Ein Relais ist ein Elektromagnet mit einem internen federbelasteten Hebel zum Schalten elektrischer Kontakte. Um das Relais zu erregen, wird Wechselstrom (AC) oder Gleichstrom (DC) durch die Spule des Elektromagneten geleitet, wodurch der Kern magnetisiert wird, um den Hebel anzuziehen. Auf diese Weise schaltet ein kleiner Strom, der an die Spule angelegt wird, einen großen elektrischen Strom in den Kontakten. Dieser Strom kann von einem anderen Schalter, der Platine, auf der sich das Relais befindet, oder einem anderen Stromkreis stammen.
Relais verwendet
Der Anlasser eines Autos hat eine Kombination aus Magnetspule und Relais. Ein relativ kleiner Strom vom Schlüsselschalter aktiviert das Relais, um den großen Batteriestrom zum Anlasser zu leiten. Niedriger Strom auf der Steuerplatine des Ofens verwendet ein Relais, um den Hochstrom-Ventilatormotor zu aktivieren. Straßenlaternen verwenden eine Fotozelle, um ein Relais zu aktivieren, und das Relais schaltet den hohen Strom der Straßenlaterne ein und aus.
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DC-Relais
Gleichstrom (DC) ist konstant und kehrt sich nie um. Ein Gleichstromrelais verwendet eine einzelne Drahtspule, die um den Eisenkern gewickelt ist, um den Elektromagneten herzustellen. Wenn die Gleichstromspule erregt wird, ist der im Kern erzeugte Magnetismus stabil, da der Gleichstrom einfach weiterläuft. Der stetige Magnetismus hält den Hebel angezogen, solange der Gleichstrom fließt. Sobald der Strom abgeschaltet und der Eisenkern nicht mehr magnetisiert ist, kehrt der federbelastete Hebel in eine entspannte Position zurück und die elektrischen Kontakte werden zurückgeschaltet.
Wechselstrom
Der Wechselstrom (AC) bleibt nie gleich und ändert die Richtung. Wenn Wechselstrom fließt, steigt er auf einen Höchstwert und fällt dann auf 0 zurück, um die Richtung umzukehren. Dann klettert die Strömung auf einen Höhepunkt und fällt wieder auf 0, um wieder vorwärts zu gehen. Jedes Mal, wenn der Strom einen Spitzenwert erreicht, fällt er auf 0 zurück, sodass er die Richtung ändern kann. Der Zyklus des Hin- und Herbewegens wiederholt sich 50 oder 60 Mal pro Sekunde, und der Magnetismus im Kern, der durch den Strom in der Spule erzeugt wird, folgt auch diesem Hin- und Her-Zyklus.
AC-Chatter
Wenn bei einem Gleichstromrelais der Strom stoppt und der Magnetismus im Kern auf 0 fällt, beginnt der federbelastete Hebel, sich in die entspannte Position zurückzuziehen. Wenn Wechselstrom angelegt wird, geht der Hebel nicht sehr weit, da der Kern magnetisiert wird und den Hebel wieder anzieht. Dieser Zyklus des Loslassens und Zurückziehens des Hebels wird jedes Mal wiederholt, wenn die Klimaanlage umkehrt und das Relais klingt, als würde es summen oder klappern. Manchmal schalten die elektrischen Kontakte nicht einmal richtig.
AC-Relais
Um dieses Rattern zu verhindern, hat das Wechselstromrelais zwei Spulen, die einen Transformator bilden, um den Kern magnetisiert zu halten. Der Draht der herkömmlichen Spule ist die Primärwicklung des Transformators. Die Sekundärseite des Transformators sieht aus wie eine D-förmige Kupferscheibe oder ein Ring. Ein Teil des Magnetismus der Primärspule erzeugt Strom innerhalb des Kupferrings. Der Strom in der Ring- oder Transformatorsekundärspule wird tatsächlich im Vergleich zum Strom in der Primärspule verzögert, um den Kern immer teilweise magnetisiert zu halten. Der Hebel wird nicht gegen den Kern klappern, da der kontinuierlich magnetisierte Kern ihn während des fließenden Wechsels nie freigibt.
