繼電器的工作原理與應用案例

華秋電子

繼電器是具有隔離功能的自動(dòng)開(kāi)關(guān)元件，廣泛應用于遙控、遙測、通訊、自動(dòng)控制、機電一體化及電力電子設備中，是最重要的控制元件之一，本文為大家詳細介紹繼電器是什么，工作原理，應用方法，以及繼電器在汽車(chē)上的應用。

什么是繼電器？

繼電器是一種由相對較小的電流操作的電磁開(kāi)關(guān)，可以打開(kāi)或關(guān)閉更大的電流。

繼電器的核心是電磁體（當電流流過(guò)時(shí)變成臨時(shí)磁鐵的線(xiàn)圈）。您可以將繼電器視為一種電動(dòng)杠桿：用微小的電流打開(kāi)它，然后使用更大的電流打開(kāi)（“杠桿”）另一個(gè)設備。為什么這有用？顧名思義，許多傳感器都是非常敏感的電子設備 ，并且只產(chǎn)生很小的電流。但我們通常需要它們來(lái)驅動(dòng)使用更大電流的更大設備。繼電器彌補了這一差距，使得小電流能夠激活大電流。這意味著(zhù)繼電器可以用作開(kāi)關(guān)（打開(kāi)和關(guān)閉）或放大器（將小電流轉換為大電流）。

繼電器的工作原理

這里有兩個(gè)簡(jiǎn)單的動(dòng)畫(huà)，說(shuō)明繼電器如何使用一個(gè)電路來(lái)接通第二個(gè)電路。

當電力流經(jīng)第一個(gè)電路 (1) 時(shí)，它會(huì )激活電磁體（棕色），產(chǎn)生磁場(chǎng)（藍色），吸引觸點(diǎn)（紅色）并激活第二個(gè)電路 (2)。當電源關(guān)閉時(shí)，彈簧將觸點(diǎn)拉回到原來(lái)的位置，再次關(guān)閉第二個(gè)電路。

這是“常開(kāi)”(NO) 繼電器的示例：第二個(gè)電路中的觸點(diǎn)默認不連接，僅當電流流過(guò)磁鐵時(shí)才接通。其他繼電器是“常閉”（NC；觸點(diǎn)已連接，因此默認情況下有電流流過(guò)它們），并且僅在磁鐵被激活、拉動(dòng)或推開(kāi)觸點(diǎn)時(shí)才會(huì )關(guān)閉。常開(kāi)繼電器是最常見(jiàn)的。

這是另一個(gè)動(dòng)畫(huà)，展示了繼電器如何將兩個(gè)電路連接在一起。本質(zhì)上是同一件事，但以略有不同的方式繪制。左側有一個(gè)由開(kāi)關(guān)或某種傳感器供電的輸入電路。當該電路被激活時(shí)，它會(huì )向電磁體提供電流，電磁體將金屬開(kāi)關(guān)拉閉合并激活第二個(gè)輸出電路（位于右側）。輸入電路中相對較小的電流因此會(huì )激活輸出電路中較大的電流：

輸入電路（藍色環(huán)路）被關(guān)閉，并且沒(méi)有電流流過(guò)它，直到某些東西（傳感器或開(kāi)關(guān)閉合）將其打開(kāi)。輸出電路（紅色環(huán)路）也被關(guān)閉。

當小電流流入輸入電路時(shí)，它會(huì )激活電磁體（此處顯示為深藍色線(xiàn)圈），從而在其周?chē)�產(chǎn)生磁場(chǎng)。

通電的電磁體將輸出電路中的金屬棒

拉向它，閉合開(kāi)關(guān)并允許更大的電流流過(guò)輸出電路。

輸出電路操作高電流設備，例如燈或 電動(dòng)機。

繼電器的實(shí)際應用

照片：繼電器的兩個(gè)拍攝視角。

上圖：垂直向下看，可以看到左邊是彈簧觸點(diǎn)，中間是開(kāi)關(guān)機構，右邊是電磁鐵線(xiàn)圈。

底部：從正面拍攝的同一繼電器。

假設您想要構建一個(gè)電子操作的冷卻系統，該系統可以根據室溫的變化打開(kāi)或關(guān)閉風(fēng)扇。您可以使用某種電子溫度計電路來(lái)感測溫度，但它只能產(chǎn)生很小的電流——電流太小，無(wú)法為大風(fēng)扇中的電動(dòng)機提供動(dòng)力。相反，您可以將溫度計電路連接到繼電器的輸入電路。當該電路中流過(guò)小電流時(shí)，繼電器將激活其輸出電路，允許更大的電流流過(guò)并打開(kāi)風(fēng)扇。

繼電器并不總是連接電路，有時(shí)他們也起到斷開(kāi)電路的作用。例如，在 發(fā)電廠(chǎng)設備和輸電線(xiàn)路中，您會(huì )發(fā)現保護繼電器在發(fā)生故障時(shí)跳閘，以防止電流浪涌等造成損壞。與上述類(lèi)似的電磁繼電器曾經(jīng)被廣泛用于此目的。如今，基于集成電路的電子繼電器可以完成同樣的工作。它們測量電路中的電壓或電流，并在超過(guò)預設限制時(shí)自動(dòng)采取行動(dòng)。

繼電器在汽車(chē)上的應用

繼電器在汽車(chē)上運用廣泛，如下圖所示是大眾汽車(chē)上的X觸點(diǎn)卸荷繼電器，“30”端子為繼電器觸點(diǎn)供電輸入端，“87”端子為繼電器觸點(diǎn)供電輸出端，“86”端子為線(xiàn)圈供電端，“85”端子為線(xiàn)圈接地端。

當繼電器線(xiàn)圈通電工作時(shí)，電流經(jīng)過(guò)端子“86”及“85”，使線(xiàn)圈激磁，由于線(xiàn)圈的磁力吸引，使“30”端子與“87”端子間的觸點(diǎn)閉合。

當線(xiàn)圈斷電時(shí)，線(xiàn)圈的磁力也隨之消失，活動(dòng)觸點(diǎn)就會(huì )在彈簧的反作用力下返回原來(lái)的位置，使“30”端子與“87”端子間的觸點(diǎn)斷開(kāi)。

繼電器在汽車(chē)上的安裝

繼電器一般安裝在中央配電盒內，如下圖所示。

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