El Relay.
Un elemento
muy utilizado en al industria, es el relay o relevador en castellano, que es un
sistema que permite conectar eléctricamente una maquina y los componentes de la
misma, como motores, resistencias de calefacción, bobinas de válvulas,
lámparas, etc., la lista no tiene fin, este documento describe el
funcionamiento del mismo y algunas aplicaciones.
El
siguiente dibujo describe un relay, en forma esquemática,
el mismo posee una bobina, que es
un hilo de cobre aislado con barniz arrollado en un cilindro de metal
ferromagnético, denominado núcleo, al conectar este hilo de cobre a una batería
de tensión continua V,circula por la bobina una corriente eléctrica I que
genera un campo magnético, esté campo atrae una chapa de material
ferromagnético, que se mueve hacia el núcleo con una fuerza F,este movimiento
esta limitado por un pivote que hace que el movimiento sea como el de una puerta,
éste se mueve hasta tocar al núcleo, al anular la conexión con la batería, la
chapa vuelve a la posición inicial debido al resorte,la chapa tiene adherida
una placa aislante la cual soporta un contacto metalico, ubicado frente a un
contacto fijo, al moverse la chapa hacia el núcleo, esta hace que se unan los
dos contactos, estos están conectados externamente a dos cables a y b.
Esta descripción es muy somera y no tiene en cuenta ninguna tecnología, como
los materiales utilizados en los contactos, la chapa y el núcleo, la formas del
pivote y del resorte, la caja donde están contenidos todos los elementos, las
salidas de los contactos y la posibilidad de utilizar una corriente alterna
para activar al relay, otras características tecnológicas, podrían ser la tensión
de avtivacion, corriente máxima de los contactos y tiempo de actuación.
Una visión un poco más real del relay, se puede ver en la siguiente
figura,
Existe una diferencia con el primer dibujo, este sistema posee tres contactos, uno móvil denominado común y dos fijos, uno denominado contacto normal cerrado, ya que cuando el relay no es activado, el contacto común esta conectado al contacto normal cerrado, el otro contacto, el normal abierto se conecta al común cuando se activa el relay, como se ve en el siguiente dibujo,
Histéresis
del comportamiento del relay.
Algo muy importante en el trabajo del relay es la característica del
mismo, supongamos que la batería sea una fuente de alimentación,(que seria como
una batería pero con la posibilidad de regular la tensión V),si comenzamos con
V= 0 volt,no habrá ninguna corriente, luego aumentamos V,el relay no producirá
ningún movimiento,hasta que se llega a un valor de V de por ejemplo 6volts,con
esta tensión ,la armadura es atraída hacia el núcleo,los contactos a y b se
unirán, si seguimos aumentando esta tensión ya no habrá mas cambios, luego
hagamos el camino inverso, disminuimos esta tensión, al llegar a 6 volts los
contactos siguen unidos, al disminuir aun mas este valor,la chapa sigue unida
al núcleo, podríamos llegar a un valor de 4 volts y veríamos que la armadura se
despega del núcleo,desconetando a de b,este efecto se denomina histéresis.
El siguiente dibujo, representa la característica denominada en ingeniería de
transferencia y que da una idea de la función matemática de un sistema, en este
caso el estado de los contactos a y b, en función de la tensión V, que se unen
con 6 volts y se separan con 4 volts, se muestra el sentido de aumento y
disminución de esta tensión y el estado del relay, la separación entre 6 y 4
volts se denomina histéresis y tecnológicamente es muy útil, para realizar
distintas operaciones, como el uso del relay como unidad de memoria.
La ingeniería
eléctrica y el relay.
El siguiente dibujo muestra una forma mas abstracta de representar un relay,un
símbolo en un circuito, con el cual podemos realizar distintas operaciones,
como la de conectar una batería de 100 volts a un sistema, por ejemplo un motor, que hace circular una corriente de 1 amper, por ejemplo por los contactos a y b, si el relay actuó con 6 volts y por la bobina del mismo circula 0.1 amper, estamos obteniendo una ganancia de potencia de 100 watts/0.6 watts = 166.6, esta ganancia es grande, pero tiene la limitación que la transferencia es alineal, la misma operación realizada con algún sistema lineal, hace que el mismo tenga dimensiones mas grandes en comparación con un relay, además de ser mas complejo y caro, pero a veces no tenemos mas opción que instalar en nuestro sistema un elemento que tenga una transferencia lineal.
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