Il relè è un dispositivo elettromeccanico fondamentale nel mondo dell’elettronica e dell’automazione. La sua funzione principale è quella di controllare l’apertura o la chiusura di un circuito elettrico tramite un segnale di controllo, spesso di bassa potenza, che innesca un campo elettromagnetico.
Questo consente di gestire carichi elettrici molto più elevati senza la necessità di interazioni dirette con componenti di alta tensione. Il relè rappresenta una soluzione pratica ed efficiente per automatizzare processi, proteggere circuiti e garantire la sicurezza in applicazioni che spaziano dall’ambito residenziale a quello industriale.
Indice:
Funzionamento di un Relè
Per comprendere il funzionamento del relè, è utile immaginare un interruttore manuale, con la differenza che il relè viene azionato elettricamente anziché manualmente. Il relè è composto principalmente da tre componenti chiave: la bobina, l’ancora e i contatti.
La Bobina
La bobina è costituita da un filo di rame avvolto attorno a un nucleo di ferro. Quando una corrente elettrica attraversa la bobina, si genera un campo magnetico. Questo campo magnetico è la forza che permette al relè di funzionare, in quanto attrae l’ancora mobile, causando il movimento dei contatti.
L’Ancora
L’ancora è una parte mobile del relè, collegata ai contatti. Quando viene attratta dal campo magnetico generato dalla bobina, si sposta per aprire o chiudere i contatti del circuito. L’ancora torna alla posizione di riposo (quando non c’è corrente nella bobina) grazie a una molla.
I Contatti
I contatti sono gli elementi conduttivi che effettivamente aprono o chiudono il circuito principale. Esistono diverse configurazioni di contatti, tra cui i contatti normalmente aperti (NO) che si chiudono quando la bobina è eccitata, e i contatti normalmente chiusi (NC) che si aprono quando la bobina è eccitata. Inoltre, esistono relè con contatti di scambio, che fungono da deviatori, cambiando la connessione da un circuito a un altro.
Tipologie di Relè
Esistono numerose tipologie di relè, ciascuna progettata per soddisfare esigenze specifiche. Le principali categorie includono i relè ad impulsi (o passo-passo), i relè monostabili e bistabili, i relè crepuscolari, i relè temporizzati e i relè per circuiti stampati.
Relè ad Impulsi (Passo-passo)
Il relè ad impulsi, comunemente noto come relè passo-passo, è utilizzato per controllare un circuito attraverso impulsi elettrici successivi. Questo tipo di relè mantiene la posizione dei contatti (aperti o chiusi) fino a quando non riceve un nuovo impulso. È particolarmente utile in applicazioni come l’illuminazione delle scale, dove un singolo punto luce deve essere controllato da più posizioni senza necessità di collegare fisicamente gli interruttori.
Relè Monostabili
I relè monostabili, chiamati anche relè a rilascio, hanno una sola posizione di riposo, che è la posizione che i contatti assumono quando la bobina non è eccitata. Quando viene applicata tensione alla bobina, i contatti cambiano posizione, e ritornano alla condizione iniziale non appena la tensione cessa. Questo tipo di relè è ideale per applicazioni in cui si desidera un controllo temporaneo, come l’accensione di luci o la gestione di segnali in circuiti a bassa tensione.
Relè Bistabili
Il relè bistabile o interruttore è dotato di due posizioni stabili, il che significa che i contatti possono rimanere in uno dei due stati anche quando la tensione sulla bobina viene rimossa. Questo è possibile grazie alla presenza di due bobine separate che controllano ciascuna una delle posizioni stabili. I relè bistabili sono utili in situazioni in cui è necessario mantenere lo stato del circuito senza dover mantenere costantemente alimentato il relè, come in sistemi di memorizzazione o di selezione.
Relè Crepuscolari
I relè crepuscolari sono progettati per controllare l’illuminazione in base alla quantità di luce ambientale. Questi dispositivi sono equipaggiati con una fotocellula che rileva la luce esterna e attiva o disattiva l’illuminazione automaticamente al calare o al sorgere del sole. Sono comunemente usati in contesti residenziali e commerciali per garantire che le luci esterne si accendano al tramonto e si spengano all’alba, contribuendo al risparmio energetico e alla sicurezza.
Relè Temporizzati
I relè temporizzati o a ritardo sono dispositivi che si eccitano o diseccitano dopo un intervallo di tempo predefinito dal momento in cui viene applicata la tensione alla bobina. Sono ampiamente utilizzati per gestire l’illuminazione in ambienti comuni come scale, corridoi e garage, dove è necessario che le luci restino accese per un periodo limitato dopo che qualcuno ha premuto l’interruttore.
Relè per Circuiti Stampati
I relè per circuiti stampati, spesso denominati relè di potenza, sono progettati per essere montati direttamente su schede elettroniche. Sono utilizzati per controllare carichi elettrici significativi all’interno di un circuito stampato, proteggendo sia il circuito che i componenti da sovratensioni o cortocircuiti.
Questi relè sono essenziali nelle applicazioni industriali e nelle apparecchiature elettroniche avanzate, dove la protezione dei componenti è cruciale per la sicurezza e l’affidabilità del sistema.
Applicazioni dei Relè
I relè trovano impiego in una vasta gamma di applicazioni, grazie alla loro capacità di controllare circuiti di potenza attraverso segnali di controllo a bassa tensione. Le loro applicazioni spaziano dall’ambito domestico a quello industriale, e includono:
Automazione domestica
In ambito domestico, i relè sono utilizzati per l’automazione delle luci, la gestione del riscaldamento e della climatizzazione, e il controllo di dispositivi elettronici attraverso sistemi di domotica. I relè crepuscolari, ad esempio, automatizzano l’illuminazione esterna delle abitazioni, mentre i relè passo-passo permettono di controllare l’accensione delle luci in corridoi e scale da più punti di comando.
In merito, potrebbe interessarti anche la nostra guida su come accendere più luci separatamente da un unico pulsante, utilizzando un relè.
Industria e automazione
I relè industriali svolgono un ruolo fondamentale nel controllo di macchinari, linee di produzione e sistemi di automazione. Vengono utilizzati per gestire carichi elevati, proteggere i circuiti da sovraccarichi e cortocircuiti, e assicurare che i processi industriali funzionino in modo sicuro ed efficiente. I relè temporizzati, ad esempio, sono essenziali per sincronizzare operazioni in catene di montaggio o per il controllo sequenziale di apparecchiature.
Sicurezza e protezione
I relè sono componenti chiave nei sistemi antifurto, come i circuiti di allarme, i dispositivi di protezione da sovratensioni e i sistemi di emergenza. I relè bistabili, grazie alla loro capacità di mantenere lo stato anche in assenza di corrente, sono particolarmente utili nei sistemi di allarme dove è fondamentale che il circuito rimanga attivato fino a quando non viene disattivato manualmente.
Applicazioni nei veicoli
Nei veicoli, i relè sono utilizzati per controllare componenti come fari, clacson, tergicristalli e ventole di raffreddamento. La loro capacità di gestire correnti elevate senza surriscaldarsi li rende ideali per applicazioni automobilistiche, dove la sicurezza e l’affidabilità sono essenziali.
I relè sono dispositivi estremamente versatili e fondamentali in molte applicazioni elettroniche ed elettriche. La loro capacità di controllare circuiti di alta potenza con segnali di controllo a bassa potenza li rende indispensabili in numerosi settori, dall’automazione domestica all’industria pesante.
Comprendere le diverse tipologie di relè e il loro funzionamento è cruciale per scegliere il dispositivo giusto per ogni specifica applicazione, garantendo così sicurezza, efficienza e affidabilità in ogni sistema elettrico.
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