Ein Relais ist ein Elektromagnet mit einem internen federbelasteten Hebel zum Schalten elektrischer Kontakte. Um das Relais mit Strom zu versorgen, wird ein Wechselstrom (AC) oder Gleichstrom (DC) durch die Spule des Elektromagneten geleitet, wodurch der Kern magnetisiert wird und den Hebel anzieht. Auf diese Weise wird ein kleiner Strom, der an die Spule angelegt wird, durch die Kontakte geleitet. Dieser Strom kann von einem anderen Schalter, der Relaisschaltung oder einem anderen Stromkreis kommen. Relaisverwendung
Der Anlasser eines Autos hat eine Kombination aus Magnetspule und Relais. Ein relativ kleiner Strom vom Zündschlüssel aktiviert das Relais, das einen großen Strom zur Batterie des Anlassers leitet. Niedriger Strom im Steuerkreis des Ofens verwendet ein Relais, um den Hochstrom-Ventilatormotor zu aktivieren. Straßenlaternen verwenden eine Fotozelle, um ein Relais zu aktivieren, und das Relais schaltet die Straßenlaterne ein und versorgt sie mit Starkstrom.
Gleichstrom (DC) ist stabil und kehrt sich nie um. Ein Gleichstromrelais verwendet eine einzelne Drahtspule, die um einen Eisenkern gewickelt ist, um den Elektromagneten zu bilden. Wenn die Gleichstromspule erregt wird, bleibt der im Kern erzeugte Magnetismus stabil, weil der Gleichstrom weiter fließt. Der konstante Magnetismus hält den Hebel angezogen, solange der Gleichstrom fließt. Sobald der Strom abgeschaltet und der Eisenkern nicht mehr magnetisiert ist, kehrt der federbelastete Hebel in eine entspannte Position zurück und die elektrischen Kontakte sind wieder vorhanden.
Wechselstrom
Wechselstrom bleibt nie gleich und kehrt sich ständig um.
Wechselstrom (AC) bleibt nie gleich und kehrt ständig die Richtung um. Wenn sie fließt, steigt sie bis zu einem Höchststand an und fällt dann wieder auf 0 zurück, um die Richtung umzukehren. Dann steigt der Strom auf einen Spitzenwert und fällt wieder auf 0 ab, um wieder vorwärts zu gehen. Jedes Mal, wenn der Strom einen Spitzenwert erreicht, fällt er auf 0 zurück, damit er seine Richtung ändern kann. Der Hin- und Her-Zyklus wiederholt sich 50 oder 60 Mal pro Sekunde, und der Magnetismus im Kern, der durch den Strom in der Spule erzeugt wird, folgt ebenfalls diesem Hin- und Her-Zyklus.
In einem Gleichstromrelais, wenn der Strom aufhört und der Magnetismus im Kern auf 0 fällt, beginnt der Federhebel in die schlaffe Position zu ziehen. Wenn Wechselstrom angelegt wird, bewegt sich der Hebel nicht sehr weit, weil der Kern magnetisiert wird und den Hebel wieder anzieht. Dieser Zyklus des Loslassens und Zurückziehens des Hebels wird jedes Mal wiederholt, wenn sich der Wechselstrom umkehrt und das Relais zu summen oder zu rattern scheint. Manchmal können die elektrischen Kontakte nicht einmal richtig durchkommen.
Um dieses Klappern zu vermeiden, hat das Wechselstromrelais zwei Spulen, die einen Transformator bilden, um den Kern magnetisiert zu halten. Der Draht der traditionellen Spule ist die Primärseite des Transformators. Die Sekundärseite des Transformators sieht aus wie eine D-förmige Kupferscheibe oder ein Ring. Ein Teil des Magnetismus in der Primärspule erzeugt einen Strom im Inneren des Kupferrings. Der Strom im Ring oder in der Sekundärspule des Transformators wird gegenüber dem Strom in der Primärspule verzögert, damit der Kern immer teilweise magnetisiert bleibt. Der Hebel klappert nicht gegen den Kern, denn während der Wechselstrom fließt, lässt der permanent magnetisierte Kern nicht nach.