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继电器的工作原理是什么?

迟宇涵 发表于 2019-3-17 22:23:43 | 显示全部楼层 |阅读模式
  继电器,一般指的是电磁继电器,也就是机械动作那种。继电器的作用本质是用一个回路(一般是小电流)去控制另外一个回路(一般是大电流)的通断,而且这个控制过程中,两个回路一般是隔离的,它的基本原理,是利用了电磁效应来控制机械触点达到通断目的,给带有铁芯线圈通电-线圈电流产生磁场-磁场吸附衔铁动作通断触点,整个过程是“小电流-磁-机械-大电流”这样一个过程。
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  上图是一张继电器控制灯泡的动态图,继电器有常开触点和常闭触点,动触点就是一个公共端,这是直流继电器,也就是继电器的线圈通过直流电时候(图上利用电池供电),带铁芯的线圈会输出对应的磁场,把衔铁吸附住,动触点一边会从常闭触点这边,跑到常开触点那边去,相当于常开触点吸合了。从图上来,启动/停止按钮,电池,继电器线圈形成了一个控制回路,只要这个回路吸合,线圈就会有电流通过,同时产生磁场。
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  常开触点,灯泡,还有另外一个灯泡的控制电源(图上是另外一个电池)形成形成了回路,当常开触点吸合了,这样这个回路是闭合的,电流将从控制电源的正端,流过灯泡,经过闭合的常开触点,然后再回到负极,这样灯泡会发光。
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  当启动/停止按钮断开时候,线圈会失去电流,这样衔铁没有了磁力的吸附,会通过弹簧复位,这样动触点的另外一端,会从常开触点这边,恢复到常闭触点这边去,灯泡的通电回路被强行断开,灯泡没有了电流,自然也会暗下来了。
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  所以继电器也被一些老电工称之为“磁吸”,它利用的是电磁铁的作用去控制了另外一个回路的吸合或者断开,电磁继电器里边,就需要有线圈,铁芯,弹簧,触点等关键配件来组成。触点一般有常开触点和常闭触点,两者往往有一个公共端,线圈没有带电情况下,常闭触点和公共端是短接的,常开触点和公共端是开路的;线圈带电以后,常开触点和公共端是短接的,常闭触点和公共端是开路的,刚好颠倒过来了,这样控制线圈的电压(电流),就可以控制触点串联的电路工作了。
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  设计时候,选择合适的触点的容量,线圈的电压(交流直流),这样可以实现了两个电路的隔离控制,比如可以设计和人接触的按钮是12伏电压,选择12伏的线圈,这样比较安全,人就是碰到线圈的电压,也不会电到自己。而触点这边,可以控制220伏甚至更高的电压,来直接驱动电机之类的器件的启停,或者是电流比较大的其他负载,这样能实现了“四两拨千斤”的控制作用。
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  继电器是美国的科学家在1831年左右发明的,电感的单位还是以他命名的,比法拉第更早发现电磁作用,只是没有申请专利,继电器经过100多年的发展,已经形成了各种形式的,比如时间继电器,温度继电器,舌簧继电器,热继电器,差动继电器,光继电器,声音继电器,霍尔继电器,现在还有固态继电器等,从机械到电子,各种形态都有。
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