Przekaźnik to elektromechaniczne lub elektroniczne urządzenie przełączające, które pozwala sterować obwodami elektrycznymi przy użyciu sygnału sterującego o znacznie niższym napięciu lub prądzie. Przekaźniki są niezbędne w automatyce, elektronice przemysłowej, systemach zabezpieczeń i sterowaniu urządzeniami.
Budowa przekaźnika
Podstawowy przekaźnik składa się z kilku elementów:
- Cewka elektromagnetyczna – przewodnik, przez który przepływa prąd sterujący, generujący pole magnetyczne
- Rdzeń i kotwica (armatura) – ruchoma część przekaźnika przyciągana przez pole elektromagnetyczne
- Styki przełączające – zestaw styków NO (normalnie otwartych), NC (normalnie zamkniętych) lub przełączających (COM)
- Sprężyna powrotna – zapewnia powrót kotwicy do pozycji wyjściowej po odłączeniu prądu cewki
- Obudowa i izolacja – chroni elementy wewnętrzne i użytkownika
Zasada działania
Gdy przez cewkę przepływa prąd:
- Powstaje pole magnetyczne, które przyciąga ruchomą kotwicę
- Kotwica przesuwa styki, zamykając lub otwierając obwód wtórny
- Po odłączeniu prądu cewki sprężyna powraca kotwicę do pierwotnej pozycji
W zależności od rodzaju przekaźnika można sterować prądami od miliamperów do kilkuset amperów, a napięcia mogą sięgać od kilku woltów do kilkuset woltów.
Rodzaje przekaźników
- Elektromechaniczne (EMR)
- Standardowe przekaźniki z ruchomą kotwicą
- Stosowane w automatyce, sterowaniu silnikami, zabezpieczeniach
- Bistabilne (przekaźniki pamięciowe)
- Zachowują swój stan po odłączeniu cewki
- Wymagają impulsowego sygnału do zmiany stanu
- Stosowane w systemach oszczędzających energię
- Przekaźniki półprzewodnikowe (SSR – Solid State Relay)
- Brak ruchomych elementów – działają na tranzystorach lub triakach
- Cicha praca, szybkie przełączanie, brak zużycia mechanicznego
- Idealne do szybkich cykli w automatyce i urządzeniach grzewczych
Charakterystyka prądowa i napięciowa
- Prąd cewki – minimalny prąd wymagany do przyciągnięcia kotwicy i zamknięcia styków
- Napięcie cewki – napięcie sterujące, np. 5 V, 12 V, 24 V, 230 V AC
- Prąd styków (kontaktonosny) – maksymalny prąd, jaki mogą przewodzić styki bez uszkodzenia
- Napięcie styków – maksymalne dopuszczalne napięcie przełączanego obwodu
- Czas załączenia/wyłączenia – szybkość reakcji, ważna przy szybkich układach sterowania
Zastosowania przekaźników
- Automatyka przemysłowa – sterowanie silnikami, pompami, zaworami
- Systemy zabezpieczeń – przekaźniki przeciążeniowe, termiczne i ochrony sieci
- Elektronika użytkowa – przekaźniki w zasilaczach, automatyce domowej
- Przekaźniki czasowe i sterowane mikroprocesorem – realizacja funkcji logiki czasowej
Dlaczego przekaźniki są ważne?
- Umożliwiają bezpieczne sterowanie dużymi prądami i napięciami przy użyciu niskonapięciowych sygnałów sterujących
- Chronią układy elektroniczne przed przepięciami i przeciążeniami
- Pozwalają na realizację automatyki zdalnej i programowalnej
- Dzięki wersjom SSR zapewniają cichą i szybka pracę, eliminując zużycie mechaniczne
Podsumowanie
Przekaźnik to podstawowy element sterowania w elektronice i automatyce, pozwalający na oddzielenie obwodu sterującego od obwodu wykonawczego. Jego działanie opiera się na magnetycznym przyciąganiu kotwicy, które powoduje zamknięcie lub otwarcie styków. Przekaźniki elektromechaniczne, bistabilne i półprzewodnikowe znajdują zastosowanie w systemach przemysłowych, automatyce domowej, zasilaczach i zabezpieczeniach, umożliwiając efektywne i bezpieczne sterowanie obwodami elektrycznymi.