Video: Funktion und Aufbau - Schütz (und Relais) 2025
In vielen Elektronikprojekten müssen Sie netzbetriebene Stromkreise ein- und ausschalten, indem Sie Schaltkreise verwenden, die Niederspannungs-Gleichstromversorgungen verwenden. Angenommen, Sie möchten eine 120 VAC-Flutlichtlampe in regelmäßigen Abständen ein- und ausschalten. Relais zur Rettung!
Sie könnten eine Schaltung aufbauen, um das notwendige Timing mit einem 555 Timer integrierten Schaltkreis (IC) bereitzustellen, aber der 555 Timer IC benötigt nur eine kleine DC-Stromversorgung im Bereich von 5 bis 15 V. Und der Ausgangsstrom kann Überschreiten Sie nicht 200 mA, nicht annähernd genug, um eine Flutlichtlampe anzuleuchten. Hier kommt das Relais rein.
Ein Relais ist ein elektromechanisches Gerät, das einen Elektromagneten verwendet, um einen Schalter zu öffnen oder zu schließen. Die Schaltung, die die Spule des Elektromagneten versorgt, ist vollständig von der Schaltung getrennt, die durch den Schalter des Relais ein- oder ausgeschaltet wird. Es ist daher möglich, ein Relais zu verwenden, dessen Spule nur einige Volt benötigt, um einen Netzspannungskreis ein- oder auszuschalten.
Für dieses Relais benötigt die Spule nur 12 VDC zum Betrieb und zieht nur 75 mA, weit unter der Stromgrenze, die vom Ausgangsstift des 555-Zeitgeber-ICs geliefert werden kann. Der Schalterteil dieses Relais kann jedoch bis zu 10 A Strom bei 120 VAC verarbeiten, mehr als genug, um eine Fluterlampe zu beleuchten.
Der Schalterteil eines Relais ist wie manuelle Schalter in verschiedenen Konfigurationen verfügbar. Die gebräuchlichste Schalterkonfiguration ist ein zweipoliger Umschalter (DPDT), was bedeutet, dass das Relais tatsächlich zwei getrennte Schalter steuert, die zusammenarbeiten, und dass jeder Schalter sowohl normalerweise offene als auch normalerweise geschlossene Kontakte aufweist.
Hier ist ein schematisches Diagramm für eine einfache Schaltung, die eine 9 VDC-Schaltung mit einem Handtaster verwendet, um eine 120 VAC-Lampe ein- und auszuschalten. Das Relais im Stromkreis hat eine Spule für 9 VDC und eine Schaltleistung von 10 A bei 117 VAC. Somit durchlaufen nur 9 VDC den Handdruckknopf. Wenn die Person, die den Schalter hält, entscheidet, ihn auseinanderzunehmen, wird er oder sie keiner gefährlichen Spannung ausgesetzt.
Eine kompliziertere Schaltung, bei der ein 555-Timer-IC eine Flutlichtlampe über ein Relais steuert, ist eine weitere Option. Hier ist ein Ende der Relaisspule mit dem Ausgangsstift (Pin 3) des Zeitgeber-ICs 555 verbunden, und das andere Ende ist mit Masse verbunden. Wenn sich der Ausgang des 555 einschaltet, schließt das Relais und der Flutlichtkreis ist abgeschlossen.
Beachten Sie die Diode, die in dieser Schaltung über die Relaisspule gelegt wird. Diese Diode ist erforderlich, um den 555-Timer-IC vor jeglichem Rückstrom zu schützen, der in der Spule des Relais erzeugt werden könnte, wenn die Spule erregt wird.Wegen elektromagnetischer Induktion sind Relaisspulen für dieses Problem anfällig.
Wenn die Spule erregt wird, erzeugt sie ein Magnetfeld, das bewirkt, dass sich die Schaltkontakte des Relais bewegen. Dieses Magnetfeld hat jedoch einen subtilen Nebeneffekt. In dem Moment, in dem die Spannung an der Spule von Null auf die Vss-Versorgungsspannung geht, dehnt sich das Magnetfeld, das die Spule umgibt, von nichts zu ihrer maximalen Stärke aus.
Während dieser Expansion bewegt sich das Magnetfeld relativ zur Spule selbst. Wegen des Prinzips der Induktion induziert dieses sich bewegende Magnetfeld einen Strom in der Spule selbst in der entgegengesetzten Richtung wie der Strom, der die Spule erregt.
Abhängig von den Umständen kann dieser Rückstrom stark sein - stark genug, um den vom 555-Timer-IC kommenden Ausgangsstrom zu überwältigen und möglicherweise Strom in den Ausgangsstift zu schicken, der den 555-Chip beschädigen oder zerstören kann. D1 verhindert dies, indem es das Äquivalent eines Kurzschlusses über die Spule für den Strom bereitstellt, der zurück zum Ausgangsstift fließt.
Immer wenn Sie ein Relais von einer Schaltung mit empfindlichen Komponenten wie integrierten Schaltkreisen oder Transistoren betreiben, sollten Sie immer eine Diode über die Relaisspule legen, um zu verhindern, dass das Relais Ihre Schaltkreise beschädigt.
