آموزش الکترونیکالکترونیک

رله چیست؟ آشنایی با کاربرد و انواع رله الکترونیکی

رله ها را می توان در همه جا یافت، در یک کنترل کننده سیگنال تا یک قطعه پیچیده با ولتاژ بالا وجود دارند. به طور کلی، رله ها مانند کلیدی هستند که می توانند یک اتصال را ایجاد یا قطع کنند، بنابراین رله ها معمولاً برای روشن یا خاموش کردن بار الکتریکی استفاده می شوند. اما، این یک تعریف کلی از رله است، انواع مختلفی از رله ها وجود دارد و هر رله رفتار متفاوتی را باتوجه به کاربرد خود ارائه می دهد، یکی از محبوب ترین رله ها رله الکترومکانیکی است و از این رو در این مقاله بیشتر به آن خواهیم پرداخت. با وجود تفاوت در ساخت آن، اصل کاری که انجام میدهد یکسان است. بنابراین اجازه دهید بیشتر در مورد عملکرد اصلی رله صحبت کنیم و نگاه عمیق تری به ساخت آن داشته باشیم.

رله چیست؟

رله وسیله ای الکترومکانیکی است که می تواند برای ایجاد یا قطع اتصال الکتریکی، مورد استفاده قرار گیرد. رله شامل یک قسمت مکانیکی متحرک قابل انعطاف است که می تواند از طریق یک آهنربای الکتریکی به صورت الکتریکی کنترل شود، در واقع، یک رله دقیقاً مانند یک سوئیچ مکانیکی است اما شما به جای اینکه آن را دستی روشن یا خاموش کنید، می توانید آن را با یک سیگنال الکترونیکی کنترل کنید. این اصل کار رله فقط برای رله الکترومکانیکی مناسب است.

وظیفه رله

انواع مختلفی از رله وجود دارد و هر رله کاربرد خاص خود را دارد، یک رله استاندارد و پراستفاده رله ای است که از آهنربا ساخته شده و در حالت کلی به عنوان سوئیچ استفاده میشود. رله در دیکشنری به معنای انتقال چیزی از یک چیز به چیز دیگر است، این معنی را می توان برای این دستگاه نیز به کار برد زیرا سیگنال دریافتی از یک طرف دستگاه، عملکرد سوئیچینگ را در طرف دیگر کنترل می کند. بنابراین رله یک سوئیچ است که مدارها را از طریق الکترومکانیکی کنترل (باز و بسته) می کند. عملکرد اصلی این دستگاه ایجاد یا قطع اتصال با کمک سیگنال و بدون دخالت دست برای روشن یا خاموش کردن آن است. رله عمدتا برای کنترل مدار با توان بالا با استفاده از سیگنال توان پایین استفاده می شود. به طور کلی، یک سیگنال DC برای کنترل مداری استفاده می شود که با ولتاژ بالا کار میکند.

ساختار رله و عملکرد آن

شکل زیر نشان می دهد که یک رله از داخل چگونه به نظر می رسد و چگونه می توان آن را ساخت.

ساختار رله و عملکرد آن

برای یادگیری کامل آردوینو (برنامه نویسی حرفه ای، ارتباط با اندروید، ساخت ربات) ، روی دوره آموزش آردوینو کلیک کنید.

همچنین اگر میخواهید الکترونیک را با فیلم های آموزشی یاد بگیرید، روی دوره آموزش الکترونیک کلیک کنید.

بر روی یک محفظه، یک هسته با سیم پیچی مس (شکل یک سیم پیچ) قرار می گیرد. آرماتور متحرک متشکل از یک تکیه گاه فنری یا یک ساختار متصل به یک انتهای آن و یک دکمه فلزی متصل به طرف دیگر است، تمام این ترتیب ها بر روی هسته قرار می گیرند به گونه ای که وقتی سیم پیچ فعال می شود، آرماتور را به سمت خود جذب می کند. آرماتور متحرک به طور کلی به عنوان یک ترمینال مشترک در نظر گرفته می شود که قرار است به مدار خارجی متصل شود.

مطلب پیشنهادی:  آموزش معادله ماکسول (بررسی کامل معادلات ماکسول)

رله دارای دو پین است که به آنها NC (به طور معمولی بسته) و NO (به طور معمولی باز) میگویند. پین NC معمولا به آرماتور یا ترمینال مشترک متصل میشود در حالی که پین NO معمولا آزاد است. هنگامی که جریان بر سیم پیچ اعمال شود، آرماتور حرکت میکند و به پین NO متصل میشود. این اتصال تا زمان وجود جریان ادامه میابد و بعد از قطع جریان، دوباره آرماتور به NC متصل میشود.

مدار داخلی یک رله به شکل زیر است:

مدار داخلی یک رله

سفری به داخل رله ها

یک رله الکترومکانیکی اساساً با استفاده از قطعات مکانیکی مانند آهنربای الکتریکی، یک آرماتور متحرک، اتصال دهنده ها، قاب و یک فنر و پایه طراحی شده است، این قطعات در تصاویر داخلی رله زیر نشان داده شده است. همه این ها به صورت منطقی مرتب می شوند تا به صورت یک رله در بیایند.

سفری به داخل رله ها

در اینجا قطعات مکانیکی داخلی یک رله را توضیح می دهیم:

آهنربا: یک آهنربا نقش اصلی را در کار یک رله دارد. این فلزی است که خاصیت مغناطیسی ندارد اما می تواند با کمک سیگنال الکتریکی به آهنربا تبدیل شود. می دانیم که وقتی جریان از هادی عبور می کند، خاصیت آهنربا را بدست می آورد. بنابراین، وقتی فلزی با سیم مسی پیچیده می شود و توسط منبع تغذیه کافی تغذیه می شود، این فلز می تواند به عنوان آهنربا عمل کند و می تواند فلزات را در محدوده خود جذب کند.

آرماتور متحرک: آرماتور متحرک یک قطعه فلزی ساده است که روی یک محور یا یک پایه متعادل می شود. به ایجاد یا قطع اتصال با پین های مربوط به آن کمک می کند.

اتصال دهنده ها: این ها رساناهایی هستند که در دستگاه وجود دارند و به پایه ها متصل هستند.

همچنین اگر در مورد این مطلب سوالی داشتید در انتهای صفحه در قسمت نظرات بپرسید

قاب: این یک قطعه فلزی کوچک است که به منظور نگهداری آرماتور در هنگام فعال شدن سیم پیچ، روی یک هسته ثابت شده است.

فنر (اختیاری): تعداد کمی از رله ها به فنر احتیاج ندارند اما در صورت استفاده از آن، برای اطمینان از حرکت آسان و آزاد آن، فنر به یک انتهای آرماتور متصل میشود. به جای فنر می توان از پایه فلزی استفاده کرد.

نحوه کار رله

حال بیایید بفهمیم که چگونه یک رله در حالت بسته و باز کار می کند.

رله در حالت بسته :

وقتی هیچ ولتاژی به هسته اعمال نشود، نمی تواند هیچ میدان مغناطیسی ایجاد کند و به عنوان آهنربا عمل نمی کند. بنابراین نمی تواند آرماتور متحرک را به خود جذب کند و آرماتور درموقعیت اولیه خود در حالت بسته معمولی (NC) است.

رله در حالت NC

رله در حالت باز:

وقتی ولتاژ کافی به هسته وارد شود، شروع به ایجاد یک میدان مغناطیسی در اطراف خود می کند و به عنوان یک آهنربا عمل می کند. از آنجا که آرماتور متحرک در محدوده آن قرار می گیرد، به سمت آن میدان مغناطیسی ایجاد شده توسط هسته جذب می شود، بنابراین موقعیت آرماتور تغییر می کند. سپس آرماتور به پین NO رله متصل میشود و مدار خارجی متصل به آن به روش دیگری عمل میکند.

مطلب پیشنهادی:  جریان هجومی چیست و چگونه می توان آن را محدود کرد؟

رله در حالت باز NO

توجه: عملکرد مدار خارجی به اتصال پایه های رله بستگی دارد.

در نتیجه، می توانیم بگوییم که وقتی سیم پیچ فعال می شود، آرماتور جذب می شود و عملکرد سوئیچینگ قابل مشاهده است، اگر سیم پیچ خاصیت مغناطیسی خود را از دست بدهد آرماتور به موقعیت اولیه خود برمی گردد.

می توانید عملکرد رله را در فیلم زیر بررسی کنید:

عملکرد رله

نحوه کنترل رله

انواع مختلف رله

به غیر از رله آهنربایی، انواع مختلفی از رله ها وجود دارند که بر اساس اصول مختلف کار می کنند. طبقه بندی آن به شرح زیر است.

انواع رله بر اساس نحوه کار

  • رله حرارتی: وقتی دو ماده مختلف به هم متصل می شوند ، به صورت یک نوار دو فلزی در می آیند. هنگامی که این نوار انرژی بگیرد، تمایل به خم شدن دارد، از این خاصیت به گونه ای استفاده می شود که این فلز خمیده با پیچ ها اتصال برقرار می کند.
  • رله الکترومکانیکی: با کمک چند قطعه مکانیکی و بر اساس خاصیت آهنربا الکتریکی، یک ارتباط با پیچ ها ایجاد می شود.
  • رله حالت جامد: به جای استفاده از قطعات مکانیکی مانند رله های الکترو گرمایی و الکترومکانیکی، از دستگاه های نیمه رسانا استفاده می شود. بنابراین، سرعت سوئیچینگ دستگاه می تواند آسان تر و سریعتر شود. از مزایای اصلی این رله طول عمر بیشتر و عملکرد سریع تر سوئیچینگ نسبت به سایر رله ها است.
  • رله ترکیبی: این رله ترکیبی از رله های الکترومکانیکی و رله های حالت جامد است.

انواع رله براساس قطبیت

  • رله قطبی: این ها شبیه رله های الکترومکانیکی هستند اما آهنربا و آهنربای الکتریکی در آن وجود دارد، حرکت آرماتور بستگی به قطب سیگنال ورودی اعمال شده به سیم پیچ دارد. در کاربرد های تلگرافی استفاده می شود.
  • رله غیر قطبی: سیم پیچ در این رله ها خاصیت قطبی ندارد و عملکرد آن بدون تغییر باقی می ماند حتی اگر قطب سیگنال ورودی تغییر کند.

پل و حالت در رله

همچنین می توان رله ها را بر اساس تعداد ترکیبات پل و حالت طبقه بندی کرد. یک پل می تواند به عنوان یک ترمینال ورودی و یک قسمت متحرک متصل در نظر گرفته شود، در حالی که حالت می تواند به عنوان یک ترمینال خروجی در نظر گرفته شود. طبقه بندی آن به شرح زیر است:

رله تک پل تک حالت (SPST): این فقط از یک پل و یک حالت تشکیل شده است. به طور کلی، مسیر بسته یا باز است. استفاده از دکمه بهترین نمونه از این نوع است. وقتی دکمه را فشار می دهیم، اتصال در حالت بسته است و هنگام آزاد شدن اتصال در حالت باز است، که از تصویر زیر قابل درک است.

رله تک پل تک حالت (SPST)

رله تک پل دو حالت (SPDT): این نوع سوئیچ ها فقط از یک پل تشکیل شده است اما دارای دو حالت است. بنابراین، اتصال همیشه با هر یک از پایه ها برقرار می شود. یک سوئیچ متحرک را می توان به عنوان مثال در نظر گرفت. سوئیچ متحرک همیشه به هر یک از پیچ ها متصل است، یعنی اگر هر دو ترمینال به یک مدار متصل باشند، یک مسیر بسته همیشه وجود دارد.

مطلب پیشنهادی:  اندازه گیری تابش خورشیدی با پیرلیومتر و پیرانومتر

رله تک پل دو حالت (SPDT)

رله دو پل تک حالت (DPST): این نوع سوئیچ ها دو پل و یک حالت دارد. اتصالات آن  باز یا بسته می شوند که به طور همزمان انجام می شود. سوئیچ چند وضعیتی روی این ویژگی کار می کند. وقتی سوئیچ از یک موقعیت به موقعیت دیگر تغییر وضعیت می یابد، هر دو اتصال به طور همزمان جابجا می شوند.

رله دو پل، تک حالت (DPST)

رله دو پل دو حالت (DPDT): این نوع کلیدها دارای دو پل است اما هر پل دارای دو حالت است. بنابراین، از آن به عنوان حالت مضاعف نام برده می شود و عمل سوئیچینگ به طور مشابه و همزمان برای هر دو پل انجام می شود. سوئیچ در یک دستگاه اصلاحگر استاندارد از نوع DPDT است.زیرا در حالی که ما دستگاه اصلاح کننده را شارژ می کنیم و هنگامی که دستگاه در حالت روشن است، به طور خودکار شارژ متوقف می شود به این معنی که سوئیچ ها در مدار شارژ داخلی باز می شوند.

رله دو پل دو حالت (DPDT)

کاربرد رله

رله کاربرد های زیادی دارد، وظیفه اصلی آن کنترل مدار ولتاژ بالا (مدار 230 ولت AC) با منبع تغذیه ولتاژ پایین (ولتاژ DC) است.

  • رله ها نه تنها در مدار های بزرگ الکتریکی استفاده می شوند بلکه در مدار های کامپیوتری نیز برای انجام عملیات ریاضی کاربرد دارند.
  • برای کنترل سوئیچ های موتور الکتریکی استفاده می شود. برای روشن کردن یک موتور الکتریکی به منبع تغذیه 230 ولت نیاز داریم اما در بعضی مواقع ممکن است وضعیتی وجود داشته باشد که موتور را با ولتاژ تغذیه DC روشن کنیم. در این موارد می توان از یک رله استفاده کرد.
  • تثبیت کننده های اتوماتیک یکی از مواردی است که در آن از رله استفاده می شود. وقتی ولتاژ تغذیه غیر از ولتاژ نامی باشد، مجموعه رله ها تغییرات ولتاژ را حس می کنند و مدار بار را با کمک قطع کننده های مدار کنترل می کنند.
  • در صورت وجود بیشتر از یک مدار در سیستم، برای انتخاب مدار استفاده می شود.
  • در تلویزیون ها استفاده می شود. در مدار های داخلی یک تلویزیون لامپ تصویری قدیمی با ولتاژ DC کار می کند اما لامپ تصویری به ولتاژ AC بسیار بالایی نیاز دارد، به منظور روشن کردن لامپ تصویری با منبع تغذیه DC می توانیم از یک رله استفاده کنیم.
  • در کنترل کننده های سیگنال حرکت، کنترل کننده های دما استفاده می شود.

میخواهید برنامه نویسی STM32 را یاد بگیرید؟

دوره آموزش STM32

میخواهید الکترونیک را یاد بگیرید؟

دوره آموزش الکترونیک
دوره آموزش آردوینو

میخواهید آردوینو را به صورت پروژه محور یاد بگیرید؟ برای مشاهده توضیحات روی دوره مورد نظر کلیک کنید

محمد رحیمی

محمد رحیمی

محمد رحیمی هستم. سعی میکنم در آیرنکس مطالب مفید را قرار دهم. (در خصوص سوال در مورد این مطلب از قسمت نظرات همین مطلب اقدام کنید) سعی میکنم تمام نظرات را پاسخ دهم.

2 نظر

  1. سلام خدمت مهندس عزیز ، مطالب در سایت بسیار ارزشمند برای افرادی که به الکترونیک علاقه دارند ، بدون تردید با مطالعه آنها تحولی شگرف از نظر آموزشی ایجاد خواهد شد ، من به دوستداران پیشنهاد. می کنم با دقت مطالعه کنند ، جا دارد از مهندس عزیز و ارجمند سپاس و تشکر خودم را در محضر ایشان اعلام کنم ، موفق و سلامت باشید 🙏🙏🙏

    1. سلام جناب. بسیار خوشحالم که راضی بودین.

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *