Relé

De Viquipèdia
Salta a: navegació, cerca
Petit relé utilitzat en electrònica
Funcionament d'un relé
Relé d'estat sòlid
Tres petits relés electromagnètics usats en electrònica
Relé de làmines

Un relé (del francès relais, relleu) és un dispositiu electromagnètic, inventat per Joseph Henry el 1835, que permet modificar l'estat d'un commutador elèctric gràcies a l'electricitat. A grans trets, és un commutador elèctric que és accionat per un electroimant que obre o tanca un o diversos contactes. Una característica important d'aquest component és que permet controlar circuits elèctrics de voltatge o intensitat molt superior al d'entrada.

S'utilitzaven en la telegrafia, on feien la funció de repetidors que generaven una nova senyal amb corrent procedent de piles locals a partir de la dèbil senyal rebuda per línia. S'anomenaven "relevadors".

Funcionament[modifica]

Quan un corrent elèctric flueix per una bobina en resulta un camp magnètic que atreu una armadura metàl·lica que està mecànicament enllaçada amb un contacte mòbil. El moviment de la part mòbil permet obrir o tancar la connexió amb el contacte fix. Quan cessa el corrent que passa per la bobina l'armadura retorna a la seva posició inicial gràcies a una força que és aproximadament la meitat de la que exerceix l'electroimant, habitualment s'utilitza una molla, però també la gravetat. Molts relés es fan de manera que funcionin ràpidament, per tal de reduir el soroll, en el cas de voltatges baixos, o per reduir els arcs elèctrics en el cas de grans voltatges.

Tipus de relés[modifica]

Existeixen molts tipus de relés diferents, depenent del nombre de contactes, de la seva intensitat admisible, del tipus de corrent d'accionament, del temps d'activació i desactivació, entre altres. Quan controlen grans potencies s'anomenen contractors.

Relés electromagnètics[modifica]

  • Relés de tipus armadura: Tot i ser els més antics, són els més utilitzats en moltes ocasions. Un electroimant provoca la basculació d'una armadura al ser activat, tancant o obrint els contactes depenent de si és N.O (normalment obert) o N.T (normalment tancat).
  • Relés de nucli mòvil: A diferència del model anterior, aquests estan formats per un èmbol en lloc d'una armadura. A causa de la major força d'atracció, s'utilitza un solenoide per tancar els seus contactes. És molt utilitzat quan s'han de controlar altes corrents.
  • Relés de tipus reed o de llengüeta: estan constituïts per una ampolla de vidre amb els contactes al seu interior, muntats sobre unes primes làmines de metall. Aquests contactes commuten per l'activació d'una bobina que es troba al voltant de l'ampolla.
  • Relés polaritzats o bi-estables: Es componen d'una petita armadura, soldada a un imant permanent. L'extrem inferior gira dins dels pols d'un electroimant, mentre que l'altre porta un cap de contacte. En excitar l'electroimant es mou l'armadura i provoca el tancament dels contactes. Si es polaritza del revés, el gir serà en sentit contrari, obrint els contactes o tancant un altre circuit.

Relé de blocatge[modifica]

Un relé de blocatge (latching relay) té dos estats de repòs, és biestable. Quan el corrent es desconnecta el relé resta al darrer estat. Presenta l'avantatge de què només consumeix electricitat durant els instants en què es produeixen les commutacions entre els dos estats.

Relé d'estat sòlid[modifica]

Les funcions d'un relé electromecànic poden ser reproduïdes per un dispositiu d'estat sòlid fet amb un tiristor o altres interruptors d'estat sòlid. Per millorar l'aïllament elèctric es pot utilitzar un optoacoblador, que és un díode LED acoblat a un fototransistor. Aquests dispositius ofereixen una millor velocitat de commutació, són silenciosos i no són sensibles a les vibracions com els electromecànics, però no suporten bé grans corrents elèctrics malgrat portar inclosos proteccions internes. És utilitzat quan es fa ús continu dels contactes del relé, ja que no es desgasta tant com un mecànic.

Relé de corrent alterna[modifica]

Quan s'excita la bobina d'un relé amb corrent alterna, el flux magnètic en el circuit magnètic, també és altern, produint una força amb freqüència doble sobre els contactes. És a dir, els contactes d'un relé, en alguns països d'Europa i Amèrica Llatina oscil·laran a 2 x 50 Hz, i en altres com Estats units ho faran en 2 x 60Hz. Aquest fenomen s'aprofita en alguns timbres i brunzidors, com un activador a distància. En un relé de corrent alterna es modifica la ressonància dels contactes perquè no oscil·lin.

Relé de làmines[modifica]

Article principal: Relé de làmines

El relé de làmines (reed relay) és format per un conjunt de contactes dins d'una petita ampolla on s'ha fet el buit o s'ha emplenat d'un gas inert. Tan el buit com el gas protegeixen els contactes contra la corrosió. Els contactes són a prop del camp magnètic que genera una bobina, que hi ha al voltant del vidre de l'ampolla, quan la travessa un corrent elèctric. Aquest tipus de relé presenten l'avantatge d'una gran velocitat de commutació i l'inconvenient de què el corrent i voltatge que poden commutar és petit.

  • Relé de mercuri

Un relé de mercuri és una forma de relé de làmines amb els contactes coberts de mercuri. Aquest tipus de relé s'utilitza per commutar senyals de baix voltatge, un volt o menys, a causa de la baixa resistència dels seus contactes, o en aplicacions de comptatge d'alta velocitat. Aquests relés s'han de muntar en posició vertical per a un funcionament correcte. Avui dia s'utilitzen poc a causa del preu i la toxicitat del mercuri.

Relés d'acció retardada[modifica]

Són relés que ja sigui per particularitat de disseny o bé pel sistema d'alimentació de la bobina, permeten disposar de retards en la seva connexió o desconnexió.

  • Relés amb retard a la connexió: El retard de la connexió en relés es pot obtenir mecànicament augmentant la massa de l'armadura per obtenir més inèrcia del sistema mòbil; o bé augmentar la pressió dels ressorts que ha de vèncer la força d'atracció del relé.
    • Relé amb resistor previ i capacitor en paral·lel amb la bobina: quan s'alimenta el relé amb C.C., el capacitor, fins llavors descarregat, origina una intensa corrent de càrrega inicial la qual atrevesa el resistor i origina una baixada de tensió aplicada ala bobina, produïnt així un retràs a la connexió. Sempre que s'interrompi l'alimentació del relé, el capacitor també produirà cert retràs a la desconnexió.
    • Relé de dos debanats amb corrent en oposició: la disposició d'un d'aquests relés en basa en l'existència de dos debanats connectats en oposició; usualment designats com principal i auxiliar, i que posseeixen major i menor nombre d'espires respectivament. Quan s'aplica tensió de C.C. el corrent s'estableix ràpidament al debanat auxiliar, al mateix temps que al debanat principal però amb més lentitud. D'aquesta manera i pel fet que el camp magnètic que originen els debanats és oposat, l'actuació del relé es produirà quan la força magnetomotriu del debanat principal sigui superior a la del debanat auxiliar i a la pressió dels ressorts del relé, de tal forma que s'obté el retard buscat a la connexió.
  • Relés amb retard de desconnexió: També es pot aconseguir retard de la desconnexió per mitjans mecànics; disminuint la pressió dels ressorts dels relés. Tot i això, en la majoria dels casos es recorre a algun dels sistemes següents:
    • Relé amb capacitor en paral·lel: poseeix un capacitor que per la seva condició en paral·lel cada cop que s'interrompi l'alimentació de C.C. al relé, la desconnexió serà retardada per la descàrrega del capacitor sobre la bobina, sistema amb el que s'obtenen temps molt exactes i poden superar un segon.
    • Relé amb debanat adicional al curtcircuit: aquests disposen de dos debanats. Un d'ells anomenat principal o d'accionament i l'altre adicional que està curtcircuitat. Ja sigui que el debanat principal sigui connectat o desconnectat de la tensió d'alimentació. la variació del flux induirà al debanat adicional una corrent que retarda la variació, de forma que es produeix un retard tant a la connexió com a la desconnexió.
    • Relé amb debanat adicional controlat per contacte auxiliar: aquests relés són similars als anteriors, amb l'únic afegit d'un contacte auxiliar del pròpi relé encarregat de connectar o desconnectar el debanat auxiliar. Així el relé presentarà un retard a la desconnexió o a al connexió sogons s'utilitzi un contacte auxiliar normal obert o normal tancat.

Relés amb retenció de posició[modifica]

En aquest cas els relés posseeixen un disseny on tenen reblons d'elevada romanència col·locats dins d'orifici al nucli i l'armadura d'aquests. A l'estar perfectament rectificades les cares polars en contacte en tancar el circuit magnètic del relé, quedarà en aquesta posició (per romanència magnètica) encara que la bobina es desconnecti, i només tornant a la posició de repòs inicial quan un corrent en sentit contrari el torni a obrir.

Avantatges de l'ús de relés[modifica]

L'avantatge dels relés electromagnètics és la completa separació elèctrica entre el corrent d'accionament, la que circula per la bobina de l'electroiman, o els circuits controlats pels contactes, el que fa possible manipular alts voltatges o potències elevades amb petites tensions de control. També ofereixen la possibilitat de controlar un dispositiu a distància mitjançant l'ús de petites senyals de control.

Amb mòduls digitals programables els relés poden actuar de forma programada i independent, el que significa un gran avantatge a la seva aplicació, augmentant l'ús en aplicacions sense necessitat d'utilitzar controls PLD (Dispositiu Lògic Programable) o altres mitjans per comandar-los.

Referències[modifica]

A Wikimedia Commons hi ha contingut multimèdia relatiu a: Relé Modifica l'enllaç a Wikidata
  • F. Graf, Rudolf (1984). Diccionario de Electrónica. Ediciones Pirámide, S.A. ISBN 84-368-0402-3.
  • Sabaca, Mariano (2006). Automatismos y cuadros eléctricos. McGraw Hill. ISBN 84-481-4799-5.