Как работают реле напряжения на постоянном и переменном токе

---

Как работают реле — это устройство по сути является электромагнитным переключателем, который размыкает и замыкает цепи механическим или электронным способом. Относительно небольшой электрический ток, может замкнуть или разомкнуть цепь с гораздо большим током, тем самым приводя в действие реле.

Как работают реле на постоянном и переменном напряжении

Работают реле как электрические приборы, поскольку они получая электрический сигнал, затем отправляют его другому оборудованию, при этом замыкая и размыкая контакты переключателя. Даже если контакт реле нормально замкнутый или нормально разомкнутый, они не находятся под напряжением. Его состояние изменится, только если на контакты подать электрический ток.

Реле используются во многих устройствах для защиты различного оборудования работающего на переменном и постоянном токе. Эти приборы также используется в качестве вспомогательных переключателей в контактных системах для дифференциальной защиты и защиты от максимального или минимального тока различного оборудования. Представленная здесь схема пилотной ретрансляции, защищает линии электропередачи.

Как работают реле

Конструкция реле

На рисунке выше показана схема внутренних частей механизма, для того, чтобы понять как работают реле. Внутри катушки расположен металлический сердечник. На электромагнит начинает поступать питание, затем проходящий через катушку ток усиливает магнитное поле. Электромагнит подключается к источнику питания через цепь нагрузки и управляющий переключатель. Верхняя контактная шина притягивается к нижней фиксированной шине и замыкает контакты, что приводит к положению замкнутого электрического тракта.

Затем контакт перемещается в противоположном направлении создавая разомкнутую цепь после обесточивания реле. Подвижный якорь вернется в исходное положение при отключении тока катушки. Сила, вызывающая его движение, будет почти такой же, как половина силы магнитного поля. При этом пружина и гравитация обеспечивают эту силу.

Реле могут работать в двух направлениях: первое — это применение низкого напряжения, и второе — применение высокого напряжения. Он используется для снижения шума всей цепи в системах низкого напряжения. С другой стороны, реле уменьшают искрение в высоковольтных приборах.

Что такое обратная индукция?

Обратный ход индукции — это скачок напряжения, создаваемый электромагнитной индукцией при отключении или уменьшении напряжения источника питания. Скачок напряжения происходит, когда ток, протекающий через катушку индуктивности, постоянный. Постоянная времени индукции ограничивает скорость изменения тока точно так же, как постоянная времени конденсатора ограничивает скорость изменения напряжения на его выводах.

Скачок напряжения обратного хода

Обратное напряжение, создаваемое индуктивными нагрузками, может повредить компонент, используемый для размыкания и замыкания цепи. Катушка индуктивности найдет способ привести ток в соответствие с кривой рассеяния. Как показано на рисунке выше, создание падения напряжения на резисторе путем переключения его полярности будет поддерживать ток, протекающий в катушке индуктивности. Для этого используется энергия магнитного поля.

Ток катушки индуктивности по-прежнему не будет течь с идеальной скоростью, даже если уже есть падение напряжения на сопротивлении зазора. Однако умножение небольшого тока на такое большое сопротивление приведет к огромному напряжению. Как показано на рисунке, катушка индуктивности использовала избыток накопленной энергии для создания большого отрицательного потенциала на одной стороне сопротивления зазора для достижения большого падения напряжения. Следовательно, ток течет согласно кривой диссипации энергии.

Зачем нужен ограничитель переходных процессов и как работают реле?

Реле нуждаются в ограничителе переходных процессов, чтобы предотвратить возможность выхода из строя коммутационного устройства в цепи из-за индуктивного обратного хода. Он обеспечивает пропускание тока после отключения индуктора.

Замкнутый контур с обратным диодом

На рисунке выше показано, что полярность блока питания и диода противоположны друг другу. Таким образом, диод находится в обратном смещении, когда переключатель замкнут. Поскольку это обратное смещение, это не повлияет на схему, потому что диод не пропускает ток.

Обрыв цепи с обратным диодом

На рисунке выше показана разомкнутая цепь, в которой индуктивность поменяла полярность, а диод находится в прямом смещении. В этом варианте диод позволяет пропускать и рассеивать ток с той скоростью, которая необходима индуктивности. Добавление диода дает возможность прохождению тока.

Таким образом, катушка индуктивности должна создавать лишь небольшое падение напряжения для развития идеального протекания тока, поскольку диоды имеют почти нулевое сопротивление при прямом смещении. При таком построение схемы, коммутационное устройство не будет повреждено. Следовательно, когда переключатель разомкнут, обратная полярность катушки индуктивности будет соответствовать полярности диода и предотвратит скачок напряжения обратного хода.

Нормально открытая, нормально закрытая и общая клемма

• Нормально открытая (NO) клемма — подключите ваше устройство (например, светодиод или любую нагрузку) к этой клемме, если вы хотите, чтобы устройство было выключено, когда реле не запитано, и включено, когда реле запитано.
• Нормально замкнутая (NC) клемма — подключите к этой клемме, если вы хотите, чтобы ваше устройство было выключено, когда реле включено, и нормально включено, когда реле не запитано.
• Общая клемма — это терминал реле, к которому вы подключаете первую часть вашей цепи. Когда реле находится под напряжением, а переключатель замкнут, общая клемма и нормально разомкнутый контакт имеют непрерывность цепи. В другом случае, когда реле не запитано, а переключатель разомкнут, общая клемма и нормально замкнутый контакт имеют так же непрерывность цепи.
• COIL — клеммы, на которые вы подаете напряжение для последующего прохождения питания на катушки, которые в конечном итоге замыкают переключатель. Здесь полярность не важна. Любая из сторон может быть отрицательной или положительной. Однако при использовании диода полярность имеет значение.

Контакты реле SRD-05VDC-SL-C 5V

Пример схемы с использованием реле SRD-05VDC-SL-C 5V

Контактный разъем (S) — является входом. Контакт (+) подключается к источнику питания +5V постоянного тока, а контакт (-) подключается к заземлению источника питания. Реле и светодиод будут работать при наличии высокого сигнала на входе (S). Диод на катушке реле предназначен для предотвращения ЭДС. Транзистор обеспечивает усиление по току, а небольшой входной ток может переключать относительно большой ток, необходимый для работы катушки реле.

Вы можете подключить вход S платы реле к любому из цифровых выходов Arduino Uno. В данном случае он подключен к выводу 13, который можно включать и выключать. Лампочка и аккумулятор на 12V подключены последовательно к общей клемме и нормально разомкнутым штыревым контактам на модуле реле. Реле сработает и включит лампочку, когда на выходе Arduino высокий уровень. Добавление другой лампочки к нормально замкнутому штыревому контакту реле приведет к попеременному миганию лампочек.