¿Cómo funciona…? …un relé

Principio de funcionamiento

Un relé es un interruptor accionado por un electroimán,  está formado por una barra de hierro dulce, llamada núcleo, rodeada por una bobina de hilo de cobre. Al ser recorrido por una corriente eléctrica  la bobina  del núcleo de hierro se magnetiza por efecto del campo magnético, convirtiéndose en un imán tanto más potente cuanto mayor sea la intensidad de la corriente y el número de vueltas de la bobina. Al abrir de nuevo el interruptor o contactos y dejar de pasar corriente por la bobina, desaparece el campo magnético y el núcleo deja de ser un imán.

Los fenómenos magnéticos derivan su nombre de un mineral encontrado en la Naturaleza, denominado magnetita, que tiene la propiedad de atraer pequeñas piezas metálicas, limaduras de hierro, etc. Idénticas propiedades poseen los llamados imanes, constituidos por una pieza de hierro a la que, artificialmente, se ha magnetizado.

 El magnetismo tiene una relación directa con las cargas en movimiento.
Así, en las proximidades de un hilo por el que circula una corriente eléctrica pueden   detectarse fenómenos magnéticos. Si el hilo se arrolla sobre una forma cilíndrica formando una bobina, los  fenómenos magnéticos en su núcleo se refuerzan extraordinariamente, actuando  como un verdadero imán.

Símbolo esquema relé:

Tipos de relés:

RELES ELECTROMECÁNICOS

Están formados por una bobina y unos contactos los cuales pueden conmutar corriente continua o bien corriente alterna. Estos son los diferentes tipos de relés electromecánicos.

• Relés de tipo armadura

Son los más antiguos y también los más utilizados. El esquema siguiente nos explica prácticamente su constitución y funcionamiento. El electroimán hace vascular la armadura al ser excitada, cerrando los contactos dependiendo de si es N.A. ó N.C. (normalmente abierto o normalmente cerrado).

• Relés de Núcleo Móvil

Estos tienen un émbolo en lugar de la armadura anterior. Se utiliza un solenoide para cerrar sus contactos, debido a su mayor fuerza atractiva (por ello es útil para manejar altas corrientes).

• Relé tipo Reed o de Lengüeta

Formados por una ampolla de vidrio, en cuyo interior están situados los contactos (pueden se múltiples); montados sobre delgadas láminas metálicas. Dichos contactos se cierran por medio de la excitación de una bobina, que está situada alrededor de dicha ampolla.

• Relés Polarizados

Llevan una pequeña armadura, solidaria a un imán permanente. El extremo inferior puede girar dentro de los polos de un electroimán y el otro lleva una cabeza de contacto. Si se excita al electroimán, se mueve la armadura y cierra los contactos. Si la polaridad es la opuesta girará en sentido contrario, abriendo los contactos ó cerrando otro circuito ( ó varios)

RELES DE ESTADO SOLIDO.

Un relé de estado sólido SSR (Solid State Relay), es un circuito electrónico que contiene en su interior un circuito disparado por nivel, acoplado a un interruptor semiconductor, un transistor o un tiristor.

El relé de estado sólido (SSR) es un elemento que permite aislar
eléctricamente el circuito de entrada o mando y el circuito de salida

Por SSR entenderemos que se trata de un producto construido y verificado en fabrica,  no un dispositivo formado por componentes independientes que se han montado sobre una placa de circuito impreso.

Estructura del SSR:

Circuito de Entrada o de Control:

Control por tensión continua:

El circuito de entrada suele ser un LED ( Fotodiodo), solo o con una resistencia en serie, también podemos encontrarlo con un diodo en antiparalelo para evitar la inversión de la polaridad por accidente. Los niveles de entrada son compatibles con TTL, CMOS, y otros valores normalizados ( 12V, 24V, etc.).

Control por tensión Alterna:

El circuito de entrada suele ser como el anterior incorporando un puente rectificador integrado y una fuente de corriente continua para polarizar el diodo LED.

Acoplamiento.
El acoplamiento con el circuito se realiza por medio de un optoacoplador o por medio de un transformador que se encuentra acoplado de forma magnética con el circuito de disparo del Triac.

Circuito de Conmutación o de salida.
El circuito de salida contiene los dispositivos semiconductores de potencia con su correspondiente circuito excitador. Este circuito será diferente según queramos conmutar CC, CA.

Detector paso por cero (En algunos modelos):
Un relé de estado sólido con función de paso por cero opera
cuando la tensión de la carga (tensión alterna) se acerca o
alcanza el punto cero. Los relés con esta función tienen una
buena inmunidad a los parásitos de entrada y producen unas bajas radiaciones parásitas al conmutar tensiones bajas.

Protección frente a transitorios (En algunos modelos):

Los mas frecuentemente utilizados son redes RC, diodos, etc.

Fuente:

Reitec.; Electronica UGR.