Реле с резистором и без в чем разница

Реле, резисторы для авто,описание.

Реле — это электромагнитный переключатель, состоящий из катушки (контакты 85 и 86), одного общего контакта (30), одного нормально разомнкнутого (87) и одного нормально замкнутого (87a) контактов. Такие реле — самые распостраненные и называются однополюсными на два направления.

Когда напряжение на катушке такого реле отсутствует, контакты 30 и 87a — общий и нормально замкнутый — соединены.

Если подать на катушку напряжение то реле переключится и теперь будут замкнуты контакты 30 и 87 — общий и нормально разомкнутый. Если напряжение на катушке теперь пропадет — то реле вернется в свое исходное состояние.

При подключении реле полярность включения катушки не имеет значения, если только нет защитного диода, соединяющего контакты катушки. Если его нет, вы можете подключать провод положительного напряжения (плюсовой) к любому из контактов катушки, а провод отрицательного к оставшемуся из них, в противном случае нужно подключать плюсовой провод к тому контакту, к которому подключен катод диода (он помечен полоской на его корпусе), а провод отрицательного напряжения (минусовой) к его аноду.

Диоды чаще всего используются для защиты реле от перегрузок возникающих в момент размыкания цепи катушки. При наличии диода ток катушки через него свободно стекает предотвращая возникновения пиков напряжения в момент размыкания и защищая таким образом контакты от искрения и другие чувствительные цепи от этих толчков.

Зачем нужно использовать реле? Каждый раз когда требуется подключить устройство, потребляющее ток больший, нежели управлящее устройтво способно выдать на свой выход — требуется установка реле. Катушка реле для его активизации требует очень малых токов (не более 200 миллиапер), а ток проходящий через общий нормально замкнутый и нормально разомкнутый контакты напротив, может быть весьма велик и достигать в пределе 30-40 ампер.

Это свойство реле позволяет управлять такими устройствами, как фары, парковочные огни, гудки и т.п. используя слаботочные выходы сигнализаций, центральных замков или других систем. В некоторых случаях необходимо одновременно включить несколько устройств используя один выход. Тогда подключают этот выход к множеству реле которые в свою очередь одновременно замыкают и размыкают множество цепей одновременно.

Существует огромное множество задач которые требуют применения реле, далее мы рассмотрим лишь самую простую из них в качестве примера.

Смена полярности с отрицательной на положительную

Если у вас имеется отрицательный выход на каком-нибудь устройстве, таком как сигнализация или центральный замок, и вы хотите использовать его для управления устройством которое требует +12 вольт для работы (например фары или замок люка в крыше) вам потребуется подключить реле как показано ниже для смены полярности управляющего напряжения.

Смена полярности с положительной на отрицательную

Если Вам наоборт необходимо использовать положительный выход сигнализации с устройством которое требует замыкания на «землю», подключите реле следующим образом для смены полярности управляющего сигнала на отрицательную.

Резисторы

Резисторы, также как реле и диоды — компоненты которые часто используются в работе инсталлятора.Чаще всего одни применяются в схемах блокировки дверей, цепей задержки, удаленного запуска или для разряда конденсатора.

Резистор — это прибор, который создает некоторое, заданное, сопротивление течению электрического тока. Чем больше сопротивление, тем меньший может течь ток.

Основная харатеристика резистора — это его сопротивление, измеряемое в Омах. Сопротивление обычно кодируют цветными полосками на корпусе. Если используется 4 полоски, то первые две кодируют номинал, третья — множитель а четвертая — погрешность, если используется 5 плосок, то 3 первые из них задают номинал. Предположим что у нас имеется обычный резистор 1 КОм и 5% допуском. Чтобы узнать его номинал нам нужно взять цифру соответствующую цвету первой полоски (в данном случае это коричневый) — это 1. Затем взять цифру соответствующую цвету второй полоски (черный) — это 0. У нас получается значение 10, которое нужно умножить на значение множителя соответствующее цвету 3 полоски (красный) — это 100. Таким образом у нас получается 10*100 = 1000 Ом = 1 кОм.

Т.к. резисторы сложно изготовить в строгом соответствии номиналу производители маркируют резисторы полоской погрешности. Она обычно бывает золотая или серебряная, хотя иногда может и отсутствовать. Золотой цвет означает что погрешность значения номинала составляет максимум 5%, серебряный — 10%, а отсутствие полоски погрешности означает, что погрешность составляет 20%. Погрешность означает диапазон возможных значений, к примеру наш резистор 1кОм имеет золотую полоску погрешности (5%) — это означает, что его реальный номинал лежит в диапазоне от 950 ом до 1050 ом.

Если цветного кода нет на корпусе резистора то его номинал может быть указан на корпусе (в большинстве отчественных моделей). Если кода или значения на корпусе нет — то тогда остается использовать мультиметр для измерения номинада.

Таблица цветной кодировки резисторов

Цвет	1-ая полоска	2-ая полоска	3-я полоска*	Множитель	Погрешность ± %
Черный	0	0	0	1
Коричневый	1	1	1	10	± 1%
Красный	2	2	2	100	± 2 %
Оранжевый	3	3	3	1000
Желтый	4	4	4	10,000
Зеленый	5	5	5	100,000	± 0.5 %
Синий	6	6	6	1,000,000	± 0.25 %
Фиолетовый	7	7	7	10,000,000	± 0.10 %
Серый	8	8	8	100,000,000	± 0.05 %
Белый	9	9	9	1,000,000,000
Золотой				0.1	± 5 %
Серебряный				0.01	± 10 %
Отсутствует					± 20 %

* Если резистор марикирован 5 полосками, то значение до использования множителя будет 3-х значным и третью цифру надо взять из третьей колонки таблицы. Если используется только 4 полоски, то просто игнорируйте эту колонку.

Диоды и все о них:

Начинать изучение инсталляторского дела следует непременно с основ электроники и электротехники.

Используя всего-навсего реле и несколько диодов вы можете создать цепь дистанционного запуска используя уже установленную сигнализацию или центральный замок. Добавив к этому конденсатор и резистор вы получите таймер который создаст необходимую задержку. Или добавив реле к одному из дистанционно управляемых выходов вашей сигнализации сможете включить одновременно сразу несколько устройств — например усилитель, фары и т.п.

Испольуя закон Ома, легко подсчитать правильный номинал плавкого предохранителя в цепи, или подсчитать полное сопротивление нагрузки из нескольких колонок на усилитель а также многое другое.

Диоды

Самый простой в использовании и один из самых часто используемых компонентов — это диоды. Диод — это полупроводниковый прибор, который пропускает ток только в одном направлении. У диода два вывода — анод и катод (катод помечен полоской).

Ток через диод течет лишь в том случае, когда потенциал на аноде больше чем на катоде.

Как можно использовать диоды? Вот пример: многие автомобили имеют два отдельных концевых выключателя (триггера) дверей которые установлены изолированно друг от друга (обычно так бывает на американских авто), один выключатель для водительской двери, а второй — для всех остальных. Если блок автосигнализации имеет только один вход для подключения концевых выключателей дверей — то Вам необходимо соединить оба выключателя с этим входом, потому что если вы не подключите к сигнализации хотя-бы один из них то часть дверей автомобиля не будет находится под охраной.

С другой стороны, если Вы просто соедините оба выключателся с соответствующим входом блока сигнализации, то некоторые полезные функции, такие как звуковая сигнализация открытия дверей или индикаторы открытия дверей на прибороной панели могуть пропасть или выдавать неверную информацию (например неправильно отображать, какая именно дверь открылась, одна из пассажирских или водительская).

Чтобы изолировать два и более положительных концевых выключателей дверей просто соедините их через диоды, таким образом, чтобы анод каждого диода был соединен с соответсвующим триггером, а катоды всех диодов были соединены с положительным входом блока сигнализации.

По такой-же схеме можно подключать несколько датчиков с отрицательными выходами, например несколько датчиков удара и к одному входу сигнализации.

Обычно, если не указано особо, подразумевается что используемые диоды рассчитаны на максимальный ток в 1 ампер.

Ток — это то что течет по проводнику. Ток всегда течет от точки с больщим потенциалом к точке с наименьшим потенциалом по поверхности проводника. Ток обозначается символом I , а силу тока измеряют в амперах (а.)

Напряжение — это разность электрического потенциала между двумя точками электрической цепи. Его можно представить как давление, благодаря которому течет ток. Напряжение обозначают U и измеряют в вольтах (в.)

Сопротивление определяет насколько большой ток может протекать через какой-либо компонент. Резисторы используются для ограничения уровней тока и напряжения. Большое сопротивление определяет что ток уменшится до малых величин, малое сопротивление, наоборот позволяет течь токам больших величин. Сопротивление обозначают R и измеряют в омах (ом.)

Мощность определяет скорость передачи или преобразования электрической энергии. Ее обозначают P и измеряют в ваттах (вт.). Мощность равна произведению значений тока и напряжения.

Закон Ома определяет соотношение между напряжением и током. Он гласит, что сила постоянного электрического тока I в проводнике прямо пропорциональна разности потенциалов (напряжению) U между двумя фиксированными точками этого проводника. Коэффициент пропорциональности называется сопротивлением и измеряется в омах. Один ом — сопротивление проводника, между концами которого при силе тока 1 ампер возникает напряжение 1 вольт.

На диаграмме показаны соотношения этих четырех величин, следующие из закона Ома.

Автомобильные реле: как устроены, как их выбирать и проверять

Машины год от года становятся все умнее – они уже самостоятельно вращают рулем, меняют жесткость подвески, делают водителю массаж пятой точки и многое другое… Однако конечный исполнительный механизм большинства электрических цепей автомобиля, скромная «рабочая лошадка» – это реле, практически не изменившее свою конструкцию аж с 1831 года, когда впервые было изобретено… Что обычному автовладельцу полезно знать о реле?

Как устроено и применяется реле

К ак известно, габариты и мощность выключателя, коммутирующего мощную нагрузку, должны этой нагрузке соответствовать. Нельзя включить такие серьезные потребители тока в автомобиле, как, скажем, вентилятор радиатора или обогрев стекла крошечной кнопочкой – её контакты просто сгорят от одного-двух нажатий. Соответственно, кнопка должна быть крупной, мощной, тугой, с четкой фиксацией положений on/off. К ней должны подходить длинные толстые провода, рассчитанные на полный ток нагрузки.

Но в современном автомобиле с его изящным дизайном интерьера места таким кнопкам нет, да и толстые провода с дорогостоящей медью стараются применять экономно. Поэтому в качестве дистанционного силового коммутатора чаще всего применяется реле – оно устанавливается рядом с нагрузкой или в релейном боксе, а управляем мы им с помощью крошечной маломощной кнопочки с подведенными к ней тоненькими проводками, дизайн которой легко вписать в салон современной машины.

Внутри простейшего типичного реле располагается электромагнит, на который подается слабый управляющий сигнал, а уже подвижное коромысло, которое притягивает к себе сработавший электромагнит, в свою очередь замыкает два силовых контакта, которые и включают мощную электрическую цепь.

В автомобилях чаще всего используются два типа реле: с парой замыкающих контактов и с тройкой переключающих. В последнем при срабатывании реле один контакт замыкается на общий, а второй в это время отключается от него. Существуют, конечно же, и более сложные реле, с несколькими группами контактов в одном корпусе – замыкающими, размыкающими, переключающими. Но встречаются они существенно реже.

Обратите внимание, что на нижеприведенной картинке у реле с переключающей контактной тройкой рабочие контакты пронумерованы. Пара контактов 1 и 2 называется «нормально замкнутые». Пара 2 и 3 – «нормально разомкнутые». Состоянием «нормально» считается состояние, когда на обмотку реле НЕ подано напряжение.

Наиболее распространенные универсальные автомобильные реле и их контактные выводы со стандартным расположением ножек для установки в блок предохранителей или в выносную колодку выглядят так:

Герметичное реле из комплекта нештатного ксенона выглядит иначе. Залитый компаундом корпус позволяет ему надежно работать при установке вблизи фар, где водяной и грязевой туман проникают под капот через решетку радиатора. Цоколевка выводов – нестандартная, поэтому реле комплектуется собственным разъемом.

Для коммутации больших токов, в десятки и сотни ампер, используют реле иной конструкции, нежели описанные выше. Технически суть неизменна – обмотка примагничивает к себе подвижный сердечник, который замыкает контакты, но контакты имеют значительную площадь, крепление проводов – под болт от М6 и толще, обмотка – повышенной мощности. Конструктивно эти реле сходны со втягивающим реле стартера. Применяются они на грузовых машинах в качестве выключателей массы и пусковых реле того же стартера, на разной спецтехнике для включения особо мощных потребителей. Нештатно их используют для аварийной коммутации джиперских лебедок, создания систем пневмоподвески, в качестве главного реле системы самодельных электромобилей и т.п.

К слову, само слово «реле» переводится с французского как «перепряжка лошадей», и появился сей термин в эпоху развития первых телеграфных линий связи. Малая мощность гальванических батарей того времени не позволяла передавать точки и тире на дальние расстояния – все электричество «гасло» на длинных проводах, и доходившие до корреспондента остатки тока были неспособны шевельнуть головку печатающего аппарата. В результате линии связи стали делать «с пересадочными станциями» – на промежуточном пункте ослабевшим током активировали не печатающий аппарат, а слабенькое реле, которое уже, в свою очередь, открывало путь току из свежей батареи – и далее, и далее…

Что нужно знать о работе реле?

Напряжение, которое обозначено на корпусе реле, – это усредненное оптимальное напряжение. На автомобильных реле пропечатано «12V», но срабатывают они и при напряжении 10 вольт, сработают и при 7-8 вольтах. Аналогично и 14,5-14,8 вольт, до которых поднимается напряжение в бортсети при запущенном двигателе, им не вредит. Так что 12 вольт – это условный номинал. Хотя реле от 24-вольтовой грузовой машины в 12-вольтовой сети не заработает – тут уж разница слишком велика…

Второй главный параметр реле после рабочего напряжения обмотки – максимальный ток, который может пропустить через себя контактная группа без перегрева и пригорания. Указывается он обычно на корпусе – в амперах. В принципе, контакты всех автомобильных реле достаточно мощные, «слабаков» тут не водится. Даже самое миниатюрное коммутирует 15-20 ампер, реле стандартных размеров – 20-40 ампер. Если ток указывается двойной (например, 30/40 А), то это означает кратковременный и долговременный режимы. Собственно, запас по току никогда не мешает – но это касается в основном какого-то нештатного электрооборудования автомобиля, подключаемого самостоятельно.

Выводы автомобильных реле маркируются в соответствии с международным электротехническим стандартом для автопрома. Два вывода обмотки пронумерованы цифрами «85» и «86». Выводы контактной «двойки» или «тройки» (замыкающие или переключающие) обозначаются как «30», «87» и «87а».

Впрочем, гарантии маркировка, увы, не дает. Российские производители порой маркируют нормально замкнутый контакт как «88», а иностранные – как «87а». Неожиданные вариации стандартной нумерации встречаются и у безымянных «брендов», и у компаний уровня Bosch. А иногда контакты и вовсе маркируются цифрами от 1 до 5. Так что если тип контактов не подписан на корпусе, что нередко случается, лучше всего проверить распиновку неизвестного реле при помощи тестера и источника питания 12 вольт – подробнее об этом ниже.

Контактные выводы реле, к которым подключается электропроводка, могут быть «ножевого» типа (для установки реле в разъем колодки), а также под винтовую клемму (обычно у особо мощных реле или реле устаревших типов). Контакты бывают «белыми» или «желтыми». Желтые и красные – латунь и медь, матовые белые – луженая медь или латунь, блестящие белые – сталь, покрытая никелем. Луженые латунь и медь не окисляются, но голая латунь и медь – лучше, хотя и склонны темнеть, ухудшая контакт. Никелированная сталь также не окисляется, но сопротивление её высоковато. Неплохо, когда силовые выводы – медные, а выводы обмотки – никелированные стальные.

Чтобы реле сработало, на его обмотку подается питающее напряжение. Полярность его – безразлична для реле. Плюс на «85» и минус на «86», или наоборот – без разницы. Один контакт обмотки реле, как правило, постоянно подсоединен к плюсу или минусу, а на второй приходит управляющее напряжение с кнопки или какого-либо электронного модуля.

В прежние годы чаще использовалось постоянное подключение реле к минусу и плюсовой управляющий сигнал, сейчас более распространен обратный вариант. Хотя это не догма – бывает по-всякому, в том числе и в рамках одного автомобиля. Единственный вариант исключения из правил – реле, в котором параллельно обмотке подключен диод – тут уже полярность важна.

Если напряжение на обмотку реле подает не кнопка, а электронный модуль (штатный или нештатный – например, охранное оборудование), то при отключении обмотка дает индуктивный всплеск напряжения, который способен повредить управляющую электронику. Чтобы погасить всплеск, параллельно обмотке реле включается защитный диод.

Как правило, внутри электронных узлов эти диоды уже есть, но иногда (в особенности в случае различного допоборудования) требуется реле со встроенным внутри диодом (в этом случае его символ маркирован на корпусе), а изредка применяется выносная колодка с диодом, припаянным со стороны проводов. И если вы устанавливаете какое-то нештатное электрооборудование, нуждающееся, согласно инструкции, в таком реле, требуется строго соблюдать полярность при подключении обмотки.

Обмотка реле потребляет мощность около 2-2,5 ватт, из-за чего его корпус во время работы может достаточно сильно греться – это не криминально. Но нагрев допускается у обмотки, а не у контактов. Перегрев же контактов для реле губителен: они обугливаются, разрушаются и деформируются. Такое случается чаще всего в неудачных экземплярах реле российского и китайского производства, у которых плоскости контактов порой не параллельны друг другу, контактная поверхность из-за перекоса недостаточна, и при работе идет точечный токовый разогрев.

Реле не выходит из строя мгновенно, но рано или поздно перестает включать нагрузку, или наоборот – контакты привариваются друг к другу, и реле перестает размыкаться. К сожалению, выявить и предупредить такую проблему не совсем реально.

Проверка реле

При ремонте неисправное реле обычно временно подменяют исправным, а затем заменяют на аналогичное, и дело с концом. Однако мало ли какие задачи могут возникнуть, к примеру, при установке дополнительного оборудования. А значит, полезно будет знать элементарный алгоритм проверки реле с целью диагностики или уточнения цоколевки – вдруг попалось нестандартное? Для этого нам понадобятся источник питания с напряжением 12 вольт (блок питания или два провода от аккумулятора) и тестер, включенный в режиме измерения сопротивления.

Предположим, что у нас реле с 4 выводами – то есть, с парой нормально разомкнутых контактов, работающих на замыкание (реле с переключающей контактной «тройкой», проверяется аналогичным образом). Сперва касаемся щупами тестера поочередно всех пар контактов. В нашем случае это 6 комбинаций (изображение условное, чисто для понимания).

На одной из комбинаций выводов омметр должен показать сопротивление около 80 ом – это обмотка, запомним или пометим её контакты (у автомобильных 12-вольтовых реле наиболее распространенных типоразмеров это сопротивление бывает в диапазоне от 70 до 120 ом). Подадим на обмотку напряжение 12 вольт от блока питания или АКБ – реле должно отчетливо щелкнуть.

Соответственно, два других вывода должны показывать бесконечное сопротивление – это наши нормально разомкнутые рабочие контакты. Подключаем к ним тестер в режиме прозвонки, а на обмотку одновременно подаем 12 вольт. Реле щелкнуло, тестер запищал – все в порядке, реле работает.

Если же вдруг на рабочих выводах прибор показывает замыкание даже без подачи напряжения на обмотку, значит, нам попалось редкое реле с НОРМАЛЬНО ЗАМКНУТЫМИ контактами (размыкающимися при подаче напряжения на обмотку), либо, что более вероятно, контакты от перегрузки оплавились и сварились, замкнувшись накоротко. В последнем случае реле отправляется в утиль.

Тепловое реле: устройство и принцип действия

Мы с вами изучили уже многие «кирпичики» электроники — полупроводниковые диоды, полевые и биполярные транзисторы, резисторы, конденсаторы.

Когда знаешь, как работает составные части — легче понять, как работает устройство целиком.

Сегодня мы еще уменьшим хаос в наших головах и разберемся, как устроено и как работает реле.

Приготовьтесь испытать радость познания!

Что такое электромагнитное реле?

Cразу отметим, что из всего многообразия реле мы рассмотрим лишь электромагнитные реле. А из множества электромагнитных реле рассмотрим те, которые наиболее широко применяются в околокомпьютерных устройствах.
Электромагнитное реле (далее — реле) – это устройств, позволяющее посредством небольших токов управлять большими токами.

Мы уже сталкивались ранее с подобными устройствами. Да, когда изучали биполярные и полевые транзисторы. Так, в биполярном транзисторе небольшой ток базы управляет гораздо большим (в десятки и сотни раз) током коллектора.

Отметим, что транзисторы, в отличие от реле, гораздо более быстродействующие приборы, и могут управлять более высокочастотными сигналами. Но реле в целом более надежная штука, чем полупроводниковый транзистор.

В электромагнитном реле, в отличие от биполярного транзистора, управляющая цепь гальванически развязана от силовой, что, в общем случае, является преимуществом.

Пример твердотельного реле

Предположим, нам нужен микроконтроллер с сигналом порта цифрового выхода всего лишь +5 В для управления нагревательным элементом 120 В переменного тока, 600 Вт. Для этого мы могли бы использовать опто-триационный изолятор MOC 3020, но внутренний триак может пропускать только максимальный ток (I TSM ) в пике 1 А на пике источника переменного тока 120 В, поэтому необходимо также использовать дополнительный переключающий триак.

Сначала давайте рассмотрим входные характеристики оптоизолятора MOC 3020 (доступны другие опто-триаки). Спецификация оптоизоляторов говорит нам, что прямое напряжение (V F ) падения входного светодиода составляет 1,2 В, а максимальный прямой ток (I F ) составляет 50 мА.

Светодиоду требуется около 10 мА, чтобы он мог достаточно ярко светиться до максимального значения 50 мА. Однако порт цифрового выхода микроконтроллера может выдавать максимум 30 мА. Тогда значение требуемого тока лежит где-то между 10 и 30 миллиампер. Следовательно:

Таким образом, можно использовать резистор для ограничения последовательного тока со значением от 126 до 380 Ом. Поскольку порт цифрового выхода всегда переключается на +5 В и для уменьшения рассеивания мощности через светодиод оптопары мы выберем предпочтительное значение сопротивления 240 Ом. Это дает светодиодный прямой ток менее 16 мА. В этом примере подойдет любое предпочтительное значение резистора между 150 Ом и 330 Ом.

Нагрузка нагревательного элемента составляет 600 Вт. Использование 120 В переменного тока даст нам ток нагрузки 5 ампер (I = P / V). Поскольку мы хотим управлять этим током нагрузки в обоих полупериодах (все 4 квадранта) формы сигнала переменного тока, нам потребуется триак переключения сети.

BTA06 — это симистор 600 В на 6 ампер (I T (RMS) ), подходящий для общего / двухпозиционного переключения нагрузок переменного тока, но подойдет любой аналогичный симистор с номинальным напряжением 6–8 ампер. Кроме того, для этого переключающего триака требуется только 50 мА привода затвора для запуска проводимости, что намного меньше максимального значения 1 А для оптоизолятора MOC 3020.

Учтите, что выходной триак оптоизолятора включился при пиковом значении (90 o ) среднеквадратичного напряжения питания 120 В переменного тока. Это пиковое напряжение имеет значение: 120 x 1,414 = 170Vpk. Если максимальный ток опто-триаков (I TSM ) составляет 1 А, то минимальное значение требуемого последовательного сопротивления составляет 170/1 = 170 Ом или 180 Ом до ближайшего предпочтительного значения. Это значение 180 Ом будет защищать выходной триак оптопары, а также затвор триака BTA06 при питании 120 В переменного тока.

Если симистор оптоизолятора включается при значении пересечения нуля (0 o ) среднеквадратичного переменного напряжения питания 120 В , то минимальное напряжение, необходимое для подачи требуемого тока возбуждения затвора 50 мА, заставляющего переключающий триак в проводимость, будет: 180 Ом х 50 мА = 9,0 вольт. Затем симистор срабатывает, когда синусоидальное напряжение Gate-to-MT1 превышает 9 вольт.

Таким образом, минимальное напряжение, требуемое после точки пересечения нуля формы сигнала переменного тока, должно составлять 9 вольт, при этом рассеяние мощности в этом последовательном затворном резисторе очень мало, поэтому можно безопасно использовать резистор номиналом 0,5 Ом с сопротивлением 0,5 Ом и номиналом 0,5 Вт. Рассмотрим схему ниже.

Как устроено электромагнитное реле?

Электромагнитное реле — это электромеханическая система, состоящая, в самом простом случае, из катушки с проводом (обмотки), помещенной на металлический сердечник и подвижной части (якоря), соединенного с пружинящими контактными пластинами. Работа его основана на принципе электромагнитной индукции.

При подаче напряжения на обмотку по ней протекает ток, возникает электромагнитная индукция, намагничивающая сердечник из магнитомягкого материала.

Магнитомягкий материал представляет собой специальный сплав на основе железа, который быстро намагничивается и быстро теряет намагниченность при исчезновении электромагнитного поля.

При определённой величине тока в обмотке сила притяжения сердечника превышает силу упругости пружины якоря — и якорь притягивается к сердечнику.

С якорем соединены механические элементы с гибкими контактами, которые при притяжения якоря к сердечнику замыкаются или размыкаются, в зависимости от конкретной конструкции.

Одно реле может иметь несколько групп контактов.

Для уменьшения переходного сопротивления рабочие части контактов покрывают благородными металлами (золото, палладий) или сплавами на основе серебра, кадмия и других металлов. Вид покрытия контактов влияет на стоимость реле в целом.

Для защиты обмотки и контактов от внешних воздействий вся конструкция очень часто помещается в закрытый корпус. На корпус наносится маркировка.

Виды реле тока

Существуют такие виды приборов постоянного и переменного тока:

1. Промежуточные;
2. Защитные;
3. Измерительные;
4. Давления;
5. Времени.

Промежуточное устройство или реле максимального тока (РТМ, РСТ 11М, РС-80М, РЭО-401) применяется для размыкания или замыкания цепей определенной электрической сети при достижении определенного значения тока. Чаще всего используется в квартирах или домах с целью повышения защиты бытового оборудования от скачков напряжения и силы тока. Принцип действия теплового или защитного прибора основан на контроле температуры контактов определенного прибора. Оно используется для защиты приборов от перенагревания. К примеру, если утюг перегреется, то такой датчик автоматически отключит питание и включит его после остывания прибора.

Однофазные реле контроля тока.

Статическое или измерительное реле (РЭВ) помогает замыкать контакты цепи при появлении определенного значения электрического тока. Его главное назначение – это сравнение имеющихся параметров сети и необходимых, а также быстрое реагирование на их изменение. Реле давления (РПИ-15, 20, РПЖ-1М, FQS-U, FLU и прочие) необходимо для контроля жидкости (воды, масла, нефти), воздуха и т. д. Используется для отключения насоса или прочего оборудования при достижении установленных показателей давления. Часто используются в водопроводных системах и на станциях техобслуживания авто.

Реле выдержки времени (производитель EPL, Danfoss, а также модели РТВ) необходимы для управления и замедления реагирования определенных приборов при обнаружении утечки тока или других неполадках в сети. Такие приборы релейной защиты применяются как в быту, так и в промышленности. Они препятствуют преждевременному включению аварийного режима, срабатыванию УЗО (оно же дифференциальное реле) и автоматических выключателей. Схема их установки часто сочетается с принципом включения в сеть защитного оборудования и дифов.

Помимо этого также бывают электромагнитные реле напряжения и тока, механические, твердотельные и т. д. Твердотельное реле – это однофазное устройство для коммутации больших токов (от 250 А), обеспечивающее гальваническую защиту и изоляцию электрических цепей. Это, в большинстве случаев, электронное оборудование, предназначенное для быстрого и точного реагирования на возникновение проблем в сети. Еще одним преимуществом является то, что такое токовое реле можно сделать своими руками.

По конструкции реле классифицируются на механические и электромагнитные, а сейчас уже, как сказано выше, на электронные. Механическое может использоваться в различных условиях работы, для его подключения не требуется сложная схема, оно долговечное и надежное. Но вместе с этим, недостаточно точное. Поэтому сейчас в основном используются его более современные электронные аналоги.

Простейшее токовое реле.

В связи с этим следует учитывать возможное время задержки срабатывания. Оно достаточно мало, но в некоторых ситуациях может оказывать влияние на работу других элементов схемы. Электромагнитные реле можно классифицировать по следующим признакам:

• области применения:
• для цепей управления, защиты или сигнализации;
• мощности управления:
• малой мощности, управляющий сигнал ≤1 Вт, средней мощности, сигнал управления находится в пределах от 1 до 9 Вт, высокой мощности – мощность сигнала ≥10 Вт;
• времени реакции на сигнал управления:
• безынерционные время реакции ≤ 0,001 сек., быстродействующие — время реакции от 0,001 до 0,05 сек., замедленные время реакции от 0,05 до 1 сек., а также реле времени с регулируемой задержкой срабатывания.
• характеру управляющего напряжения:
• постоянного тока —нейтральные, поляризованные и переменного тока.

Будет интересно➡ Особенности электромагнитного реле

Отдельно стоит остановиться на особенностях реле постоянного тока. Как было выше сказано они подразделяются на нейтральные и поляризационные. Главное отличие этих двух групп заключается в том, что поляризационные устройства чувствительны к полярности приложенного напряжения, то есть подвижный сердечник меняет свое направление с правого на левое или наоборот в зависимости от полярности напряжения.

Материал по теме: Что такое реле времени

Электромагнитные реле постоянного тока делятся на:

• двухпозиционные;
• двухпозиционные с преобладанием;
• трехпозиционные или реле с нечувствительной зоной.

Срабатывание же устройств нейтрального типа не зависит от полярности подаваемого напряжения. К недостаткам реле использующих, в качестве управляющего сигнала, постоянный ток можно отнести необходимость установки блоков питания, для подачи постоянного тока и высокая стоимость самого устройства. Реле переменного тока этого лишены, но и у них есть свои недостатки такие как — необходимость доработки конструкции для устранения вибрации сердечника. Рабочие параметры хуже, чем у устройств использующих линейную форму управляющего сигнала, а именно — хуже чувствительность, гораздо меньшее электрическое усилие. Но в тоже время они могут напрямую подключаться к электрической сети переменного тока.

Герконовые реле

Существует такая разновидность электромагнитных реле как герконовое реле.

Геркон — это сокращение от слов «герметизированный контакт».

В обычном реле в большинстве случаев контакты работает в окружающем воздухе, в котором содержатся водяные пары, пыль и кислород, способствующий окислению рабочих поверхностей.

В герконах же контакты находятся в герметичной стеклянной капсуле, которая может быть заполнена осушенным воздухом, инертным газом или вакуумом.

Капсула с контактами помещается внутри обмотки.

Следствием этого является гораздо больший ресурс работы, превышающий на порядок ресурс обычных контактов.

Так, обычно реле должно обеспечить порядка 100 000 срабатываний контактов.

Герконовое же может обеспечить миллион срабатываний и более.

Впечатляющая разница, не так ли?

Капсула с контактами может быть заполнена ртутью для уменьшения электрического сопротивления.

Антипух. Хлопки на газе.

Иногда при включении зажигания в подкапотном пространстве раздается хлопок. Хлопает по-разному — может просто чихнуть, а может разорвать воздушный фильтр, ресивер и Датчик Массового Расхода Воздуха (ДМРВ).

Причина этих хлопков — воспламенение паров топлива во впускном коллекторе. В момент включения зажигания одновременно во всех цилиндрах проскакивает искра — и пары топлива взрываются.

Топливо может поступать в цилинды при заглушенном двигателе через протекающие форсунки или через пропускающий клапан адсорбера. На автомобилях с ГБО пары газа поступают через клапан в редукторе, или остаются в подающем шланге и распределяются по цилиндрам после остановки двигателя. Поэтому при частых хлопках желательно переключить машину на бензин, дать поработать 5-10 секунд, и только потом глушить.

Существует решение этой проблемы в виде установки дополнительного реле в цепь питания модуля зажигания — так называемый Антипух.

Принцип его работы такой: при включении зажигания питание на модуль зажигания не поступает. С началом прокрутки двигателя стартером впускной тракт проветривается поступающим воздухом и включается питание модуля зажигания. Вероятность хлопка не исключается полностью, но значительно снижается.

Схема подключения дополнительного реле Антипуха.

Разрезаем провод питания модуля зажигания (на схеме разрыв отмечен крестиком)

Далее присоединяем контакты схемы:

Вывод 1 — к управляющему проводу втягивающего реле через диод, например КД521, 522 или любой другой с током более 1 Ампера.

Вывод 2 — к проводу питания модуля со стороны модуля.

Вывод 3 — на массу.

Вывод 4 — к проводу питания модуля со стороны жгута проводки.

Принцип работы устройства. При включении зажигания питание на модуль зажигания не подается через разомкнутые контакты реле. При прокрутке стартера управляющее напряжение втягивающего реле подается на контакт 1, реле срабатывает и на модуль зажигания поступает питание. Одновременно питание с контакта 4 поступает на управляющий контакт 1 и удерживает реле во включенном состоянии. При выключении зажигания питание на контакте 4 исчезает, реле размыкается и прекращает подачу питания на модуль зажигания до следующей прокрутки стартера.

Внимание. Схема Антипуха распространяется как есть, Вы используете ее на свой страх и риск, в случае какого-либо ущерба из-за ее использования автор не несет никакой ответственности!

Обозначение реле схемах

Теперь давайте перейдем к практике и посмотрим, как электромагнитные реле обозначаются в схемах.

В отечественной технической литературе обмотка реле обозначается прямоугольником, контакты — соединенными или разъединенными короткими отрезками линий. Если реле имеет две обмотки, то в прямоугольнике изображаются две косые линии. Герконовые контакты обводят кружком, символизирующим капсулу, в которую они помещены. Возле обмотки реле наносится его порядковый номер в схеме (К1, К2, К3 и т.д.)

Изображения контактов реле могут располагаться как вблизи от изображения обмотки, так и в других местах схемы. Чтобы не было путаницы, контакты реле также обозначают буквенно-цифровыми символами. Если есть несколько реле, обозначенных как К1, К2, К3, то контакты обозначают, соответственно, К1.1, К2.1, К3.1 и т.д.

Если у какого-то реле несколько групп контактов, то изменяется последняя цифра – К1.1, К1.2, К1.3 и т.д.

В иностранной технической литературе обмотка реле может обозначаться как катушка индуктивности (чем она по факту и является) с буквенным обозначением RY, Relay.

Резисторы для реле РПВ, РПО в схемах с электромеханикой

В старых схемах катушки электромеханических реле РПВ и РПО включались в цепи управления последовательно с резисторами (см. Рис.1). Делалось это для того, чтобы, при пробое катушки, напряжение на электромагнитах выключателя было меньше напряжения их срабатывания. В этом случае резистор являлся плечом делителя напряжения, на котором создавалось требуемое падение.

Рис. 1. Подключение реле РПВ, РПО в схемах с электромеханикой

Такая схема позволяла предотвратить несанкционированное включение/ отключение силового выключателя, которое может привести к нехорошим последствиям (особенно включение)

Интересно, что в современных схемах с микропроцессорными терминалами эти резисторы не применяются (см. Рис. 2)

Рис. 2. Подключение входов РПВ, РПО в схемах с МП РЗА

Дискретные входы РПВ и РПО включены в цепи управления напрямую. В нормальном режиме сопротивление дискретного входа очень большое (даже больше, чем у реле с резистором) и поэтому на электромагните практически нет напряжения. Это круто.

Однако, при пробое дискретного входа на электромагнит выключателя прикладывается полное напряжение опер. тока, что приведет к самопроизвольной операции выключателя. Это не круто.

В принципе можно было поставить резистор и в цепи с дискретным входом, но тогда для РПВ, РПО придеться применять отдельные входы с другим порогом срабатывания, на что никто из производителей МП РЗА не идет.

Контакты реле

Как уже видно из обозначений, контакты реле могут быть в исходном состоянии (без подачи напряжения на обмотку) замкнутыми или разомкнутыми. Соответственно, они называются нормально замкнутыми (Normally Closed, NC) или нормально разомкнутыми (Normally Open, NO).

Очень часто контактная группа содержит и нормально замкнутый, и нормально разомкнутый контакт.

Это при подаче напряжение на обмотку контакты как бы меняются местами: нормально замкнутый становится разомкнутым, а нормально разомкнутый замыкается.

Такую совокупность нормально замкнутого и нормально разомкнутого контакта называют переключающим контактом.

В англоязычной литературе для описания контактов используются специальные аббревиатуры:

SPST (Single Pole, Single Throw) — один полюс, одно направление. Другими словами – это один нормально замкнутый или нормально разомкнутый контакт.

SPDT (Single Pole, Double Throw) — один полюс, два направления. Это комбинация нормально замкнутого и нормально разомкнутого контакта. Иными словами – переключающий контакт. При этом один из полюсов (контактов) называется общим (СOM), а другие – NC (с которым COM замкнут) и NO (с которым COM разомкнут).

DPST (Double Pole, Single Throw) — два полюса, одно направление. Это две группы контактов, комбинация из двух переключателей SPST, которые переключаются одновременно.

DPDT (Double Pole, Double Throw) — два полюса, два направления. Это также две группы контактов, комбинация из двух переключателей SPDT, которые переключаются одновременно.

Нормально разомкнутые контакты могут именоваться SPNO (Single Pole, Normally Open), DPNO (Double Pole, Normally Open), нормально закрытые — SPNC (Single Pole, Normally Closed), DPNC (Double Pole, Normally Closed).

В даташитах для обозначения контактов реле используются и другие обозначения:

• Form A – нормально разомкнутый контакт,
• Form B – нормально замкнутый контакт,
• Form C – переключающий контакт.

Перед буквой может стоять цифра, обозначающая количество групп контактов.

Так, например, 1А обозначает одну группу из одного нормально разомкнутого контакта, 2В – две группы, каждая из которых имеет один нормально замкнутый контакт, 3С – три группы, каждая из которых имеет один переключающий контакт.

Реле контроля тока утечки типа «РКТУ–01»

Принцип действия реле основан на непрерывном контроле тока в цепях постоянного, переменного или выпрямленного напряжения (в том числе контроля изоляции цепей газовой защиты) и выдачи сигнала срабатывания при превышении контролируемым током величины выбранной уставки (задается пользователем с помощью DIP-переключателя на лицевой панели). Срабатывание реле указывает на недопустимое снижение сопротивления изоляции, приводит к выводу газовой защиты из действия и действует в схему предупредительной сигнализации.

Широкий диапазон уставок срабатывания «РКТУ–01» делает возможным его применение при различных номинальных значениях оперативного напряжения от 24 до 220 В. Выбор уставки срабатывания может быть осуществлен на основании требований ПУЭ, согласно которому сопротивление изоляции каждого присоединения вторичных цепей должно быть не менее 0,5 МОм. Таким образом, например, для номинального оперативного напряжения 220 В значение допустимого тока утечки составляет не более 440 мкА, соответственно уставка срабатывания реле «РКТУ–01» выставляется равной 500 мкА.

В случае замыкания контакта газового реле во входной цепи «РКТУ–01» протекает ток, определяемый нагрузкой цепи газовой защиты и заведомо превышающий фиксированную уставку блокировки. При этом устройством автоматически обеспечивается запрет на выдачу сигнала срабатывания цепи контроля изоляции. Входная цепь «РКТУ-01» допускает длительное протекание тока величиной до 3 А, падение напряжение на входной цепи устройства при максимальном токе не превышает 4 В.

Устройство имеет дополнительный контактный выход, сигнализирующий о наличии напряжения питания. Данный выход может быть использован также для сигнализации о состоянии автомата питания газовой защиты или наличия напряжения на шинках.

Кроме контактных выходов устройство содержит на лицевой панели органы визуальной сигнализации о наличии напряжения питания (индикатор «Питание») и состоянии контролируемой цепи (индикатор «Сраб»). Индикатор «Сраб» обеспечивает выдачу непрерывной световой сигнализации при превышении контролируемым током значения уставки срабатывания и прерывистой сигнализации (мигание) при замыкании контактов газового реле (входной ток превышает уставку блокировки). Сигнализация включенного состояния уставки блокировки обеспечивается индикатором «БЛК ВКЛ».

При отключении уставки блокировки устройство может также использоваться для контроля целостности общесекционных шинок, например шинки УРОВ. Единственным дополнительным условием является установка в крайней ячейке секции параллельно контактам реле УРОВ присоединений высокоомного резистора R (порядка 1МОм), с помощью которого создается искусственный ток утечки, заведомо превышающий уставку срабатывания «РКТУ-01», но недостаточный для срабатывания цепи УРОВ вводного выключателя. При обрыве шинок УРОВ ток во входной цепи «РКТУ–01» пропадает и осуществляется возврат выходного реле К1, которое в нормальном режиме находится в состоянии срабатывания. Для блокирования выдачи сигнала о срабатывании при отключении автомата питания шинок УРОВ в данном случае может использоваться последовательно включенный контакт выходного реле К2.

Диапазон рабочих температур «РКТУ–01» составляет от минус 40°С до плюс 55°С.

sixbisix

В начале 2018 года захотелось подключить к мотоциклу различные электронные устройства не предусмотренные конструкцией: usb разъемы, регистратор и т.д. Да не просто подключить, а чтобы они включались по повороту ключа. Кажется, купи рэлюху герметичную, проводки подходящие и вот оно счастье!

Обремененный с детства занудной дотошностью решил, что нужно все от влаги загерметизировать. В связи с этим вопрос возник, где купить разъемы герметичные на рэлюху. С этим вопросом Мотозануда обратился в Моторушечку откуда и был послан уважаемым poorclown в нужном направлении (ссылка), за что премного благодарен, т.к. благодаря доброму совету и подробному разъяснению не пришлось тратиться на дорогостоящий ремонт мотоцикла.

Профилактика — лучшее лекарство! А поэтому решил немного позанудничать на тему – почему рэлюхи могут быть опасны и чем от этого предохраняться.

Обзор литературы и Интернет

Зараза самоиндукция
Если подключить управляющие контакты электромагнитного реле к полупроводниковым схемам мотоцикла и запустить эту адскую машину, то закончится это может плачевно для мотоцикла. Оказалось, что все дело в заразе – самоиндукции.

Как немного несведущий эксперт в области электроники для себя этот процесс осознал как возникновение обратного тока при резком отключении источника питания от контактов электромагнита реле. При этом этот самый ток хотя и дохленький, но напряжения высокого, которое может превышать исходное в несколько раз (есть слухи, что 220 В не предел). Именно это высокое напряжение может повредить нежные полупроводниковые схемы современного мотоцикла.
Процесс, в принципе, не сложный и на мой взгляд доходчиво описан тут,тут (стр. 11) и много где еще.

Способы предохранения
Существует четыре способа борьбы с вредной самоиндукцией.

Первый – не использовать электромагнитные реле. Недостатком является лишь то, что коммутировать большие токи становится сложнее, дороже и горячее. Сюда же относим каскад из твердотельного реле и электромеханического. Рассматривать варианты эти не будем, как выходящие за рамки обсуждаемой темы.

Второй – понижать напряжение на управляющих контактах электромагнитного реле постепенно. Например, сбросить с 12 В до 2 В. В этом случае реле отключится, но паразитной самоиндукции не будет. Подобную схему можно реализовать на мотоциклах BMW, если подключить управляющие контакты к разъему питания навигатора, на котором, после выключения зажигания еще подается около 2 В в течение нескольких минут.

Третий – с помощью диода (flyback diode). Преимущества такого способа заключается в том, что он полностью устраняет самоиндукцию (ссылка – стр. 200). Недостатки способа: дороже резистора; требует соблюдения полярности при подключении управляющих контактов реле; менее надежен по сравнению с резистором; снижает скорость работы реле и может сокращать срок его службы (ссылка).
Подробнее об этом способе можно почитать тут или тут.

Четвертый – с помощью резистора (bleeding resistor). Устраняет все недостатки диода, но не может полностью устранить самоиндукцию, хотя снижает ее существенно вплоть до безопасного уровня. Правда существует мнение, что если параметры резистора рассчитаны верно, то он не менее эффективен, чем диод (ссылка — кстати отличная статья по теме защиты от самоиндукции, но на английском).

В связи с особой опасностью самоиндукции в некоторых случаях методы борьбы комбинируют.

Хотя в статье и описаны все возможные методы, и даже приведены результаты замеров, но всё же стало интересно насколько резистор хуже диода и так ли диод хорош.

После непродолжительного изучения средств измерения пиастры были обменяны на горстку реле и осциллограф.

Измерительный прибор и измеряемые объекты

Исходные параметры. Напряжение на управляющих контактах 13.2 В.

Подача напряжение происходит путем контакт питающего провода к одному из контактов реле. Второй провод на контакте реле закреплен жестко.

Первый замер
Реле 75.3777-10 без каких либо средств предохранения.

Тут все плохо. При размыкании контактов напряжение колеблется от 112 В до 101 В и через 1.57 мс приходит к заветному нулю.

Второй замер
Реле 75.3777-10 без каких либо средств предохранения, но одетое на колодку в которую встроен защитный диод.

При подключении диода все становится намного лучше. Кратковременный скачок до — 12.4 В и мы наблюдаем изолинию.

Третий замер
Реле 75.3777-10 без диодов и резисторов. Выключение путем понижения напряжения. Отключение реле происходило на 3 В. Включалось на 7В.

При плавном снижении напряжения самоиндукции не наблюдается, но реле отключается. Такого же эффекта можно достигнуть если оставлять опорное напряжение на управляющих контактах ниже напряжения отключения.

Четвертый замер
Третье реле 61.36-8 373 700/01 (BMW) с защитой в виде резистора.

При размыкании контактов происходит колебания напряжения от 28.4 В до -95 В и через 5.5 мс напряжение отсутствует.

Пятный замер
Реле 71.3747-011 – защита в виде резистора. Интерес заключался в том, насколько отечественное отличается от BMW.

В итоге имеем 22.8 В до 62.4 В, а искомый ноль через 7.3 мс.

Шестой замер
Пятое реле неизвестного производства «BOSCH» с защитой в виде светодиода и резистора и купленное на авторынке по ключевому слову: мне нужно реле с диодом. Реле успешно работало в двух режимах: светодиод горит и светодиод не горит.

В первом режиме (при подаче напряжения на управляющие контакты светодиод горит) – напряжение скакнуло от 110 В до — 336 В и стабилизоровалось на нуле через 498 мкс.

Седьмой замер
Реле неизвестного производства «BOSCH» (описание реле см. Шестой замер).

Во втором режиме (при подаче напряжения на управляющие контакты светодиод не горит) — напряжение скакнуло 72В до -246 В, а заветный ноль был достигнут через 498 мкс.

Обсуждение результатов
Идеальным способом устранения самоиндукции, является постепенное снижение напряжения на управляющих контактах.
Тем не менее, принимая во внимание, что кратковременные импульсы менее 100В полупроводники переносят без повреждений, можно считать, что и диод и резистор являются адекватными средствами защиты электрических схем, содержащих полупроводники.

Обращает на себя внимание длительность самоиндукции — минимальная у диода, потом у фирменных реле с резистором (не более 8 мс) и почти 500 мкс (почти в 60 раз) у реле "BOSCH" неизвестного производителя. При этом у реле "BOSCH" неизвестного производителя также наблюдается напряжение, вызванное самоиндукцией, более 100В, что в совокупности с длительностью импульса скорее всего приведет к выходу из стороя электроных блоков.

Выводы
1. Устранить полностью ток, вызванный самоиндукцией можно только постепенным снижением напряжения.
2. Диоды лучше устраняют ток самоиндукции, по сравнению с резисторами, но не устраняют его до конца.
3. Не все диоды одинаково полезны.
4. Отечественное реле «безопаснее» реле «BOSCH» неизвестного производства.