Технология. 9 класс. Авторский коллектив: Е. С. Глозман, Е. Н. Кулакова, Ю. Л. Хотунцев, О. А. Кожина, И. В. Воронин, В. В. Воронина, А. Е. Глозман




§ 37. Электромагнитное реле



В электротехнике довольно часто используются очень сложные схемы для подключения элементов, в которых невозможно использовать обычные выключатели и переключатели. В таких цепях используют специальное устройство — реле.



Для управления различными электрическими устройствами часто используют электромагнитное реле (рис. 5.31).


Рис. 5.31. Электромагнитное реле

Оно содержит электромагнит (катушку 1 с намагничивающимся сердечником 2) и якорь 5, который имеет возвратную пружину и замыкает или размыкает электрические контакты 4.

Электромагнитное реле содержит первичную (включающую электромагнит) и вторичную (содержащую контакты) цепи, которые могут использовать разные источники питания (рис. 5.32).


Рис. 5.32. Электромагнитное реле:
1 — реле; 2 — исполнительный орган

При протекании входного тока через катушку её сердечник намагничивается и притягивает якорь. При этом контакты реле замыкаются, и во вторичной (выходной) цепи протекает ток Iвых.

Основной характеристикой электромагнитного реле является ток срабатывания Iср — минимальная сила тока, при которой якорь притягивается к сердечнику и замыкает контакты. При дальнейшем увеличении входного тока Iвх ток на выходе реле Iвых определяется только параметрами вторичной цепи и не меняется.

Если уменьшать входной ток Iвх, то при некотором значении, называемом силой тока отпускания Iотп, контакты размыкаются. При этом ток Iвых выходной цепи падает до нуля. При изменении направления входного тока Iвх сердечник опять намагничивается и притягивает якорь, когда |Iвx| > |Iср|. Контакты размыкаются, когда |Iвx| < |Iотп|.

Зависимость силы тока на выходе реле Iвых от силы тока на входе Iвх приведена на рисунке 5.33.


Рис. 5.33. Зависимость силы тока в реле

На принципиальных схемах электромагнитное реле обозначается так, как показано на рисунке 5.34.


Рис. 5.34. Электромагнитное реле

Наряду с электромагнитными также широко используются герконовые реле — электромагнитные реле с герметизированными контактами (рис. 5.35).


Рис. 5.35. Герконовое реле

намагничивающегося материала — стали. В одном герконовом реле может содержаться несколько обмоток и несколько баллонов с контактами. Важное отличие герконового реле от обычного электромагнитного реле состоит в том, что в герконовых реле практически отсутствуют

Контакты герконового реле заключены в стеклянный баллон с откачанным воздухом или заполненный инертным газом, они находятся в магнитном поле катушки электромагнита. Эти контакты притягиваются под действием магнитного поля, так как изготовлены из движущиеся детали. Эти реле обладают большой надёжностью работы. Вследствие отсутствия воздуха такие контакты нс окисляются. Герконовые реле также характеризуются тем, что обладают высокой скоростью срабатывания.

Принципиальная электрическая схема включения потребителя электрической энергии (лампа накаливания или электродвигатель) при использовании электромагнитного реле с реостатом подачи тока на вход реле и измерительными приборами приведена на рисунке 5.36. Красным цветом обведена управляющая цепь, зелёным — рабочая.


Рис. 5.36. Принципиальная схема электрической цепи с реле


Практическая работа № 26

«Реле»

Цель работы: изучить устройство и принцип действия электромагнитного и герконового реле.

Оборудование и материалы: универсальный источник питания, электромагнитное реле, герконовое реле, предохранитель, лампа накаливания, переменный резистор, набор проводов и перемычек, мультиметр (2 шт.).

Порядок выполнения работы

1. Нарисуйте в тетради принципиальную электрическую схему включения потребителя электрической энергии (лампа накаливания) с помощью электромагнитного реле (РЭС 10). Для регулировки тока в управляющей (входной) цепи используйте переменный резистор, а рабочую цепь защитите с помощью предохранителя. Управляющую и рабочую цепи изобразите линиями разного цвета. Дополните схему измерительными приборами (рис. 5.37).


Рис. 5.37. Принципиальная схема включения лампы накаливания через реле

2. По составленной схеме соберите электрическую цепь и поверните ручку на оси резистора R против часовой стрелки до упора. После проверки цепи включите блок питания. Плавно увеличивая ток в цепи управления с помощью резистора R, добейтесь срабатывания электромагнитного реле. Убедитесь, что уменьшение тока в цепи управления приведёт к отпусканию реле. Измерьте силу тока срабатывания (Icp) и силу тока отпускания (Iотп) электромагнитного реле, а также силу тока в рабочей цепи (Ipaб). Полученные результаты занесите в таблицу 5.7 (опыт № 1).

Таблица 5.7

Показатель Электромагнитное реле Герконовое реле
Опыт № 1 Опыт № 2 Опыт № 3 Опыт № 4
Icp
Iотп
Ipaб


3. Смените полярность источника питания управляющей цепи и измерьте силу тока срабатывания (—Icp) и силу тока отпускания (—Iотп) электромагнитного реле. Проверьте силу тока в рабочей цепи. Результаты занесите в таблицу 5.7 (опыт № 2). Используя полученные данные, постройте график зависимости силы тока в рабочей цепи от силы тока в цепи управления.

4 (Выполняется по указанию учителя). Нарисуйте в тетради электрическую схему включения электролампы с помощью герконового реле (РЭС 43). Используйте в рабочей цепи источник переменного напряжения (рис. 5.38).


Рис. 5.38. Принципиальная схема включения лампы накаливания через реле в цепь переменного тока

Выполните пункты 2 и 3 для герконового реле и запишите результаты измерений в таблицу 5.7 (опыты № 3 и 4).




Полезная информация

• Реле используется, например, для включения стартёра автомобиля. В цепи стартёра сила тока может достигать значений до 300 А. При такой силе тока тонкие провода системы зажигания могут оплавиться и выйти из строя. Поэтому цепь стартёра замыкают с помощью реле, которое при небольшой входной силе тока замыкает мощные контакты, включая стартёр. Используются реле и в схеме управления поворотниками, схемах подключения индикаторных лампочек и т. д.

• Используются электромагнитные реле и в автоматических устройствах. Простейшее автоматическое охранное устройство на электромагнитном реле приведено на рисунке 5.39. Датчиком является тонкий провод в левой части схемы.


Рис. 5.39. Электрическая схема простейшего охранного устройства на электромагнитном реле

• При обрыве нарушителем тонкого провода подача тока через катушку реле К1 прекращается, контакт реле замыкает выходную цепь, и звонок НА1 подаёт сигнал тревоги.




Основные понятия и термины:

электромагнитное реле, герконовое реле, электромагнит, якорь, контакты реле, возвратная пружина, цепь управления, рабочая цепь.



Вопросы и задания:


1. Как устроено электромагнитное реле?

2. Как работает электромагнитное реле?

3. Как зависит выходной ток электромагнитного реле от входного тока?

4. Для каких целей используется реле? Приведите примеры устройств, в состав которых входит электромагнитное реле.




Наверх