняется тонким медным эмалированным проводом. Толщина провода может быть в районе 0.07 мм и выше. От толщины провода и длины обмотки зависит мощность включения реле и ток необходимый для замыкания контактов.

Для подключения реле к другим устройствам на его нижней части (часто, но не обязательно на нижней) расположены клеммы или другие виды контактов. Простейшая проблема – это когда один из концов катушки отпаивается от этой клеммы.

В таком случае достаточно просто припаять конец катушки. Будьте аккуратны, когда будете зачищать провод от эмали, вы можете переломить его, и он в скором времени отвалится.

Возможно реле не срабатывает, потому что катушка оборвана. Обрыв может быть на поверхности, а может быть и в середине, тогда порядок действий такой же, как и в случае с межвитковыми:

1. Вытащить катушку.

2. Снять с неё оболочку.

3. Проверить обрыв на поверхности, если нет размотать поискать внутри.

4. Спаять место обрыва и заизолировать.

5. Собрать катушку.

Проверка реле

Быструю проверку реле можно выполнить прозвонкой или мультиметром. Для этого прозвоните контакты катушки, цепь должна быть замкнутой, если прозвонка не сработала – значит, катушка не в обрыве.

Следующий шаг проверить нормально-замкнутые контакты, когда на реле нет напряжения, они должны быть замкнуты, сопротивление стремиться к нулю, а прозвонка должна сработать. Подайте напряжение на обмотку и проверьте также нормально-разомкнутую пару. Она должна сомкнуться.

Более точную проверку можно провести мегомметром. Нужно прозвонить сопротивление между независимыми группами контактов, оно должно быть большим, конкретно, сколько написано в технических характеристиках коммутационного прибора, вообще от 1 МОм и выше. Также проверить сопротивление между катушкой и магнитопроводом, якорем. Оно тоже должно быть большим. В противном случае реле не будет функционировать правильно.

Ранее ЭлектроВести писали, что оператор системы распределения «ДТЭК Киевские электросети» (Киев) оснастил современными системами телемеханизации 287 трансформаторных и распределительных подстанций.

По материалам: electrik.info.

Как работают реле? — Объясни это!

Как работают реле? — Объясни это! Рекламное объявление

Криса Вудфорда. Последнее изменение: 19 августа 2020 г.

Вы можете этого не осознавать, но вы постоянно настороже, остерегаетесь угроз, готовы действовать в любой момент. Миллионы лет эволюции заставили ваш мозг спасти вашу кожу, когда малейшая опасность угрожает вашему существованию. Если вы используете силу инструмент, например, и крошечная щепа летит к вашему глазу, один из ваши ресницы отправят сигнал в ваш мозг, который заставит вас веки закрываются в мгновение ока — достаточно быстро, чтобы защитите свое зрение.Здесь происходит то, что крошечный стимул вызывает гораздо больший и полезный отклик. Вы можете найти тот же трюк работает во всех видах машин и электрических приборы, где датчики готовы включить или за доли секунды с помощью умных магнитных переключателей, называемых реле. Давайте подробнее рассмотрим, как они работают!

На фото: типичное реле со снятым пластиковым внешним корпусом. Вы можете увидеть два пружинных контакта слева и катушку электромагнита (красно-коричневый цилиндр медного цвета) справа.В этом реле, когда через катушку протекает ток, он превращает ее в электромагнит. Магнит толкает переключатель влево, сжимая пружинные контакты вместе и замыкая цепь, к которой они прикреплены. Это реле электронного программатора погружного нагревателя горячей воды. Электронная схема в программаторе включает или выключает магнит в заранее запрограммированное время дня, используя относительно небольшой ток. Это позволяет намного большему току проходить через пружинные контакты для питания элемента, который нагревает горячую воду.

Что такое реле?

Изображение: Если бы реле были собаками: Предположим, у вас есть огромная свирепая собака, которая так крепко спит, что никогда не просыпается, когда он услышал шум. В качестве сторожевой собаки это было бы бесполезно! Но что, если вы купите еще и маленькую, очень бдительную собаку? Если маленькая собака услышал шум, он начал лаять и разбудил большую собаку, которая затем могла атаковать злоумышленника. Так работают реле: они используйте небольшой электрический ток, чтобы вызвать гораздо больший.

Реле — это электромагнитный переключатель, управляемый относительно небольшой электрический ток, который может включать или выключать гораздо более мощный электрический Текущий.Сердце реле — электромагнит (катушка с проводом, которая становится временный магнит, когда через него проходит электричество). Вы можете думать о реле как своего рода электрический рычаг: включите его слабым током, и он включает («усиливает») другой прибор используя гораздо больший ток. Почему это полезно? Как имя предполагает, что многие датчики являются невероятно чувствительными частями электронное оборудование и производят только небольшие электрические токи. Но часто они нужны нам для управления более крупными устройствами, использующими большие токи.Реле перекрывают разрыв, позволяя токи, чтобы активировать более крупные. Это означает, что реле могут работать как переключатели. (включение и выключение) или как усилители (преобразование малых токи в более крупные).

Как работают реле

Вот две простые анимации, иллюстрирующие, как реле используют одну цепь для включения второй цепи.

Когда мощность протекает через первую цепь (1), она активирует электромагнит (коричневый), генерируя магнитное поле (синее), которое притягивает контакт (красный) и активирует вторую цепь (2).При отключении питания пружина возвращает контакт в исходное положение, снова отключая вторую цепь.

Это пример «нормально разомкнутого» (NO) реле: контакты во второй цепи по умолчанию не подключены и включаются только тогда, когда через магнит протекает ток. Другие реле являются «нормально замкнутыми» (NC; контакты соединены так, что через них по умолчанию течет ток) и отключаются только тогда, когда срабатывает магнит, растягивая или раздвигая контакты.Наиболее распространены нормально разомкнутые реле.

Вот еще одна анимация, показывающая, как реле связывает две цепи. вместе. По сути, это то же самое, но немного по-другому. Слева — входная цепь, питаемая от переключателя. или какой-то датчик. Когда этот контур активирован, он питает ток к электромагниту, который замыкает металлический выключатель и активирует вторую, выходную цепь (с правой стороны). Относительно небольшой ток во входной цепи, таким образом, активирует больший ток в выходная цепь:

1. Входная цепь (синяя петля) отключена, и ток не течет через нее, пока что-то (датчик или замыкание переключателя) не включит ее.Выходная цепь (красная петля) также отключена.
2. Когда во входной цепи течет небольшой ток, он активирует электромагнит (показанный здесь темно-синей катушкой), который создает вокруг него магнитное поле.
3. Электромагнит, находящийся под напряжением, притягивает к себе металлический стержень в выходной цепи, замыкая переключатель и позволяя гораздо большему току проходить через выходную цепь.
4. В выходной цепи работает сильноточный прибор, например, лампа или электродвигатель.

Рекламные ссылки

Реле на практике

Фото: Еще один взгляд на реле. Вверху: Если смотреть прямо вниз, вы можете увидеть пружинные контакты слева, механизм переключения посередине и катушку электромагнита справа. Внизу: то же реле, снятое спереди.

Предположим, вы хотите построить систему охлаждения с электронным управлением. система, которая включает или выключает вентилятор в зависимости от температуры в помещении изменения. Вы можете использовать какую-то схему электронного термометра, чтобы почувствовать температуру, но он будет производить только небольшие электрические токи — слишком малы, чтобы приводить в действие электродвигатель в большой большой поклонник.Вместо этого вы можете подключить цепь термометра к входная цепь реле. Когда в этом цепь, реле активирует свою выходную цепь, пропустить гораздо больший ток и включить вентилятор.

Реле не всегда включаются; иногда вместо этого они очень услужливо выключают. В Например, для оборудования электростанций и линий электропередачи вы найдете защитные реле , которые срабатывают при возникновении неисправностей, чтобы предотвратить повреждение от таких вещей, как скачки тока.Когда-то для этой цели широко применялись электромагнитные реле, подобные описанным выше. В наши дни электронные реле на основе интегральных схем вместо этого выполняют ту же работу; они измеряют напряжение или ток в цепи и автоматически принимают меры, если они превышают заданное значение. предел.

Реле прочие

На фото: четыре старомодных реле максимальной токовой защиты на устаревшей силовой подстанции в 1986 году, незадолго до ее сноса. Фото любезно предоставлено Библиотекой Конгресса США.

До сих пор мы рассматривали переключающие реле очень общего назначения, но существует довольно много вариантов эта основная тема, включая (и это далеко не исчерпывающий список):

• Реле высокого напряжения: они специально разработаны для коммутации высоких напряжений и токов. значительно превышает возможности обычных реле (обычно до 10 000 вольт и 30 ампер).
• Электронные и полупроводниковые реле (также называемые твердотельными реле или SSR): переключают токи полностью электронными, без движущихся частей, поэтому они быстрее, тише, меньше, надежнее, и служат дольше, чем электромагнитные реле.К сожалению, они обычно дороже, меньше эффективны и не всегда работают так чисто и предсказуемо (из-за таких проблем, как токи утечки).
• Реле таймера и задержки срабатывания: они запускают выходные токи на ограниченный период времени (обычно от доли секунды до примерно 100 часов или четырех дней).
• Тепловые реле: они включаются и выключаются, чтобы останавливать такие вещи, как электродвигатели, от перегрева, что-то вроде биметаллических ленточных термостатов.
• Реле максимального тока и направленные реле: сконфигурированные различными способами, они предотвращают протекание чрезмерных токов в неправильном направлении по цепи (обычно в энергетическом, распределительном или питающем оборудовании).
• Реле дифференциальной защиты: срабатывают при несимметрии тока или напряжения в двух разных частях цепи.
• Реле защиты по частоте (иногда называемые реле понижения и повышения частоты): эти твердотельные устройства срабатывают, когда частота переменного тока слишком высока, слишком мала или и того, и другого.

Кто изобрел реле?

Фото: Реле широко использовались для коммутации и маршрутизации вызовов на телефонных станциях. например, этот, сделанный в 1952 году.Фото любезно предоставлено Исследовательским центром NASA Glenn Research Center (NASA-GRC).

Реле были изобретены в 1835 году пионером американского электромагнетизма. Джозеф Генри; на демонстрации в колледже Нью-Джерси, Генри использовал небольшой электромагнит, чтобы включать и выключать более крупный, и предположил, что реле можно использовать для управления электрическими машинами на очень больших расстояниях. Генри применил эту идею к другому изобретению, над которым он работал в то время, электрическому телеграфу (предшественнику телефона), который был успешно разработан Уильямом Куком и Чарльзом Уитстоном в Англии и (гораздо более известен) Сэмюэлем Ф.Б. Морс в США. Позднее реле использовались в телефонной коммутации и первых электронных компьютерах и оставались чрезвычайно популярными до появления транзисторов в конце 1940-х годов; по словам Бэнкрофта Герарди, в ознаменование 100-летия работы Генри по электромагнетизму, к тому времени только в Соединенных Штатах работало около 70 миллионов реле. Транзисторы — это крошечные электронные компоненты, которые могут выполнять ту же работу, что и реле, работая как усилители или переключатели.Хотя они переключаются быстрее, потребляют гораздо меньше электроэнергии, занимают небольшую часть места и стоят намного меньше, чем реле, они обычно работают только с небольшими токами, поэтому реле все еще используются во многих приложениях. Именно разработка транзисторов стимулировала компьютерную революцию с середины 20 века. Но без реле не было бы транзисторов, поэтому реле — и такие пионеры, как Джозеф Генри — тоже заслуживают похвалы!

Рекламные ссылки

Узнать больше

На этом сайте

Другие веб-сайты

• Электромеханическое реле Джозефа Генри: краткое описание того, как Джозеф Генри изобрел реле в 1835 году.
• Генри как первопроходец электротехники Бэнкрофт Герарди, Bell Systems Technical Journal, июль 1932 г. Эта интересная историческая статья из архивов Bell была опубликована в ознаменование столетия электрических открытий Джозефа Генри. Он дает прекрасное представление о важности Генри и о том, как он при своей жизни помог «подключить» мир к электричеству.

Видео

• Как сделать реле: довольно простое 2,5-минутное видео-руководство покажет вам, как намотать собственные электромагниты и установить их на плату, чтобы создать собственное самодельное реле.
• Как работает автомобильное реле: это короткое и простое видеообъяснение расскажет вам о том, что я объяснил выше. То же объяснение, немного другие слова.

Книги

Простые практичные руководства

• СДЕЛАТЬ: Электроника Чарльза Платта. Maker Media, 2015. Эксперимент 7 по исследованию реле — отличное практическое введение. Вы можете открыть реле и поэкспериментировать с его внутренними механизмами!
• Свидетель: Электроника Роджера Бриджмена.New York: DK, 2007. (Для младших читателей в возрасте 9–12 лет. Включает историю, науку и технологии.)
• «Телефонные проекты для злого гения» Томаса Петруцеллиса. McGraw-Hill Professional, 2008. (Включает некоторые цепи, в которых используются реле.)

Подробные технические книги

• Электрические реле: принципы и применение Владимира Гуревича. CRC Press, 2018. После начала краткой истории реле эта книга проведет нас через магнитные принципы, работа релейных контактов, внешний вид и упаковка, а также сопутствующие устройства, такие как герконы.В последующих главах рассматриваются варианты основных реле, включая реле высокого напряжения, тепловые реле и реле времени.
• Свидетель: Электроника Роджера Бриджмена. New York: DK, 2007. (Для младших читателей в возрасте 9–12 лет. Включает историю, науку и технологии.)
• «Телефонные проекты для злого гения» Томаса Петруцеллиса. McGraw-Hill Professional, 2008. (Включает некоторые цепи, в которых используются реле.)

История науки

Пожалуйста, НЕ копируйте наши статьи в блоги и другие сайты

статей с этого сайта зарегистрированы в Бюро регистрации авторских прав США.Копирование или иное использование зарегистрированных работ без разрешения, удаление этого или других уведомлений об авторских правах и / или нарушение смежных прав может привести к серьезным гражданским или уголовным санкциям.

Авторские права на текст © Chris Woodford 2009, 2020. Все права защищены. Полное уведомление об авторских правах и условиях использования.

Следуйте за нами

Сохранить или поделиться этой страницей

Нажмите CTRL + D, чтобы добавить эту страницу в закладки на будущее, или расскажите об этом своим друзьям с помощью:

Медиа-запросы?

Вы журналист, у вас есть вопрос для СМИ или просьба об интервью? Вы можете связаться со мной для получения помощи здесь.

Цитируйте эту страницу

Вудфорд, Крис. (2009/2020) Реле. Получено с https://www.explainthatstuff.com/howrelayswork.html. [Доступ (укажите дату здесь)]

Больше на нашем сайте …

Как работают реле? — Объясни это!

Как работают реле? — Объясни это! Рекламное объявление

Криса Вудфорда. Последнее изменение: 19 августа 2020 г.

Вы можете этого не осознавать, но вы постоянно настороже, остерегаетесь угроз, готовы действовать в любой момент. Миллионы лет эволюции заставили ваш мозг спасти вашу кожу, когда малейшая опасность угрожает вашему существованию. Если вы используете силу инструмент, например, и крошечная щепа летит к вашему глазу, один из ваши ресницы отправят сигнал в ваш мозг, который заставит вас веки закрываются в мгновение ока — достаточно быстро, чтобы защитите свое зрение. Здесь происходит то, что крошечный стимул вызывает гораздо больший и полезный отклик.Вы можете найти тот же трюк работает во всех видах машин и электрических приборы, где датчики готовы включить или за доли секунды с помощью умных магнитных переключателей, называемых реле. Давайте подробнее рассмотрим, как они работают!

На фото: типичное реле со снятым пластиковым внешним корпусом. Вы можете увидеть два пружинных контакта слева и катушку электромагнита (красно-коричневый цилиндр медного цвета) справа. В этом реле, когда через катушку протекает ток, он превращает ее в электромагнит.Магнит толкает переключатель влево, сжимая пружинные контакты вместе и замыкая цепь, к которой они прикреплены. Это реле электронного программатора погружного нагревателя горячей воды. Электронная схема в программаторе включает или выключает магнит в заранее запрограммированное время дня, используя относительно небольшой ток. Это позволяет намного большему току проходить через пружинные контакты для питания элемента, который нагревает горячую воду.

Что такое реле?

Изображение: Если бы реле были собаками: Предположим, у вас есть огромная свирепая собака, которая так крепко спит, что никогда не просыпается, когда он услышал шум.В качестве сторожевой собаки это было бы бесполезно! Но что, если вы купите еще и маленькую, очень бдительную собаку? Если маленькая собака услышал шум, он начал лаять и разбудил большую собаку, которая затем могла атаковать злоумышленника. Так работают реле: они используйте небольшой электрический ток, чтобы вызвать гораздо больший.

Реле — это электромагнитный переключатель, управляемый относительно небольшой электрический ток, который может включать или выключать гораздо более мощный электрический Текущий. Сердце реле — электромагнит (катушка с проводом, которая становится временный магнит, когда через него проходит электричество).Вы можете думать о реле как своего рода электрический рычаг: включите его слабым током, и он включает («усиливает») другой прибор используя гораздо больший ток. Почему это полезно? Как имя предполагает, что многие датчики являются невероятно чувствительными частями электронное оборудование и производят только небольшие электрические токи. Но часто они нужны нам для управления более крупными устройствами, использующими большие токи. Реле перекрывают разрыв, позволяя токи, чтобы активировать более крупные. Это означает, что реле могут работать как переключатели. (включение и выключение) или как усилители (преобразование малых токи в более крупные).

Как работают реле

Вот две простые анимации, иллюстрирующие, как реле используют одну цепь для включения второй цепи.

Когда мощность протекает через первую цепь (1), она активирует электромагнит (коричневый), генерируя магнитное поле (синее), которое притягивает контакт (красный) и активирует вторую цепь (2). При отключении питания пружина возвращает контакт в исходное положение, снова отключая вторую цепь.

Это пример «нормально разомкнутого» (NO) реле: контакты во второй цепи по умолчанию не подключены и включаются только тогда, когда через магнит протекает ток. Другие реле являются «нормально замкнутыми» (NC; контакты соединены так, что через них по умолчанию течет ток) и отключаются только тогда, когда срабатывает магнит, растягивая или раздвигая контакты. Наиболее распространены нормально разомкнутые реле.

Вот еще одна анимация, показывающая, как реле связывает две цепи. вместе.По сути, это то же самое, но немного по-другому. Слева — входная цепь, питаемая от переключателя. или какой-то датчик. Когда этот контур активирован, он питает ток к электромагниту, который замыкает металлический выключатель и активирует вторую, выходную цепь (с правой стороны). Относительно небольшой ток во входной цепи, таким образом, активирует больший ток в выходная цепь:

1. Входная цепь (синяя петля) отключена, и ток не течет через нее, пока что-то (датчик или замыкание переключателя) не включит ее.Выходная цепь (красная петля) также отключена.
2. Когда во входной цепи течет небольшой ток, он активирует электромагнит (показанный здесь темно-синей катушкой), который создает вокруг него магнитное поле.
3. Электромагнит, находящийся под напряжением, притягивает к себе металлический стержень в выходной цепи, замыкая переключатель и позволяя гораздо большему току проходить через выходную цепь.
4. В выходной цепи работает сильноточный прибор, например, лампа или электродвигатель.

Рекламные ссылки

Реле на практике

Фото: Еще один взгляд на реле. Вверху: Если смотреть прямо вниз, вы можете увидеть пружинные контакты слева, механизм переключения посередине и катушку электромагнита справа. Внизу: то же реле, снятое спереди.

Предположим, вы хотите построить систему охлаждения с электронным управлением. система, которая включает или выключает вентилятор в зависимости от температуры в помещении изменения. Вы можете использовать какую-то схему электронного термометра, чтобы почувствовать температуру, но он будет производить только небольшие электрические токи — слишком малы, чтобы приводить в действие электродвигатель в большой большой поклонник.Вместо этого вы можете подключить цепь термометра к входная цепь реле. Когда в этом цепь, реле активирует свою выходную цепь, пропустить гораздо больший ток и включить вентилятор.

Реле не всегда включаются; иногда вместо этого они очень услужливо выключают. В Например, для оборудования электростанций и линий электропередачи вы найдете защитные реле , которые срабатывают при возникновении неисправностей, чтобы предотвратить повреждение от таких вещей, как скачки тока.Когда-то для этой цели широко применялись электромагнитные реле, подобные описанным выше. В наши дни электронные реле на основе интегральных схем вместо этого выполняют ту же работу; они измеряют напряжение или ток в цепи и автоматически принимают меры, если они превышают заданное значение. предел.

Реле прочие

На фото: четыре старомодных реле максимальной токовой защиты на устаревшей силовой подстанции в 1986 году, незадолго до ее сноса. Фото любезно предоставлено Библиотекой Конгресса США.

До сих пор мы рассматривали переключающие реле очень общего назначения, но существует довольно много вариантов эта основная тема, включая (и это далеко не исчерпывающий список):

• Реле высокого напряжения: они специально разработаны для коммутации высоких напряжений и токов. значительно превышает возможности обычных реле (обычно до 10 000 вольт и 30 ампер).
• Электронные и полупроводниковые реле (также называемые твердотельными реле или SSR): переключают токи полностью электронными, без движущихся частей, поэтому они быстрее, тише, меньше, надежнее, и служат дольше, чем электромагнитные реле.К сожалению, они обычно дороже, меньше эффективны и не всегда работают так чисто и предсказуемо (из-за таких проблем, как токи утечки).
• Реле таймера и задержки срабатывания: они запускают выходные токи на ограниченный период времени (обычно от доли секунды до примерно 100 часов или четырех дней).
• Тепловые реле: они включаются и выключаются, чтобы останавливать такие вещи, как электродвигатели, от перегрева, что-то вроде биметаллических ленточных термостатов.
• Реле максимального тока и направленные реле: сконфигурированные различными способами, они предотвращают протекание чрезмерных токов в неправильном направлении по цепи (обычно в энергетическом, распределительном или питающем оборудовании).
• Реле дифференциальной защиты: срабатывают при несимметрии тока или напряжения в двух разных частях цепи.
• Реле защиты по частоте (иногда называемые реле понижения и повышения частоты): эти твердотельные устройства срабатывают, когда частота переменного тока слишком высока, слишком мала или и того, и другого.

Кто изобрел реле?

Фото: Реле широко использовались для коммутации и маршрутизации вызовов на телефонных станциях. например, этот, сделанный в 1952 году.Фото любезно предоставлено Исследовательским центром NASA Glenn Research Center (NASA-GRC).

Реле были изобретены в 1835 году пионером американского электромагнетизма. Джозеф Генри; на демонстрации в колледже Нью-Джерси, Генри использовал небольшой электромагнит, чтобы включать и выключать более крупный, и предположил, что реле можно использовать для управления электрическими машинами на очень больших расстояниях. Генри применил эту идею к другому изобретению, над которым он работал в то время, электрическому телеграфу (предшественнику телефона), который был успешно разработан Уильямом Куком и Чарльзом Уитстоном в Англии и (гораздо более известен) Сэмюэлем Ф.Б. Морс в США. Позднее реле использовались в телефонной коммутации и первых электронных компьютерах и оставались чрезвычайно популярными до появления транзисторов в конце 1940-х годов; по словам Бэнкрофта Герарди, в ознаменование 100-летия работы Генри по электромагнетизму, к тому времени только в Соединенных Штатах работало около 70 миллионов реле. Транзисторы — это крошечные электронные компоненты, которые могут выполнять ту же работу, что и реле, работая как усилители или переключатели.Хотя они переключаются быстрее, потребляют гораздо меньше электроэнергии, занимают небольшую часть места и стоят намного меньше, чем реле, они обычно работают только с небольшими токами, поэтому реле все еще используются во многих приложениях. Именно разработка транзисторов стимулировала компьютерную революцию с середины 20 века. Но без реле не было бы транзисторов, поэтому реле — и такие пионеры, как Джозеф Генри — тоже заслуживают похвалы!

Рекламные ссылки

Узнать больше

На этом сайте

Другие веб-сайты

• Электромеханическое реле Джозефа Генри: краткое описание того, как Джозеф Генри изобрел реле в 1835 году.
• Генри как первопроходец электротехники Бэнкрофт Герарди, Bell Systems Technical Journal, июль 1932 г. Эта интересная историческая статья из архивов Bell была опубликована в ознаменование столетия электрических открытий Джозефа Генри. Он дает прекрасное представление о важности Генри и о том, как он при своей жизни помог «подключить» мир к электричеству.

Видео

• Как сделать реле: довольно простое 2,5-минутное видео-руководство покажет вам, как намотать собственные электромагниты и установить их на плату, чтобы создать собственное самодельное реле.
• Как работает автомобильное реле: это короткое и простое видеообъяснение расскажет вам о том, что я объяснил выше. То же объяснение, немного другие слова.

Книги

Простые практичные руководства

• СДЕЛАТЬ: Электроника Чарльза Платта. Maker Media, 2015. Эксперимент 7 по исследованию реле — отличное практическое введение. Вы можете открыть реле и поэкспериментировать с его внутренними механизмами!
• Свидетель: Электроника Роджера Бриджмена.New York: DK, 2007. (Для младших читателей в возрасте 9–12 лет. Включает историю, науку и технологии.)
• «Телефонные проекты для злого гения» Томаса Петруцеллиса. McGraw-Hill Professional, 2008. (Включает некоторые цепи, в которых используются реле.)

Подробные технические книги

• Электрические реле: принципы и применение Владимира Гуревича. CRC Press, 2018. После начала краткой истории реле эта книга проведет нас через магнитные принципы, работа релейных контактов, внешний вид и упаковка, а также сопутствующие устройства, такие как герконы.В последующих главах рассматриваются варианты основных реле, включая реле высокого напряжения, тепловые реле и реле времени.
• Свидетель: Электроника Роджера Бриджмена. New York: DK, 2007. (Для младших читателей в возрасте 9–12 лет. Включает историю, науку и технологии.)
• «Телефонные проекты для злого гения» Томаса Петруцеллиса. McGraw-Hill Professional, 2008. (Включает некоторые цепи, в которых используются реле.)

История науки

Пожалуйста, НЕ копируйте наши статьи в блоги и другие сайты

статей с этого сайта зарегистрированы в Бюро регистрации авторских прав США.Копирование или иное использование зарегистрированных работ без разрешения, удаление этого или других уведомлений об авторских правах и / или нарушение смежных прав может привести к серьезным гражданским или уголовным санкциям.

Авторские права на текст © Chris Woodford 2009, 2020. Все права защищены. Полное уведомление об авторских правах и условиях использования.

Следуйте за нами

Сохранить или поделиться этой страницей

Нажмите CTRL + D, чтобы добавить эту страницу в закладки на будущее, или расскажите об этом своим друзьям с помощью:

Медиа-запросы?

Вы журналист, у вас есть вопрос для СМИ или просьба об интервью? Вы можете связаться со мной для получения помощи здесь.

Цитируйте эту страницу

Вудфорд, Крис. (2009/2020) Реле. Получено с https://www.explainthatstuff.com/howrelayswork.html. [Доступ (укажите дату здесь)]

Больше на нашем сайте …

Как работают реле? — Объясни это!

Как работают реле? — Объясни это! Рекламное объявление

Криса Вудфорда. Последнее изменение: 19 августа 2020 г.

Вы можете этого не осознавать, но вы постоянно настороже, остерегаетесь угроз, готовы действовать в любой момент. Миллионы лет эволюции заставили ваш мозг спасти вашу кожу, когда малейшая опасность угрожает вашему существованию. Если вы используете силу инструмент, например, и крошечная щепа летит к вашему глазу, один из ваши ресницы отправят сигнал в ваш мозг, который заставит вас веки закрываются в мгновение ока — достаточно быстро, чтобы защитите свое зрение. Здесь происходит то, что крошечный стимул вызывает гораздо больший и полезный отклик.Вы можете найти тот же трюк работает во всех видах машин и электрических приборы, где датчики готовы включить или за доли секунды с помощью умных магнитных переключателей, называемых реле. Давайте подробнее рассмотрим, как они работают!

На фото: типичное реле со снятым пластиковым внешним корпусом. Вы можете увидеть два пружинных контакта слева и катушку электромагнита (красно-коричневый цилиндр медного цвета) справа. В этом реле, когда через катушку протекает ток, он превращает ее в электромагнит.Магнит толкает переключатель влево, сжимая пружинные контакты вместе и замыкая цепь, к которой они прикреплены. Это реле электронного программатора погружного нагревателя горячей воды. Электронная схема в программаторе включает или выключает магнит в заранее запрограммированное время дня, используя относительно небольшой ток. Это позволяет намного большему току проходить через пружинные контакты для питания элемента, который нагревает горячую воду.

Что такое реле?

Изображение: Если бы реле были собаками: Предположим, у вас есть огромная свирепая собака, которая так крепко спит, что никогда не просыпается, когда он услышал шум.В качестве сторожевой собаки это было бы бесполезно! Но что, если вы купите еще и маленькую, очень бдительную собаку? Если маленькая собака услышал шум, он начал лаять и разбудил большую собаку, которая затем могла атаковать злоумышленника. Так работают реле: они используйте небольшой электрический ток, чтобы вызвать гораздо больший.

Реле — это электромагнитный переключатель, управляемый относительно небольшой электрический ток, который может включать или выключать гораздо более мощный электрический Текущий. Сердце реле — электромагнит (катушка с проводом, которая становится временный магнит, когда через него проходит электричество).Вы можете думать о реле как своего рода электрический рычаг: включите его слабым током, и он включает («усиливает») другой прибор используя гораздо больший ток. Почему это полезно? Как имя предполагает, что многие датчики являются невероятно чувствительными частями электронное оборудование и производят только небольшие электрические токи. Но часто они нужны нам для управления более крупными устройствами, использующими большие токи. Реле перекрывают разрыв, позволяя токи, чтобы активировать более крупные. Это означает, что реле могут работать как переключатели. (включение и выключение) или как усилители (преобразование малых токи в более крупные).

Как работают реле

Вот две простые анимации, иллюстрирующие, как реле используют одну цепь для включения второй цепи.

Когда мощность протекает через первую цепь (1), она активирует электромагнит (коричневый), генерируя магнитное поле (синее), которое притягивает контакт (красный) и активирует вторую цепь (2). При отключении питания пружина возвращает контакт в исходное положение, снова отключая вторую цепь.

Это пример «нормально разомкнутого» (NO) реле: контакты во второй цепи по умолчанию не подключены и включаются только тогда, когда через магнит протекает ток. Другие реле являются «нормально замкнутыми» (NC; контакты соединены так, что через них по умолчанию течет ток) и отключаются только тогда, когда срабатывает магнит, растягивая или раздвигая контакты. Наиболее распространены нормально разомкнутые реле.

Вот еще одна анимация, показывающая, как реле связывает две цепи. вместе.По сути, это то же самое, но немного по-другому. Слева — входная цепь, питаемая от переключателя. или какой-то датчик. Когда этот контур активирован, он питает ток к электромагниту, который замыкает металлический выключатель и активирует вторую, выходную цепь (с правой стороны). Относительно небольшой ток во входной цепи, таким образом, активирует больший ток в выходная цепь:

1. Входная цепь (синяя петля) отключена, и ток не течет через нее, пока что-то (датчик или замыкание переключателя) не включит ее.Выходная цепь (красная петля) также отключена.
2. Когда во входной цепи течет небольшой ток, он активирует электромагнит (показанный здесь темно-синей катушкой), который создает вокруг него магнитное поле.
3. Электромагнит, находящийся под напряжением, притягивает к себе металлический стержень в выходной цепи, замыкая переключатель и позволяя гораздо большему току проходить через выходную цепь.
4. В выходной цепи работает сильноточный прибор, например, лампа или электродвигатель.

Рекламные ссылки

Реле на практике

Фото: Еще один взгляд на реле. Вверху: Если смотреть прямо вниз, вы можете увидеть пружинные контакты слева, механизм переключения посередине и катушку электромагнита справа. Внизу: то же реле, снятое спереди.

Предположим, вы хотите построить систему охлаждения с электронным управлением. система, которая включает или выключает вентилятор в зависимости от температуры в помещении изменения. Вы можете использовать какую-то схему электронного термометра, чтобы почувствовать температуру, но он будет производить только небольшие электрические токи — слишком малы, чтобы приводить в действие электродвигатель в большой большой поклонник.Вместо этого вы можете подключить цепь термометра к входная цепь реле. Когда в этом цепь, реле активирует свою выходную цепь, пропустить гораздо больший ток и включить вентилятор.

Реле не всегда включаются; иногда вместо этого они очень услужливо выключают. В Например, для оборудования электростанций и линий электропередачи вы найдете защитные реле , которые срабатывают при возникновении неисправностей, чтобы предотвратить повреждение от таких вещей, как скачки тока.Когда-то для этой цели широко применялись электромагнитные реле, подобные описанным выше. В наши дни электронные реле на основе интегральных схем вместо этого выполняют ту же работу; они измеряют напряжение или ток в цепи и автоматически принимают меры, если они превышают заданное значение. предел.

Реле прочие

На фото: четыре старомодных реле максимальной токовой защиты на устаревшей силовой подстанции в 1986 году, незадолго до ее сноса. Фото любезно предоставлено Библиотекой Конгресса США.

До сих пор мы рассматривали переключающие реле очень общего назначения, но существует довольно много вариантов эта основная тема, включая (и это далеко не исчерпывающий список):

• Реле высокого напряжения: они специально разработаны для коммутации высоких напряжений и токов. значительно превышает возможности обычных реле (обычно до 10 000 вольт и 30 ампер).
• Электронные и полупроводниковые реле (также называемые твердотельными реле или SSR): переключают токи полностью электронными, без движущихся частей, поэтому они быстрее, тише, меньше, надежнее, и служат дольше, чем электромагнитные реле.К сожалению, они обычно дороже, меньше эффективны и не всегда работают так чисто и предсказуемо (из-за таких проблем, как токи утечки).
• Реле таймера и задержки срабатывания: они запускают выходные токи на ограниченный период времени (обычно от доли секунды до примерно 100 часов или четырех дней).
• Тепловые реле: они включаются и выключаются, чтобы останавливать такие вещи, как электродвигатели, от перегрева, что-то вроде биметаллических ленточных термостатов.
• Реле максимального тока и направленные реле: сконфигурированные различными способами, они предотвращают протекание чрезмерных токов в неправильном направлении по цепи (обычно в энергетическом, распределительном или питающем оборудовании).
• Реле дифференциальной защиты: срабатывают при несимметрии тока или напряжения в двух разных частях цепи.
• Реле защиты по частоте (иногда называемые реле понижения и повышения частоты): эти твердотельные устройства срабатывают, когда частота переменного тока слишком высока, слишком мала или и того, и другого.

Кто изобрел реле?

Фото: Реле широко использовались для коммутации и маршрутизации вызовов на телефонных станциях. например, этот, сделанный в 1952 году.Фото любезно предоставлено Исследовательским центром NASA Glenn Research Center (NASA-GRC).

Реле были изобретены в 1835 году пионером американского электромагнетизма. Джозеф Генри; на демонстрации в колледже Нью-Джерси, Генри использовал небольшой электромагнит, чтобы включать и выключать более крупный, и предположил, что реле можно использовать для управления электрическими машинами на очень больших расстояниях. Генри применил эту идею к другому изобретению, над которым он работал в то время, электрическому телеграфу (предшественнику телефона), который был успешно разработан Уильямом Куком и Чарльзом Уитстоном в Англии и (гораздо более известен) Сэмюэлем Ф.Б. Морс в США. Позднее реле использовались в телефонной коммутации и первых электронных компьютерах и оставались чрезвычайно популярными до появления транзисторов в конце 1940-х годов; по словам Бэнкрофта Герарди, в ознаменование 100-летия работы Генри по электромагнетизму, к тому времени только в Соединенных Штатах работало около 70 миллионов реле. Транзисторы — это крошечные электронные компоненты, которые могут выполнять ту же работу, что и реле, работая как усилители или переключатели.Хотя они переключаются быстрее, потребляют гораздо меньше электроэнергии, занимают небольшую часть места и стоят намного меньше, чем реле, они обычно работают только с небольшими токами, поэтому реле все еще используются во многих приложениях. Именно разработка транзисторов стимулировала компьютерную революцию с середины 20 века. Но без реле не было бы транзисторов, поэтому реле — и такие пионеры, как Джозеф Генри — тоже заслуживают похвалы!

Рекламные ссылки

Узнать больше

На этом сайте

Другие веб-сайты

• Электромеханическое реле Джозефа Генри: краткое описание того, как Джозеф Генри изобрел реле в 1835 году.
• Генри как первопроходец электротехники Бэнкрофт Герарди, Bell Systems Technical Journal, июль 1932 г. Эта интересная историческая статья из архивов Bell была опубликована в ознаменование столетия электрических открытий Джозефа Генри. Он дает прекрасное представление о важности Генри и о том, как он при своей жизни помог «подключить» мир к электричеству.

Видео

• Как сделать реле: довольно простое 2,5-минутное видео-руководство покажет вам, как намотать собственные электромагниты и установить их на плату, чтобы создать собственное самодельное реле.
• Как работает автомобильное реле: это короткое и простое видеообъяснение расскажет вам о том, что я объяснил выше. То же объяснение, немного другие слова.

Книги

Простые практичные руководства

• СДЕЛАТЬ: Электроника Чарльза Платта. Maker Media, 2015. Эксперимент 7 по исследованию реле — отличное практическое введение. Вы можете открыть реле и поэкспериментировать с его внутренними механизмами!
• Свидетель: Электроника Роджера Бриджмена.New York: DK, 2007. (Для младших читателей в возрасте 9–12 лет. Включает историю, науку и технологии.)
• «Телефонные проекты для злого гения» Томаса Петруцеллиса. McGraw-Hill Professional, 2008. (Включает некоторые цепи, в которых используются реле.)

Подробные технические книги

• Электрические реле: принципы и применение Владимира Гуревича. CRC Press, 2018. После начала краткой истории реле эта книга проведет нас через магнитные принципы, работа релейных контактов, внешний вид и упаковка, а также сопутствующие устройства, такие как герконы.В последующих главах рассматриваются варианты основных реле, включая реле высокого напряжения, тепловые реле и реле времени.
• Свидетель: Электроника Роджера Бриджмена. New York: DK, 2007. (Для младших читателей в возрасте 9–12 лет. Включает историю, науку и технологии.)
• «Телефонные проекты для злого гения» Томаса Петруцеллиса. McGraw-Hill Professional, 2008. (Включает некоторые цепи, в которых используются реле.)

История науки

Пожалуйста, НЕ копируйте наши статьи в блоги и другие сайты

статей с этого сайта зарегистрированы в Бюро регистрации авторских прав США.Копирование или иное использование зарегистрированных работ без разрешения, удаление этого или других уведомлений об авторских правах и / или нарушение смежных прав может привести к серьезным гражданским или уголовным санкциям.

Авторские права на текст © Chris Woodford 2009, 2020. Все права защищены. Полное уведомление об авторских правах и условиях использования.

Следуйте за нами

Сохранить или поделиться этой страницей

Нажмите CTRL + D, чтобы добавить эту страницу в закладки на будущее, или расскажите об этом своим друзьям с помощью:

Медиа-запросы?

Вы журналист, у вас есть вопрос для СМИ или просьба об интервью? Вы можете связаться со мной для получения помощи здесь.

Цитируйте эту страницу

Вудфорд, Крис. (2009/2020) Реле. Получено с https://www.explainthatstuff.com/howrelayswork.html. [Доступ (укажите дату здесь)]

Больше на нашем сайте …

Как работают реле? — Объясни это!

Как работают реле? — Объясни это! Рекламное объявление

Криса Вудфорда. Последнее изменение: 19 августа 2020 г.

Вы можете этого не осознавать, но вы постоянно настороже, остерегаетесь угроз, готовы действовать в любой момент. Миллионы лет эволюции заставили ваш мозг спасти вашу кожу, когда малейшая опасность угрожает вашему существованию. Если вы используете силу инструмент, например, и крошечная щепа летит к вашему глазу, один из ваши ресницы отправят сигнал в ваш мозг, который заставит вас веки закрываются в мгновение ока — достаточно быстро, чтобы защитите свое зрение. Здесь происходит то, что крошечный стимул вызывает гораздо больший и полезный отклик.Вы можете найти тот же трюк работает во всех видах машин и электрических приборы, где датчики готовы включить или за доли секунды с помощью умных магнитных переключателей, называемых реле. Давайте подробнее рассмотрим, как они работают!

На фото: типичное реле со снятым пластиковым внешним корпусом. Вы можете увидеть два пружинных контакта слева и катушку электромагнита (красно-коричневый цилиндр медного цвета) справа. В этом реле, когда через катушку протекает ток, он превращает ее в электромагнит.Магнит толкает переключатель влево, сжимая пружинные контакты вместе и замыкая цепь, к которой они прикреплены. Это реле электронного программатора погружного нагревателя горячей воды. Электронная схема в программаторе включает или выключает магнит в заранее запрограммированное время дня, используя относительно небольшой ток. Это позволяет намного большему току проходить через пружинные контакты для питания элемента, который нагревает горячую воду.

Что такое реле?

Изображение: Если бы реле были собаками: Предположим, у вас есть огромная свирепая собака, которая так крепко спит, что никогда не просыпается, когда он услышал шум.В качестве сторожевой собаки это было бы бесполезно! Но что, если вы купите еще и маленькую, очень бдительную собаку? Если маленькая собака услышал шум, он начал лаять и разбудил большую собаку, которая затем могла атаковать злоумышленника. Так работают реле: они используйте небольшой электрический ток, чтобы вызвать гораздо больший.

Реле — это электромагнитный переключатель, управляемый относительно небольшой электрический ток, который может включать или выключать гораздо более мощный электрический Текущий. Сердце реле — электромагнит (катушка с проводом, которая становится временный магнит, когда через него проходит электричество).Вы можете думать о реле как своего рода электрический рычаг: включите его слабым током, и он включает («усиливает») другой прибор используя гораздо больший ток. Почему это полезно? Как имя предполагает, что многие датчики являются невероятно чувствительными частями электронное оборудование и производят только небольшие электрические токи. Но часто они нужны нам для управления более крупными устройствами, использующими большие токи. Реле перекрывают разрыв, позволяя токи, чтобы активировать более крупные. Это означает, что реле могут работать как переключатели. (включение и выключение) или как усилители (преобразование малых токи в более крупные).

Как работают реле

Вот две простые анимации, иллюстрирующие, как реле используют одну цепь для включения второй цепи.

Когда мощность протекает через первую цепь (1), она активирует электромагнит (коричневый), генерируя магнитное поле (синее), которое притягивает контакт (красный) и активирует вторую цепь (2). При отключении питания пружина возвращает контакт в исходное положение, снова отключая вторую цепь.

Это пример «нормально разомкнутого» (NO) реле: контакты во второй цепи по умолчанию не подключены и включаются только тогда, когда через магнит протекает ток. Другие реле являются «нормально замкнутыми» (NC; контакты соединены так, что через них по умолчанию течет ток) и отключаются только тогда, когда срабатывает магнит, растягивая или раздвигая контакты. Наиболее распространены нормально разомкнутые реле.

Вот еще одна анимация, показывающая, как реле связывает две цепи. вместе.По сути, это то же самое, но немного по-другому. Слева — входная цепь, питаемая от переключателя. или какой-то датчик. Когда этот контур активирован, он питает ток к электромагниту, который замыкает металлический выключатель и активирует вторую, выходную цепь (с правой стороны). Относительно небольшой ток во входной цепи, таким образом, активирует больший ток в выходная цепь:

1. Входная цепь (синяя петля) отключена, и ток не течет через нее, пока что-то (датчик или замыкание переключателя) не включит ее.Выходная цепь (красная петля) также отключена.
2. Когда во входной цепи течет небольшой ток, он активирует электромагнит (показанный здесь темно-синей катушкой), который создает вокруг него магнитное поле.
3. Электромагнит, находящийся под напряжением, притягивает к себе металлический стержень в выходной цепи, замыкая переключатель и позволяя гораздо большему току проходить через выходную цепь.
4. В выходной цепи работает сильноточный прибор, например, лампа или электродвигатель.

Рекламные ссылки

Реле на практике

Фото: Еще один взгляд на реле. Вверху: Если смотреть прямо вниз, вы можете увидеть пружинные контакты слева, механизм переключения посередине и катушку электромагнита справа. Внизу: то же реле, снятое спереди.

Предположим, вы хотите построить систему охлаждения с электронным управлением. система, которая включает или выключает вентилятор в зависимости от температуры в помещении изменения. Вы можете использовать какую-то схему электронного термометра, чтобы почувствовать температуру, но он будет производить только небольшие электрические токи — слишком малы, чтобы приводить в действие электродвигатель в большой большой поклонник.Вместо этого вы можете подключить цепь термометра к входная цепь реле. Когда в этом цепь, реле активирует свою выходную цепь, пропустить гораздо больший ток и включить вентилятор.

Реле не всегда включаются; иногда вместо этого они очень услужливо выключают. В Например, для оборудования электростанций и линий электропередачи вы найдете защитные реле , которые срабатывают при возникновении неисправностей, чтобы предотвратить повреждение от таких вещей, как скачки тока.Когда-то для этой цели широко применялись электромагнитные реле, подобные описанным выше. В наши дни электронные реле на основе интегральных схем вместо этого выполняют ту же работу; они измеряют напряжение или ток в цепи и автоматически принимают меры, если они превышают заданное значение. предел.

Реле прочие

На фото: четыре старомодных реле максимальной токовой защиты на устаревшей силовой подстанции в 1986 году, незадолго до ее сноса. Фото любезно предоставлено Библиотекой Конгресса США.

До сих пор мы рассматривали переключающие реле очень общего назначения, но существует довольно много вариантов эта основная тема, включая (и это далеко не исчерпывающий список):

• Реле высокого напряжения: они специально разработаны для коммутации высоких напряжений и токов. значительно превышает возможности обычных реле (обычно до 10 000 вольт и 30 ампер).
• Электронные и полупроводниковые реле (также называемые твердотельными реле или SSR): переключают токи полностью электронными, без движущихся частей, поэтому они быстрее, тише, меньше, надежнее, и служат дольше, чем электромагнитные реле.К сожалению, они обычно дороже, меньше эффективны и не всегда работают так чисто и предсказуемо (из-за таких проблем, как токи утечки).
• Реле таймера и задержки срабатывания: они запускают выходные токи на ограниченный период времени (обычно от доли секунды до примерно 100 часов или четырех дней).
• Тепловые реле: они включаются и выключаются, чтобы останавливать такие вещи, как электродвигатели, от перегрева, что-то вроде биметаллических ленточных термостатов.
• Реле максимального тока и направленные реле: сконфигурированные различными способами, они предотвращают протекание чрезмерных токов в неправильном направлении по цепи (обычно в энергетическом, распределительном или питающем оборудовании).
• Реле дифференциальной защиты: срабатывают при несимметрии тока или напряжения в двух разных частях цепи.
• Реле защиты по частоте (иногда называемые реле понижения и повышения частоты): эти твердотельные устройства срабатывают, когда частота переменного тока слишком высока, слишком мала или и того, и другого.

Кто изобрел реле?

Фото: Реле широко использовались для коммутации и маршрутизации вызовов на телефонных станциях. например, этот, сделанный в 1952 году.Фото любезно предоставлено Исследовательским центром NASA Glenn Research Center (NASA-GRC).

Реле были изобретены в 1835 году пионером американского электромагнетизма. Джозеф Генри; на демонстрации в колледже Нью-Джерси, Генри использовал небольшой электромагнит, чтобы включать и выключать более крупный, и предположил, что реле можно использовать для управления электрическими машинами на очень больших расстояниях. Генри применил эту идею к другому изобретению, над которым он работал в то время, электрическому телеграфу (предшественнику телефона), который был успешно разработан Уильямом Куком и Чарльзом Уитстоном в Англии и (гораздо более известен) Сэмюэлем Ф.Б. Морс в США. Позднее реле использовались в телефонной коммутации и первых электронных компьютерах и оставались чрезвычайно популярными до появления транзисторов в конце 1940-х годов; по словам Бэнкрофта Герарди, в ознаменование 100-летия работы Генри по электромагнетизму, к тому времени только в Соединенных Штатах работало около 70 миллионов реле. Транзисторы — это крошечные электронные компоненты, которые могут выполнять ту же работу, что и реле, работая как усилители или переключатели.Хотя они переключаются быстрее, потребляют гораздо меньше электроэнергии, занимают небольшую часть места и стоят намного меньше, чем реле, они обычно работают только с небольшими токами, поэтому реле все еще используются во многих приложениях. Именно разработка транзисторов стимулировала компьютерную революцию с середины 20 века. Но без реле не было бы транзисторов, поэтому реле — и такие пионеры, как Джозеф Генри — тоже заслуживают похвалы!

Рекламные ссылки

Узнать больше

На этом сайте

Другие веб-сайты

• Электромеханическое реле Джозефа Генри: краткое описание того, как Джозеф Генри изобрел реле в 1835 году.
• Генри как первопроходец электротехники Бэнкрофт Герарди, Bell Systems Technical Journal, июль 1932 г. Эта интересная историческая статья из архивов Bell была опубликована в ознаменование столетия электрических открытий Джозефа Генри. Он дает прекрасное представление о важности Генри и о том, как он при своей жизни помог «подключить» мир к электричеству.

Видео

• Как сделать реле: довольно простое 2,5-минутное видео-руководство покажет вам, как намотать собственные электромагниты и установить их на плату, чтобы создать собственное самодельное реле.
• Как работает автомобильное реле: это короткое и простое видеообъяснение расскажет вам о том, что я объяснил выше. То же объяснение, немного другие слова.

Книги

Простые практичные руководства

• СДЕЛАТЬ: Электроника Чарльза Платта. Maker Media, 2015. Эксперимент 7 по исследованию реле — отличное практическое введение. Вы можете открыть реле и поэкспериментировать с его внутренними механизмами!
• Свидетель: Электроника Роджера Бриджмена.New York: DK, 2007. (Для младших читателей в возрасте 9–12 лет. Включает историю, науку и технологии.)
• «Телефонные проекты для злого гения» Томаса Петруцеллиса. McGraw-Hill Professional, 2008. (Включает некоторые цепи, в которых используются реле.)

Подробные технические книги

• Электрические реле: принципы и применение Владимира Гуревича. CRC Press, 2018. После начала краткой истории реле эта книга проведет нас через магнитные принципы, работа релейных контактов, внешний вид и упаковка, а также сопутствующие устройства, такие как герконы.В последующих главах рассматриваются варианты основных реле, включая реле высокого напряжения, тепловые реле и реле времени.
• Свидетель: Электроника Роджера Бриджмена. New York: DK, 2007. (Для младших читателей в возрасте 9–12 лет. Включает историю, науку и технологии.)
• «Телефонные проекты для злого гения» Томаса Петруцеллиса. McGraw-Hill Professional, 2008. (Включает некоторые цепи, в которых используются реле.)

История науки

Пожалуйста, НЕ копируйте наши статьи в блоги и другие сайты

статей с этого сайта зарегистрированы в Бюро регистрации авторских прав США.Копирование или иное использование зарегистрированных работ без разрешения, удаление этого или других уведомлений об авторских правах и / или нарушение смежных прав может привести к серьезным гражданским или уголовным санкциям.

Авторские права на текст © Chris Woodford 2009, 2020. Все права защищены. Полное уведомление об авторских правах и условиях использования.

Следуйте за нами

Сохранить или поделиться этой страницей

Нажмите CTRL + D, чтобы добавить эту страницу в закладки на будущее, или расскажите об этом своим друзьям с помощью:

Медиа-запросы?

Вы журналист, у вас есть вопрос для СМИ или просьба об интервью? Вы можете связаться со мной для получения помощи здесь.

Цитируйте эту страницу

Вудфорд, Крис. (2009/2020) Реле. Получено с https://www.explainthatstuff.com/howrelayswork.html. [Доступ (укажите дату здесь)]

Больше на нашем сайте …

Электромагнитное реле

— Принципы работы и ноу-хау при проведении испытаний

Реле — это переключающее устройство, которое может работать как электронно, так и механически. Электромеханические реле широко используются в системах управления станками, промышленных сборочных линиях и коммерческом оборудовании.Их легко приобрести у компаний-производителей реле.

Одна из основных причин, по которой реле так популярны, заключается в том, что они могут управлять большим количеством выходных сигналов. И все мы знаем, что выходная мощность электронного устройства намного выше, чем получаемая электрическая мощность.

Реализация реле важна в двух данных ситуациях —

• Когда важно иметь сигнал малой мощности, управляющий схемой
• Когда несколько цепей должны управляться одним и тем же сигналом.

Электромагнитные реле, по-видимому, являются самыми ранними реле, используемыми с 1830-х годов. Лучшее свойство электромагнитного реле по сравнению с другими типами реле — это то, что они потребляют меньше энергии.

Теперь давайте перейдем к теме и разберемся со структурой электромагнитного реле —

Электромагнитное реле состоит из электромагнита, якоря, пружины, подвижного контакта и неподвижного контакта.

Реле способно обрабатывать большую мощность, необходимую для прямого управления нагрузкой, но разница в напряжении.

Обычно электромагнитное реле имеет две цепи — низковольтную цепь управления и высоковольтную рабочую цепь.

Низковольтная цепь управления имеет катушку электромагнитного реле, низковольтный источник питания, а также переключатель.

При этом высоковольтная рабочая цепь состоит из высоковольтного источника питания, двигателя и других контактов электромагнитного реле.

Принцип работы — Электромагнитные реле

Принцип действия электромагнитных реле прост для понимания.Электромагнитное реле работает в основном по принципу электромагнитной индукции, что также означает, что когда электрический ток проходит по проводнику, проводник ведет себя как магнит.

Итак, когда вы включаете питание в низковольтной цепи управления, ток проходит через катушку электромагнита, и катушка активируется системой питания. Таким образом, создается магнитное поле.

При этом якорь создает всасывающую силу для соединения подвижного контакта и неподвижного контакта.

Включается силовая цепь двигателя, и он начинает работать.

Процесс выключения —

При отключении питания в низковольтной цепи управления ток в катушке пропадет, якорь под действием пружины разделяет подвижный контакт и неподвижный контакт.

Таким образом, рабочая цепь отключается, и двигатель перестает работать.

Вышеупомянутый процесс включал и выключал электромагнитные реле.Однако состояние «включено» и «выключено» зависит от электромагнитов для управления состоянием рабочих цепей.

Обычно, когда напряжение генерируется на обоих концах катушки, катушка заполняется током и создает электромагнитный эффект.

Эффект электромагнита притягивает якорь к железному сердечнику против натяжения пружины, чтобы подтянуть подвижный контакт якоря к неподвижному нормально разомкнутому контакту.

В процессе выключения притяжение электромагнита исчезает.Далее якорь возвращается в исходное положение под действием пружины, чтобы отделить подвижный контакт от неподвижного контакта (нормально замкнутый контакт или NC).

Действия по вытягиванию и отпусканию проводятся для контроля одновременного размыкания и замыкания цепи.

А как понять состояние включено или выключено?

Можно было разглядеть состояние стационарного контакта.

Когда катушка отключена от питания, то неподвижный контакт находится в состоянии «включено», а катушка подключается к источнику питания, если стационарный контакт находится в состоянии «выключено».

Электромагнитные реле — это самый старый тип реле, используемых на рынке. Даже после того, как на рынке появилось много типов добавлений, роль электромагнитных реле остается неизменной.

Однако на рынке появляются и новейшие электромагнитные реле. Для этого вы можете связаться с производителем реле в Индии, чтобы узнать о последних разработках.

Ознакомьтесь с нашим разнообразным ассортиментом продукции здесь:

Как проверить электромагнитное реле?

Производители реле в Индии являются экспертами в тестировании ЭМИ.Как только вы поймете характеристики и принципы работы электромагнитного реле, стоит узнать о процессе тестирования электромагнитного реле. Узнав о процедуре тестирования, вы сможете узнать, в хорошем ли состоянии реле или есть какие-то проблемы.

Выполните проверку качества, выполнив следующие действия:

1. Сопротивление испытательной катушки —

   Сопротивление катушки наиболее важно, так как оно важно для рабочего напряжения и рабочего тока.Таким образом, эти два параметра можно рассчитать по сопротивлению катушки реле, которое можно проверить с помощью мультиметра.

2. Проверка контактного сопротивления —

   Аналогичным образом вы можете проверить сопротивление контакта, которое представляет собой сопротивление нормально замкнутого контакта и подвижного контакта.

   Как проверить — Переведите мультиметр в режим измерения сопротивления для измерения. Режим сопротивления, который вы получаете здесь, ДОЛЖЕН быть нулевым.

   • Сопротивление, равное нулю, считается идеальным.
   • Сопротивление нестабильно или больше указанного значения, это означает, что контакт находится в состоянии плохого контакта.
   • Сопротивление нормально разомкнутого контакта и подвижного контакта кажется бесконечным, это состояние обычно рассматривается как контактное прилипание.

   Таким образом, конечные пользователи могут различать, какой из них является нормально замкнутым контактом, какой — нормально разомкнутым контактом, и находится ли реле в хорошем состоянии или нет.Метод аналогичен как для новых, так и для бывших в употреблении реле.

3. Испытание напряжения втягивания и тока втягивания

   Это можно сделать, подключив регулируемый источник питания, одновременно подав на реле набор напряжений.

   Затем подключите амперметр к цепи питания для контроля.

   Медленно увеличивайте напряжение и, услышав звук срабатывания реле, обратите внимание на напряжение и ток срабатывания.

   Повторение процесса несколько раз дает точный ответ.

4. Проверка напряжения расцепителя и тока расцепителя

   Это несколько лучших способов проведения тестов. Процесс аналогичен процессу тестирования напряжения втягивания и тока втягивания.

   Итак, когда реле втянут, медленно уменьшайте напряжение источника питания.

   Услышав звук отпускания реле снова, запишите напряжение и ток.

   Обычно отпускное напряжение реле составляет 10-50% от напряжения втягивания.

   Если напряжение расцепителя слишком низкое, это отрицательно скажется на работе реле. Реле не сможет нормально работать. В результате снизится стабильность схемы и может снизиться надежность работы.

   Во многих случаях вам потребуется использовать электромагнитное реле или заменить реле.Для получения точного суждения и правильного заключения вам необходимо связаться с компанией Integra Engineering, одним из лучших производителей реле в Индии.

Силовое реле

Точно так же вам может понадобиться силовое реле. Силовое реле — это переключатель, который использует электромагнитную катушку для включения и выключения цепи.

Силовое реле содержит якорь, пружину и контакты.

Как известный производитель силовых реле, мы гарантируем качество силовых реле, которые могут работать при низком напряжении, а также могут проводить более высокое напряжение.У клиентов «Интегра Инжиниринг» разные производственные потребности. Как надежный производитель силовых реле, мы внимательно изучаем нашу продукцию на предмет различных промышленных ограничений, прежде чем поставлять ее нашим клиентам. Мы тщательно изучаем нашу продукцию на предмет длительного срока службы и отличной производительности.

Кроме того, «Интегра инжиниринг» является ведущим поставщиком реле для систем управления железной дорогой. Индийские железные дороги доверили нам внедрение высокотехнологичных электромагнитных реле в 1987 году.Чтобы обеспечить безопасные решения для индийских железных дорог, мы обеспечиваем пыленепроницаемость производственных мощностей и соблюдаем универсальные стандарты качества. Наш опыт в сочетании с высокой прочностью наших продуктов делает нас предпочтительным выбором для наших клиентов.

Мы предлагаем экономичные реле, не требующие особого обслуживания, а также широкий ассортимент электрических реле на выбор для наших клиентов. Кроме того, инженеры Integra Engineering тщательно проверяют качество.

Реле электромагнитное | Строительство | Типы | Рабочий

Электромагнитное реле — это переключатель, управляемый магнитной катушкой.Релейный переключатель состоит из соленоида с фиксированным железным сердечником и подвижной части. Пружина часто используется для обеспечения силы, удерживающей подвижную часть (якорь) на расстоянии от неподвижной части (статора или сердечника), когда соленоид обесточен.

Когда катушка находится под напряжением, якорь прижимается к статору, замыкая магнитную цепь и механически замыкая (или размыкая) один или несколько наборов контактов.

Релейные переключатели приводят в действие электрические контакты для замыкания или размыкания цепи, в то время как соленоиды приводят в действие плунжер для выполнения механического действия.

Конструкция электромагнитного реле

На рисунке 1 показано простое электромагнитное реле (релейный переключатель) с притянутым якорем, используемое для размыкания или замыкания электрической цепи.

Рисунок 1 Принцип работы электромагнитного реле

Когда ток течет в рабочей катушке, магнитный поток создается в сердечнике из мягкого железа и вокруг магнитной цепи, включая якорь и воздушный зазор. Если воздушный зазор между сердечником и якорем не слишком велик, большая часть магнитного потока сердечника будет проходить через якорь и индуцировать полярность на полюсных поверхностях якоря и сердечника, создавая магнитную силу, которая притягивает якорь к полюсу. лицо.

Сила притяжения между якорем и сердечником больше силы, удерживающей якорь в открытом положении (из-за пружины). Якорь закроется и будет удерживаться до тех пор, пока будет приложен магнитный поток, и он будет достаточно сильным.

Сила, действующая на якорь в закрытом положении (минимальный воздушный зазор), будет во много раз больше, чем когда якорь находится в полностью открытом положении (максимальный воздушный зазор).

Для катушки, подключенной к источнику постоянного тока, ток будет постоянным для всех положений якоря, но сопротивление магнитной цепи будет изменяться в зависимости от длины воздушного зазора, так как сопротивление воздуха намного больше, чем сопротивление железного сердечника.

Для переменного источника питания условия несколько отличаются из-за того, что ток катушки зависит от магнитного потока и сопротивления магнитной цепи. Если ампер-витки достаточно велики для создания тягового усилия, необходимого для закрытия якоря через большой воздушный зазор, то эта же сила часто оставляет остаточный поток в магнитной цепи. Этот остаточный магнетизм может быть достаточно сильным, чтобы держать якорь закрытым даже при отключении тока катушки.

Эту проблему можно решить, используя немагнитную распорную деталь на одной стороне полюса, чтобы гарантировать, что в магнитной цепи остается определенный минимальный воздушный зазор, когда якорь находится в полностью закрытом положении.Длина этого зазора должна быть такой, чтобы остаточного магнетизма было недостаточно для удержания якоря в закрытом положении.

Типы электромагнитных реле

Реле без напряжения

Некоторые электрические машины склонны к выходу из строя, когда напряжение питания ниже значения, на которое машина была рассчитана. Реле без напряжения, реле низкого напряжения или реле защиты от короткого замыкания, как их еще называют, представляют собой реле замыкания цепи с рабочей катушкой, подключенной к источнику напряжения.Якорь и контакты замыкаются, когда источник питания находится под напряжением на ожидаемом уровне, и остаются замкнутыми до тех пор, пока напряжение на катушке выше расчетного значения, которое составляет некоторый процент от нормального напряжения цепи.

Рис. 2 Обесточенные реле

Пониженное напряжение — это когда сбой питания вызывает снижение напряжения питания, но оно не равно нулю, как при отключении питания.

Когда напряжение в цепи падает ниже минимально допустимого значения, якорь освобождается и контакты реле размыкаются.Поэтому цепь управления защищаемого устройства останавливает машину, чтобы предотвратить повреждение.

Реле перегрузки

Еще одним распространенным электромагнитным реле защиты является реле перегрузки. Управляющая катушка этого реле подключена последовательно, поэтому магнитный поток исходит от тока, протекающего в цепи. Когда ток в цепи превышает расчетное значение, якорь притягивается, и реле нажимает на спусковой крючок для размыкания контактов, тем самым отключая перегруженную цепь от источника питания.После срабатывания оператора может потребоваться сброс реле перед повторным запуском машины.

Рисунок 3 Трехфазное реле перегрузки Схема

В этом типе реле важной характеристикой является длина воздушного зазора между полюсами сердечника и якоря, поскольку это контролирует значение ампер-витков. необходимо для притяжения якоря и, следовательно, срабатывания реле.

Поляризованные реле

Поляризованные реле работают только при правильной полярности источника постоянного тока.Поляризованное реле может использоваться для предотвращения попыток зарядного устройства заряжать батарею с неправильной полярностью, что не пойдет на пользу батарее. Поляризованные реле также могут использоваться для защиты электронного оборудования от обратной полярности, которая может разрушить электронные компоненты. Обычно поляризованные реле имеют электронный диод, включенный последовательно с катушкой, что позволяет катушке работать только при правильной полярности напряжения на катушке.

Рисунок 4 Схема поляризованного реле

Другие функции

Существует множество других типов реле для широкого спектра специализированных применений.Большинство из них описано на упаковке реле или, в некоторых случаях, в специальном руководстве.

Электромагнит | инструмент | Британника

Электромагнит , устройство, состоящее из сердечника из магнитного материала, окруженного катушкой, через которую пропускается электрический ток для намагничивания сердечника. Электромагнит используется везде, где требуются управляемые магниты, например, в устройствах, в которых магнитный поток должен изменяться, реверсироваться или включаться и выключаться.

Инженерное проектирование электромагнитов систематизировано с помощью концепции магнитопровода.В магнитной цепи магнитодвижущая сила F, или F м определяется как ампер-витки катушки, которая генерирует магнитное поле для создания магнитного потока в цепи. Таким образом, если катушка из n витков на метр проводит ток i ампер, поле внутри катушки составляет ni ампер на метр, а магнитодвижущая сила, которую она генерирует, составляет nil ампер-витков, где l — длина катушки. Более удобно, магнитодвижущая сила равна Ni, , где N, — общее количество витков в катушке.Плотность магнитного потока B в магнитной цепи эквивалентна плотности тока в электрической цепи. В магнитной цепи магнитным эквивалентом тока является полный поток, обозначенный греческой буквой фи, ϕ , задаваемый формулой BA, , где A — площадь поперечного сечения магнитной цепи. В электрической цепи электродвижущая сила ( E ) связана с током, i, в цепи, как E = Ri, , где R — сопротивление цепи.В магнитной цепи F = rϕ, , где r — сопротивление магнитной цепи и эквивалентно сопротивлению в электрической цепи. Магнитное сопротивление получается делением длины магнитного пути -1 на проницаемость, умноженную на площадь поперечного сечения A ; таким образом, r = л / мкА, греческая буква мю, мкм, символизирует проницаемость среды, образующей магнитную цепь. Единицы измерения сопротивления — ампер-витки на вебер.Эти концепции могут быть использованы для расчета сопротивления магнитной цепи и, следовательно, тока, необходимого через катушку, чтобы протолкнуть желаемый магнитный поток через эту цепь.

Однако несколько допущений, используемых в этом типе расчетов, делают его в лучшем случае лишь приблизительным руководством к проектированию. Влияние проницаемой среды на магнитное поле можно представить себе как вытеснение магнитных силовых линий в себя. И наоборот, силовые линии, проходящие от области с высокой проницаемостью к области с низкой проницаемостью, имеют тенденцию расширяться, и это происходит в воздушном зазоре.Таким образом, плотность потока, которая пропорциональна количеству силовых линий на единицу площади, будет уменьшаться в воздушном зазоре за счет выступающих или окаймляющих линий по сторонам зазора. Этот эффект усиливается при увеличении промежутков; могут быть сделаны грубые поправки для учета эффекта окантовки.

Также предполагалось, что магнитное поле полностью ограничено внутри катушки. Фактически, всегда существует определенное количество потока рассеяния, представленного магнитными силовыми линиями вокруг внешней стороны катушки, который не способствует намагничиванию сердечника.Поток утечки обычно невелик, если магнитная проницаемость относительно высока.

Получите подписку Britannica Premium и получите доступ к эксклюзивному контенту. Подпишитесь сейчас

На практике проницаемость магнитного материала зависит от плотности потока в нем. Таким образом, расчет может быть выполнен для реального материала, только если доступна фактическая кривая намагничивания или, что более полезно, график мкм против B, .

Наконец, конструкция предполагает, что магнитопровод не намагничен до насыщения.Если бы это было так, то плотность потока в воздушном зазоре в этой конструкции не могла бы быть увеличена, независимо от того, сколько тока пропускалось через катушку. Эти концепции более подробно рассматриваются в следующих разделах, посвященных конкретным устройствам.

Соленоид обычно представляет собой длинную катушку, по которой протекает ток, создавая магнитное поле. В более узком смысле это название относится к электромеханическому устройству, которое производит механическое движение при подаче электрического тока. В своей простейшей форме он состоит из железной рамы, охватывающей катушку, и цилиндрического плунжера, движущегося внутри катушки, как показано на рисунке 1.Для источника переменного тока потери в стали в сплошном каркасе ограничивают эффективность, и используется многослойный каркас, который состоит из стопки тонких листов железа, нарезанных соответствующей формы и уложенных слоем изоляционного лака между ними. простыня. Когда катушка находится под напряжением, плунжер перемещается в катушку за счет магнитного притяжения между ним и рамой, пока не войдет в контакт с рамой.

Соленоиды переменного тока имеют тенденцию быть более мощными в полностью открытом положении, чем устройства постоянного тока.Это происходит потому, что начальный ток, высокий из-за индуктивности катушки, уменьшается за счет воздушного зазора между плунжером и рамой. Когда соленоид закрывается, этот воздушный зазор уменьшается, индуктивность катушки увеличивается, а переменный ток через нее падает. Если соленоид переменного тока заедает в открытом положении, катушка может перегореть.

Когда соленоид полностью открыт, он имеет большой воздушный зазор, а высокое сопротивление этого зазора поддерживает низкий поток в магнитной цепи для данной магнитодвижущей силы, и сила, действующая на плунжер, соответственно низкая.Когда плунжер закрывается, сопротивление падает, а магнитный поток увеличивается, так что сила увеличивается постепенно.