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小白談繼電器的工作原理及作用

在很多的家用電器上(如自動洗衣機、電爐加溫等等),為了防止電流過大而損傷電器,因此在電器上面安裝了一些繼電器。繼電器是一種電子控制器件,實際上是用較小的電流去控制較大電流的一種“自動開關”。那么繼電器的是如何工作的?其作用又有哪些?下面一起來看看:以上就是繼電器的概念、電路符號、主要作用、基本結構以及工作原理介紹了。繼電器經過一百多年的發展,已經形成了各種形式的,比如時間繼電器,溫度繼電器,舌簧繼電器,熱繼電器,差動繼電器,光繼電器,聲音繼電器,霍爾繼電器等,現在還有固態繼電器等,從機械到電子,各種形態都有。

  1.基本概念

  繼電器(英文名稱:relay)是一種電控制器件,是當輸入量(激勵量)的變化達到規定要求時,在電氣輸出電路中使被控量發生預定的階躍變化的一種電器。它具有控制系統(又稱輸入回路)和被控制系統(又稱輸出回路)之間的互動關系。通常應用于自動化的控制電路中,它實際上是用小電流去控制大電流運作的一種“自動開關”。故在電路中起著自動調節、安全保護、轉換電路等作用。

  19世紀30年代,美國物理學家約瑟夫·亨利在研究電路控制時利用電磁感應現象發明了繼電器。最早的繼電器是電磁繼電器,它利用電磁鐵在通電和斷電下磁力產生和消失的現象,來控制高電壓高電流的另一電路的開合,它的出現使得電路的遠程控制和保護等工作得以順利進行。繼電器是人類科技史上的一項偉大發明創造,它不僅是電氣工程的基礎,也是電子技術、微電子技術的重要基礎。

繼電器

  圖1 繼電器

  2.電路符號

  繼電器的文字符號為“K”,圖形如圖2所示。在電路圖中,繼電器的接點可以畫在該繼電器線圈的旁邊,或在遠離該繼電器線圈的地方,而用編號表示它們的彼此關系。

繼電器的電路符號

  圖2 繼電器的電路符號

  3.主要作用

  (1)放大:例如,靈敏型繼電器、中間繼電器等,用一個很微小的控制量,可以控制很大功率的電路。

  (2)綜合信號:例如,當多個控制信號按規定的形式輸入多繞組繼電器時,經過比較綜合,達到預定的控制效果。

  (3)自動、遙控、監測:例如,自動裝置上的繼電器與其他電器一起,可以組成程序控制線路,從而實現自動化運行。

  (4)擴大控制范圍:例如,多觸點繼電器控制信號達到某一定值時,可以按觸點組的不同形式,同時換接、開斷、接通多路電路。

  4.基本結構

繼電器的結構

  圖3 繼電器的結構

  繼電器由四部分構成,分別是線圈、磁路、反力彈簧和觸點。

  線圈的用途是通電后,它能產生電磁吸力,帶動磁路的銜鐵吸合,并使得觸點產生變位動作。

  磁路由鐵芯、鐵扼和銜鐵構成,它的任務是為線圈產生的磁通建立磁路通道。

  在磁路中,最重要的就是磁路氣隙,它是銜鐵和鐵芯之間的一段空隙。線圈未通電時氣隙為最大值,觸點為初始態;線圈通電后,氣隙為零,觸點變位為動作態。

  反力彈簧的作用就是為銜鐵提供與動作方向相反的斥力,當線圈斷電后它能幫助銜鐵和觸點復位。

  觸點用于對外執行控制輸出,它由常閉觸點和常開觸點構成。線圈得電繼電器吸合后,常閉觸點打開而常開觸點閉合,線圈斷電釋放后,常閉觸點和常開觸點均復位為初始狀態。

  5.工作原理

  繼電器的轉換觸點是繼電器的一個動觸點和兩個靜觸點。其中動觸點與靜觸點1處于閉會狀態,稱為常閉觸點,動觸點與靜觸點2處于斷開狀態,稱為常開觸點,如圖4所示。

繼電器的轉換觸點

  圖4 繼電器的轉換觸點

  當線圈得電時,其動觸點與靜觸點1立即斷開并與靜觸點2閉合,切斷靜觸點1控制線路,接觸通靜觸點2的控制線路。

  當線圈失電時,動觸點復位,即動觸點與靜觸點2復位斷開并與靜觸點1復位閉合,切斷靜觸點2的控制線路接通靜觸點1的控制線路。如圖5所示:

繼電器的工作原理圖

  圖5 繼電器的工作原理圖

  從上圖可以看出當繼電器K線圈連接在不閉鎖的常開按鈕與電池之間;常閉觸點K-1連接在電池與燈泡EL1z之間,用于控制燈泡EL1的點亮與熄滅;常開觸點k-2連接在電池與燈泡EL2之間,用于控制燈泡EL2的點亮與熄滅。在未接通線路時,燈泡EL2處于熄滅狀態。

  按下按鈕SB時,線路接通,繼電器K線圈得電,常閉觸點K-1斷開,切斷燈泡EL1的供電電源,燈泡EL1熄滅;同時常開觸點K-2閉合,接通燈泡EL2的供電電源,燈泡EL2點亮。

  松開按鈕SB時,線路斷開,繼電器K線圈失電,常閉觸點K-1復位閉合,接通燈泡EL1的供電電源,燈泡EL1點亮;同時常開觸點K-2復位斷開,切斷燈泡EL2的供電電源,燈泡EL2熄滅。

 

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