Что такое электромагнитное реле

В основе современной электротехники лежат два основных элемента большинства схем – полупроводниковый транзистор и электромагнитное реле. Если мысленно убрать эти два изобретения, то трудно представить, как бы сложилась дальнейшая история человечества.

Быть может, вокруг были бы эволюционировавшие средние века, а, может, наоборот, прогресс пошел бы по пути управляемого развития биологических систем. Но оставим эти размышления писателям-фантастам. Ясно одно: электромагнитное реле для всей электротехники является тем же, что и двигатель внутреннего сгорания для современного транспорта. То есть - незаменимым компонентом.

Как устроено электромагнитное реле?

Конструкция этого элемента схем очень проста. Именно этим объясняется его высокая надежность: на некоторых производствах все еще эксплуатируются реле 1940 года выпуска.

Прежде чем описать конструкцию, необходимо вспомнить один из законов физики – электромагнетизм. Известно, что вокруг любого материала, по которому проходит электрический ток, существует особый вид материи – магнитное поле. Его напряженность (потенциал) зависит от двух параметров: величины протекающего тока и длины проводника.

Это очевидно: если каждая единица длины генерирует поле, то чем проводник длиннее, тем ярче выражен магнитный эффект. Это означает, что если рядом с таким проводником расположить металлический предмет, то на него будут оказывать влияние силы притяжения. Если их величина окажется достаточной, то предмет сдвинется с места. Очевидно и другое: повышать интенсивность поля путем увеличения длины проводника не слишком удобно – устройство должно быть компактным, а суммарный вектор поля концентрироваться в одной точке, а не распыляться вдоль всего проводящего материала. Увеличение же тока также нерационально, так как это вызывает излишний нагрев и неоптимальное использование материалов. Однако решение есть.

Оно заключается в применении не прямого провода, а катушки с сердечником. Это позволяет использовать километры тонкого провода на небольшом объеме.

Реле электромагнитное как раз и содержит внутри такую катушку. Вторая часть конструкции – металлическая пластина специальной формы, имеющая одну степень свободы. То есть когда возникает магнитное поле, пластина притягивается к торцевой стороне катушки. При исчезновении тока воздействие прекращается, и возвратная пружина отбрасывает пластину в исходную позицию.

На притягивающейся планке закреплены перемычки – группа подвижных контактов. Вторая их часть (жестко зафиксированные) находится рядом. Когда пластина смещается, контакты замыкаются. Если их включить в разрыв цепи, то, управляя работой катушки, можно коммутировать подключенные цепи. Вот так работает электромагнитное реле. Кстати, в зависимости от способа расположения неподвижных контактов, они могут быть нормально закрытыми (размыкаться при появлении магнитного поля) и нормально открытыми (собирать цепь).

Электромагнитное реле переменного тока в конструкции содержит специальный виток проводника, поле которого предотвращает дребезжание из-за частотной природы такого тока.