Принцип работы электромагнитного реле

Электромагнитные реле выполняют роль надежных переключателей, подчиняются командам контроллера и позволяют механизмам работать слаженно и бесперебойно. Рассмотрим подробнее, что такое электромагнитное реле и как оно работает.

Что такое электромагнитное реле

Электромагнитное реле – это электромеханическое устройство, которое использует электромагнит для управления контактами электрической цепи. Проще говоря, реле включает или выключает электрическую цепь с помощью электрического сигнала, но без прямого механического воздействия.

Электромагнитные реле NNC: с 2 перекидными контактами (слева), с 1 перекидным контактом (справа)

Устройство электромагнитного реле

Электромагнитное реле состоит из следующих частей (схема 1):

1. Электромагнит:

А) сердечник – стержень или пластина, вокруг которой наматывается обмотка. Он служит для усиления магнитного поля. Для этого его изготавливают из ферромагнитного материала – материала, который обладает сильными магнитными свойствами (например, железа).

Б) обмотка – катушка из провода, намотанного на сердечник. Чаще всего используется медь, которая имеет высокую электропроводность и низкое электрическое сопротивление.

2. Якорь – подвижный элемент реле, обычно изготовленный из ферромагнитного материала.
3. Контакты – металлические элементы, которые могут замыкать или размыкать электрическую цепь. Контакты бывают:

• нормально разомкнутые (Normally Open – NO);
• нормально замкнутые (Normally Closed – NC);
• переключающий контакт – это комбинация нормально разомкнутого и нормально замкнутого контактов, имеющих общий вывод (COM).

4. Возвратная пружина – возвращает якорь и контакты в исходное положение.
5. Корпус: изготавливается из изоляционного материала (пластик, керамика), чтобы предотвратить электрический контакт с внешней средой.

6. Выводы – металлические ножки или клеммы, предназначенные для подключения обмотки и контактной группы к внешним электрическим цепям.

Схема 1: устройство электромагнитного реле

Схема 1: устройство электромагнитного реле NNC

 Дополнительно электромагнитное реле может иметь:

• Флажок "тест" – небольшая механическая кнопка, расположенная на корпусе реле. Она предназначена для ручного принудительного включения реле.
• Индикацию – светодиод или механический индикатор для показа состояния реле (вкл/выкл).

Электромагнитное реле NNC с индикацией и флажком "тест"

Как работает электромагнитное реле

Принцип действия электромагнитного реле заключается в создании магнитного поля с помощью электрического тока. Чтобы заставить реле работать, компоненты реле взаимодействуют между собой следующим образом:

1. Включение питания

Когда вы включаете реле, к его катушке подается электрический ток. Этот ток называется управляющим. 

2. Создание магнитного поля

Когда ток проходит через обмотку, вокруг сердечника возникает магнитное поле. Это поле “намагничивает” сердечник, т.е. он становится временным магнитом.

3. Переключение контактов

Магнитное поле сердечника притягивает якорь. Якорь движется и переключает контакты (схема 2):

• Замыкание контактов: якорь замыкает нормально разомкнутые контакты. Если реле настроено на замыкание, якорь прижимает один контакт к другому, и электрический ток начинает течь через подключенную цепь.
• Размыкание контактов: якорь размыкает нормально замкнутые контакты. Если реле настроено на размыкание, якорь отводит один контакт от другого, и ток перестает течь.
• Переключение контактов: якорь размыкает нормально замкнутые контакты и замыкает нормально разомкнутые. То есть ток перестает течь по одной цепи и начинает течь по другой.

Схема 2: контакты электромагнитного реле

4. Выключение питания

Когда вы отключаете питание (или когда ток в катушке падает), магнитное поле исчезает. Сердечник размагничивается. Это значит, что якорь больше не притягивается, пружина возвращает его в исходное положение, а контакты переключаются обратно. В результате:

• Если контакты были замкнуты, они размыкаются.
• Если контакты были разомкнуты, они замыкаются.

Схема 3: принцип работы электромагнитного реле

Во время работы реле создаются две раздельных электрических цепи:

1. Управляющая (первичная) цепь, через которую протекает ток управления на катушку реле.
2. Управляемая цепь (или силовая, вторичная): цепь, которую контакты реле включают и выключают, т.е. коммутируют.

Именно такой механизм работы позволяет создавать гальваническую развязку – изоляцию двух и более электрических цепей друг от друга. Энергия между ними передается через магнитное поле, созданное катушкой. Это обеспечивает основные преимущества электромагнитных реле: безопасность, защиту от помех и возможность соединения устройств с разным “заземлением” или напряжением.

Таким образом, работа электромагнитных реле основана на создании магнитного поля, которое приводит в действие контакты для замыкания или размыкания электрической цепи. Простая конструкция и механизм работы обеспечивают легкое подключение и обслуживание, стойкость к перегрузкам и безопасное управление электрическими цепями.