Как устроено реле: Реле: устройство и принцип работы — Интернет-магазин инструмента. — yato-tools.ru. Электротовары и инструмент.

Содержание

Как работает реле? Что такое реле? Схема реле.

Содержание

1 Что такое реле
2 Общее устройство реле
3 По какому принципу осуществляется работа реле
4 Преимущества

Практически все автоматические схемы, машины и механизмы, различные конструкции и системы, широко используемые в народном хозяйстве, промышленности и быту, имеют в своей конструкции специальные прерыватели – реле. Такие изделия получили распространение в машиностроении, энергетике, быту, на различных видах производства. С их помощью осуществляется эффективное, зачастую удаленное, управление всевозможными коммуникационными системами.

Прежде чем разобраться с принципом работы реле, необходимо выяснить сферу его применения, а также изучить схему устройства.

Что такое реле

Фактически – это переключатель, но он имеет ряд конструктивных особенностей и разновидностей. Но основное предназначение данного электромагнитного коммутационного устройства заключается в формировании соединения или разрыва в электрической цепи в зависимости от требуемого режима работы.

Как правило, срабатывание реле происходит при резком, скачкообразном изменении величины тока или напряжения на входе, превышающего установленные в конкретной детали ограничения.

Если сказать все, то же самое простыми словами: реле может замыкать или размыкать электрическую цепь на определенном участке, если меняется входная величина силы тока или напряжения.

Общее устройство реле

Схема устройства электромагнитного реле проста и надежна. В корпусе неподвижно закреплена статичная катушка индуктивности. Внутри нее имеется подвижный стальной якорь. Как только на катушку по проводам поступает напряжение, возникает электромагнитное поле, которое начинает притягивать якорь. При помощи всевозможной электроники или с помощью механических проводов осуществляется регулировка частоты и (или) продолжительности подачи напряжения на обмотку.

Сама структура электромагнитного реле состоит из трех основных частей:

Первичный элемент. Его основная функция заключается в обеспечении поступления направленного системой управления импульса и его преобразования в электромагнитную силу. Эту задачу выполняет катушка индуктивности.
Промежуточный элемент. В его конструкции имеется множество деталей, но все они выполняют одну функцию, а именно – приведение в работу самого исполнительного механизма. Фактически – это якорь (либо иной подвижный элемент), оснащенный пружиной, обеспечивающей возвратно-поступательное движение, а также – контактами.
Исполнительная часть. Отвечает за передачу меняющегося воздействия на силовое оборудование, в комплект которого и входит управляющее реле. Для выполнения этой роли предусмотрена контактная группа силовой части.

По какому принципу осуществляется работа реле

Для того чтобы понимать, как работает реле. Необходимо вспомнить, в чем заключается принцип индуктивности. Любой провод, по которому в конкретный момент времени протекает электрический ток, становится магнитом. Вокруг него формируется электромагнитное поле, а электродвижущая сила перемещается вокруг оси провода с учетом направленности движения по часовой стрелке (вспомним правило «Буравчика»).

Так вот, после того, как на стальной сердечник будет намотан такой провод витками, получается катушка индуктивности, первый элемент реле.

Далее рассмотрим поведение катушки индуктивности, включенной в цепь переменного тока. При подаче питания будет наблюдаться отставание фазы тока от напряжения в цепи, а причиной такого явления становится образование ЭДС самоиндукции. Она и препятствует росту основного тока при его прохождении через катушку.

Как мы помним, само реле состоит из электромагнита, подвижного якоря и ряда соединительных элементов. В момент подачи электрического тока на катушку происходит притягивание якоря с контактом. В результате – цепь замыкается!

В любом реле предусмотрено наличие двух изолированных друг т друга электрических цепей. По одной поступает через катушку электрический ток (управляющая цепь), а по другой (управляемой) осуществляется замыкание якоря, что провидит к срабатыванию.

Важнейшим достоинством данного изделия является возможность осуществления эффективного управления и контроля за большими токами, протекающими в управляемых электрических цепях, используя для этого слаботочные цепи управления. Как правило, на корпусе самого реле наносятся условные обозначения контактов обеих (управляющей и управляемой) цепей. Также должно быть нанесено значение предельных величин тока и напряжения, на которое рассчитано то или иное устройство.

Если необходимо убедиться в соответствии заявленных параметров, проверку реле можно осуществить при помощи блока питания и мультимера.

Преимущества

– независимость управляющего и управляемого напряжения;
– возможность включать реле в работу систем и обеспечения эффективного управления токами, достигающими сотен ампер;
– длительный срок службы;
– простота конструкции, высокая надежность и неприхотливость в работе

Единственный недостаток (и его необходимо учитывать, если планируется работа высокоточного оборудования) заключается в задержке срабатывания.

Что такое реле? Устройство, принцип работы, разновидности.

Содержание

1 Электрическое реле, устройство, принцип работы, разновидности и особенности применения

2 Основной принцип работы
3 Устройство реле
4 Как работает реле?

Электрическое реле, устройство, принцип работы, разновидности и особенности применения

Современная электротехника использует огромное количество различных устройств, приспособлений и приборов, при помощи которых удается успешно решать те или иные технологические задачи, повышать комфорт эксплуатации электросетей в целом, а также отдельных участков цепи.

Одним из таких видов устройств, получивших наибольшее распространение в самых разных отраслях и сферах деятельности, является реле. Фактически изделие представляет собой специальный выключатель, при помощи которого можно в требуемый момент времени произвести включение или выключение определенного участка сети (электрической цепи), что позволит вносить определенны изменения в заданные постоянные входные величины, как электрически, та к и неэлектрические.

Существует огромное количество различных типов реле, которые отличаются не только по размерам и внешнему виду, но и по типу управляющего сигнала, исполнению и иным параметрам. На практике самое большое распространение получили электромагнитные реле.

Конечно, просто так понять, для чего необходимо реле и как оно работает достаточно сложно. Тем более, что работа таких устройств сопряжена с повышенной опасностью для жизни и здоровья людей. Дело в том, что электромагнитное реле используется в процессе передачи достаточно больших токов нагрузки. Соответственно, у тех людей, которые используют либо обслуживают линии, оборудование или агрегаты, в комплект которых входят различные реле, подвергаются риску поражения электрическим током. Так что вопросы оказания первой помощи при поражении электрическим током являются одними из важнейших на производстве.

Основной принцип работы

Чтобы понять, для чего нужно реле, необходимо разобраться с устройством такого изделия, его конструктивными особенностями.

Очевидно, что электрическое реле используется как элемент аппаратуры управления, специальный выключатель. Основное предназначение – обеспечение коммутации больших токов нагрузки. Таким образом. Резюмируем: реле, используя для подачи команды малые токи (например – момент нажатия кнопки на панели управления), обеспечивается эффективное и безопасное управление, включение/выключение цепей с большим током. Практически каждый человек в своей жизни использовать такое реле. Например, при включении электрической кофеварки, когда после нажатия кнопки или включения переключателя, на исполнительное устройство подается напряжение бытовой сети 220В и агрегат начинает работать.

Устройство реле

Рассмотрим, из каких же основных элементов состоит реле. Это в дальнейшем поможет разобраться в принципе работы устройства

Любое электромагнитное реле состоит из следующих составных частей:

Электромагнит. Фактически – это провод, который наматывается на катушку с сердечником. Такой сердечник обязательно изготавливается из магнитного материала.
Якорь. Представляет собой пластину, сделанную также из магнитного материала.
Переключатель.

Основные детали, которые входят в конструкцию реле: стержень; якорь; катушка; ярмо; контакты; пружинящий контакт.

Как работает реле?

Фактически, все достаточно просто и понятно. Как только через обмотку электромагнита будет пропущен электрический ток, сформируется электромагнитное поле. Оно притягивает якорь по направлению к сердечнику, за счет чего происходит смещение толкателя, а вместе с ним происходит переключение контактов.

Если на катушку не подается питание, она находится в состоянии покоя. Как только на цепь управления реле будет подан электрический ток, величина которого превзойдет силу противодействующей пружины, реле сработает. Происходит уменьшение воздушного зазора и подвижный контакт замыкается именно с той частью цепи, посредством которой происходит передача (разрыв передачи) токов высокого напряжения.

Требуемое действие осуществляется за счет перемещения исполнительного элемента и замыкания управляемой цепи в том положении, которое необходимо с учетом работы эксплуатируемой линии или оборудования. В связи с тем, что электромагнитные реле работают в условиях высоких напряжения и силы тока, повышаются угрозы для обслуживающего персонала, а также и для простых пользователей. Поэтому важно знать, какие могут и должны быть применены действия при ударе током.

Электромагнитное реле – незаменимое устройство, переключатель, который используется практически повсеместно.

Как работают реле? — Объясните это!

Вы здесь: Домашняя страница > Электричество и электроника > Реле

Дом
индекс А-Я
Случайная статья
Хронология
Учебное пособие
О нас
Конфиденциальность и файлы cookie

org/Person»> Криса Вудфорда. Последнее обновление: 2 декабря 2021 г.

Возможно, вы этого не осознаете, но вы постоянно начеку, следите за угрозами и готовы действовать в любой момент. Миллионы лет эволюции запрограммировали ваш мозг на спасение вашей кожи, когда малейшая опасность угрожает вашему существованию. Если вы используете силу инструмент, например, и крошечная щепка летит к вашему глазу, один из ваши ресницы пошлют сигнал в ваш мозг, который заставит вас веки закрываются в мгновение ока — достаточно быстро, чтобы берегите зрение. Здесь происходит то, что крошечный стимул вызывает гораздо больший и более полезный отклик. Вы можете найти один и тот же трюк в работе во всех видах машин и электрических электроприборы, где датчики готовы включить или отключается за долю секунды с помощью умных магнитных переключателей, называемых реле. Давайте подробнее рассмотрим, как они работают!

Фото: Типичное реле со снятым пластиковым корпусом. Вы можете видеть два пружинных контакта слева и катушку электромагнита (красно-коричневый цилиндр медного цвета) справа. В этом реле, когда ток проходит через катушку, он превращает ее в электромагнит. Магнит толкает переключатель влево, сжимая пружинные контакты и замыкая цепь, к которой они подключены. Это реле от электронного программатора погружного водонагревателя. Электронная схема программатора включает или выключает магнит в заранее запрограммированное время суток, используя относительно небольшой ток. Это позволяет гораздо большему току течь через пружинные контакты для питания элемента, который нагревает горячую воду.

Содержание

Что такое реле?
Как работают реле
Реле на практике
Другие типы реле
Кто изобрел реле?
Узнать больше

Что такое реле?

Реле представляет собой электромагнитный переключатель, управляемый относительно небольшой электрический ток, который может включать или выключать гораздо больший электрический ток. текущий.

Основой реле является электромагнит (катушка провода, которая становится временный магнит, когда через него проходит электричество). можно подумать о реле как своего рода электрический рычаг: включите его с небольшим током, и он включает («рычаги») 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 нам нужно, чтобы они приводили в движение более крупные устройства, использующие большие токи. Реле ликвидируют этот разрыв, позволяя небольшим токи, чтобы активировать более крупные. Это означает, что реле могут работать как переключатели. (включение и выключение) или как усилители (преобразование небольших токи в более крупные).

Иллюстрация: Если бы реле были собаками: Предположим, у вас есть огромная свирепая собака, которая спит так крепко, что никогда не просыпается, когда слышит шум. В качестве сторожевой собаки от нее толку не будет! Но что, если вы купите еще и маленькую, очень бдительную собаку? Если маленькая собака слышала шум, она начинала лаять и будила большую собаку, которая могла атаковать злоумышленника. Вот как работают реле: они используют слабый электрический ток для срабатывания гораздо большего.

Как работают реле

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

Когда энергия проходит через первую цепь (1), она активирует электромагнит (коричневый), создавая магнитное поле (синий), которое притягивает контакт (красный) и активирует вторую цепь (2). Когда питание отключается, пружина возвращает контакт в исходное положение, снова отключая вторую цепь.

Это пример «нормально разомкнутого» (НО) реле: контакты во второй цепи по умолчанию не подключены и включаются только при протекании тока через магнит. Другие реле являются «нормально замкнутыми» (НЗ; контакты соединены так, что по умолчанию через них протекает ток) и выключаются только при срабатывании магнита, раздвигающем или раздвигающем контакты. Наиболее распространены нормально разомкнутые реле.

Вот еще одна анимация, показывающая, как реле связывает две цепи. вместе. По сути, это одно и то же, нарисованное немного по-другому. С левой стороны находится входная цепь, питаемая от переключателя. или датчик какой. Когда эта цепь активирована, она питает ток к электромагниту, который замыкает металлический переключатель и активирует вторую, выходную цепь (справа). Относительно небольшой Таким образом, ток во входной цепи активирует больший ток во входной цепи. выходная цепь:

Входная цепь (синяя петля) отключена, и через нее не протекает ток до тех пор, пока что-то (датчик или замыкающий выключатель) не включит ее. Выходная цепь (красная петля) также отключается.
Когда во входной цепи протекает небольшой ток, он активирует электромагнит (показанный здесь как темно-синяя катушка), который создает вокруг себя магнитное поле.
Электромагнит под напряжением притягивает металлический стержень в выходной цепи к себе, замыкая переключатель и позволяя значительно большему току течь через выходную цепь.
Выходная цепь управляет сильноточным устройством, таким как лампа или электрический двигатель.

Рекламные ссылки

Реле на практике

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

Предположим, вы хотите создать 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 чувствовать температуру, но это будет производить только небольшие электрические токи — слишком малы, чтобы привести в действие электродвигатель в большой большой вентилятор. Вместо этого вы можете подключить цепь термометра к входная цепь реле. Когда в нем протекает небольшой ток цепь, реле активирует свою выходную цепь, позволяет протекать гораздо большему току и включает вентилятор.

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

Другие типы реле

Фото: четыре старомодных реле максимальной токовой защиты на устаревшей электроподстанции в 1986 году, незадолго до ее сноса. Фото предоставлено Библиотекой Конгресса США.

До сих пор мы рассматривали очень общие переключающие реле, но существует довольно много вариаций эта основная тема, в том числе (и это ни в коем случае не исчерпывающий список):

Высоковольтные реле: 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 твердотельными реле): эти переключающие токи полностью электронные, без движущихся частей, поэтому они быстрее, тише, меньше, надежнее, и служат дольше, чем электромагнитные реле. К сожалению, они, как правило, дороже, меньше эффективны и не всегда работают так чисто и предсказуемо (из-за таких проблем, как токи утечки).
Реле времени и реле времени: Они запускают выходные токи на ограниченный период времени (обычно от доли секунды примерно до 100 часов или четырех дней).
Тепловые реле: они включаются и выключаются, чтобы предотвратить перегрев таких вещей, как электродвигатели, немного похожие на биметаллические ленточные термостаты.
Реле максимального тока и направленные реле: настраиваемые различными способами, они предотвращают протекание чрезмерных токов в неправильном направлении по цепи (обычно в оборудовании для производства, распределения или питания).
Реле дифференциальной защиты: они срабатывают при наличии дисбаланса тока или напряжения в двух разных частях цепи.
Реле защиты по частоте (иногда называемые реле пониженной и повышенной частоты): Эти полупроводниковые устройства срабатывают, когда частота переменного тока слишком высока, слишком низка или и то, и другое.

Кто изобрел реле?

Фото: профессор Джозеф Генри, сфотографированный где-то между 1860 и 1875 годами. Фото предоставлено коллекцией фотографий Брейди-Хэнди, Библиотека США Конгресс, отдел печати и фотографии.

Реле были изобретены в 1835 году американским пионером электромагнетизма. Джозеф Генри; на демонстрации в Колледже Нью-Джерси, Генри использовал небольшой электромагнит для включения и выключения большего 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 известным) Сэмюэлем Ф. Б. Морзе в Соединенные Штаты.

Реле позже использовались в коммутации телефонов и первых электронных компьютерах и оставались чрезвычайно популярными до тех пор, пока в конце 1940-х годов не появились транзисторы; по словам Бэнкрофта Герарди, приуроченного к 100-летию работы Генри в области электромагнетизма, к тому времени только в Соединенных Штатах действовало около 70 миллионов реле.

Фото: реле широко использовались для коммутации и маршрутизации вызовов на телефонных станциях. такой как этот, на фото 1952. Фото предоставлено Исследовательским центром Гленна НАСА (NASA-GRC).

Транзисторы — это крошечные электронные компоненты, которые могут выполнять ту же работу, что и реле, работая либо как усилители, либо как переключатели. Хотя они переключаются быстрее, потребляют гораздо меньше электроэнергии, занимают небольшую часть пространства и стоят намного меньше, чем реле, они, как правило, работают только с небольшими токами, поэтому реле по-прежнему используются во многих приложениях. Именно разработка транзисторов стимулировала компьютерную революцию с середины 20-го века. Но без реле не было бы и транзисторов, поэтому реле — и такие пионеры, как Джозеф Генри — тоже заслуживают некоторой похвалы!

Узнайте больше

На этом сайте

Электричество
Электродвигатели
Электроника
Магнетизм
Телефоны
Транзисторы

Статьи

Электромеханическое реле Джозефа Генри: Краткий отчет о том, как Джозеф Генри изобрел реле в 1835 году.
Генри как пионер в области электротехники, Бэнкрофт Герарди, Технический журнал Bell Systems, 19 июля.32. Эта интересная историческая статья из архива Белла была опубликована в ознаменование столетия электрических открытий Джозефа Генри. Это дает превосходный обзор важности Генри и того, как он помог «включить» мир к электричеству еще при жизни.
Джозеф Генри, Митчелл Уилсон, Scientific American, июль 1954 г. , стр. 72–77: анализ важности Генри в электромагнетизме.

Видеоролики

Как сделать реле: В довольно простом 2,5-минутном видеоруководстве показано, как намотать собственные электромагниты и установить их на доске для изготовления собственного самодельного реле.
Как работает автомобильное реле: это короткое и простое видео-объяснение расскажет вам о том, что я объяснил выше. То же объяснение, немного другие слова.

Книги

Простые, практичные руководства

MAKE: Electronics by Charles Platt. Maker Media, 2015. Эксперимент 7, исследование реле, является отличным практическим введением. Вы можете открыть реле и поиграть с внутренней работой!
Очевидец: электроника Роджера Бриджмена. Нью-Йорк: ДК, 2007. (Для младших читателей от 9 лет.–12. Включает историю, науку и технику.)
телефонных проектов для злого гения Томаса Петрузеллиса. McGraw-Hill Professional, 2008 г. (включает в себя некоторые схемы, использующие реле. )

Подробные технические книги

Электрические реле: принципы и применение Владимир Гуревич. CRC Press, 2018. Начав с краткой истории реле, эта книга проведет нас через магнитные принципы, работа контактов реле, внешний дизайн и упаковка, а также связанные с ними устройства, такие как герконы. В последующих главах рассматриваются варианты базового реле, включая реле высокого напряжения, тепловые реле и реле времени.
Очевидец: электроника Роджера Бриджмена. Нью-Йорк: ДК, 2007. (Для младших читателей в возрасте 9–12 лет. Включает историю, науку и технологии.)
телефонных проектов для злого гения Томаса Петрузеллиса. McGraw-Hill Professional, 2008 г. (включает в себя некоторые схемы, использующие реле.)

История науки

Создатели телеграфа: Сэмюэл Морс, Эзра Корнелл и Джозеф Генри Кеннет Б. Лифшиц. McFarland, 2017. «Раздел IV: Эстафета» описывает, как реле сыграли ключевую роль в истории телеграфии (и, следовательно,) современных коммуникаций.

Пожалуйста, НЕ копируйте наши статьи в блоги и другие веб-сайты.

Статьи с этого веб-сайта зарегистрированы в Бюро регистрации авторских прав США. Копирование или иное использование зарегистрированных произведений без разрешения, удаление этого или других уведомлений об авторских правах и/или нарушение смежных прав может повлечь за собой серьезные гражданские или уголовные санкции.

Подписывайтесь на нас

Оцените эту страницу

Пожалуйста, оцените эту страницу или оставьте отзыв, и я сделаю пожертвование WaterAid.

Сохранить или поделиться этой страницей

Нажмите CTRL + D, чтобы добавить эту страницу в закладки на будущее или рассказать о ней друзьям:

Цитировать эту страницу

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

Подробнее на нашем веб-сайте…

Средства связи
Компьютеры
Электричество и электроника
Энергия
Машиностроение
Окружающая среда

Гаджеты
Домашняя жизнь
Материалы
Наука
Инструменты и инструменты
Транспорт

↑ Вернуться к началу