Реле электромагнитные

Реле это выключатель с электрическим приводом: слабый сигнал управляет мощной нагрузкой, а силовая и управляющая цепи остаются развязанными. В разделе собраны силовые и сигнальные электромагнитные реле, твердотельные реле, контакторы, реле времени, герконовые и автомобильные модели, а также колодки и цоколи к ним.

Что выбрать под задачу

Тип	Где применяют	Особенность
Сигнальные, до 2 А	Платы, цепи управления, коммутация сигналов	Компактные, малое потребление катушки
Силовые, свыше 2 А	Нагреватели, двигатели, освещение	Основная рабочая лошадка автоматики
Твердотельные	Частая коммутация, тихие и агрессивные среды	Нет механических контактов, но нужен теплоотвод
Контакторы	Мощные трехфазные нагрузки	Большие токи, монтаж в шкафу
Реле времени	Задержка включения и выключения	Экономит отдельную схему таймера
Герконовые	Слаботочные цепи, быстрая коммутация	Высокая скорость, малый коммутируемый ток

Параметры катушки и контактов

У любого реле две независимые части. Катушка характеризуется рабочим напряжением (обычно 5, 12, 24 или 220 В) и потребляемым током. Контакты описываются допустимым током, напряжением и схемой: нормально разомкнутые, нормально замкнутые или переключающие.

Масштаб управления виден на числах: катушка на 12 В с током 30 мА потребляет всего 0,36 Вт, а ее контакты спокойно коммутируют 10 А при 250 В, то есть до 2500 ВА нагрузки. Именно поэтому реле остается самым простым способом управлять мощной нагрузкой от микроконтроллера.

Ток контактов для постоянного напряжения всегда ниже, чем для переменного, иногда в несколько раз. Причина в дуге: переменный ток гаснет сам при переходе через ноль, а постоянный горит, пока контакты не разойдутся достаточно далеко. Если в паспорте написано 10 А при 250 В переменного и 5 А при 30 В постоянного, это не опечатка, а физика.

Как выбрать

1. Определите нагрузку: ток, напряжение и ее характер. Двигатели, лампы накаливания и емкостные нагрузки дают пусковой бросок в несколько раз выше номинала.
2. Возьмите запас по току контактов не меньше полутора раз от рабочего.
3. Подберите напряжение катушки под вашу схему управления и проверьте, потянет ли выход контроллера ток катушки. Если нет, ставят транзисторный ключ.
4. Выберите схему контактов: для аварийных цепей нужен нормально замкнутый контакт, чтобы при пропадании питания цепь размыкалась в безопасное состояние.
5. Оцените частоту срабатываний. Если коммутация происходит постоянно, механическое реле выработает ресурс, и разумнее взять твердотельное.
6. Не забудьте про защиту: параллельно катушке ставят диод, гасящий выброс самоиндукции при выключении.

Устройство, виды и принцип работы подробно разобраны в статье Реле: устройство, виды и принцип работы, а проверка обмотки и контактов в инструкции Как проверить реле мультиметром.

Частые вопросы

Зачем нужен диод параллельно катушке?
При выключении катушка отдает накопленную энергию в виде выброса напряжения, который пробивает управляющий транзистор. Обычный выпрямительный диод, включенный в обратном направлении, замыкает этот выброс на себя. Подходящие компоненты есть в разделе дискретных полупроводников, а принцип работы разобран в статье Диоды: виды, характеристики и применение.

Чем твердотельное реле лучше обычного?
У него нет механических контактов, поэтому оно работает бесшумно, не искрит и выдерживает миллионы циклов. Взамен оно нагревается под нагрузкой и требует радиатора, а также имеет ток утечки в закрытом состоянии.

Реле щелкает, но нагрузка не включается
Катушка работает, а контакты нет: обычно это подгоревшие или залипшие контакты из-за коммутации тока выше допустимого. Проверяется прозвонкой контактной группы при поданном питании на катушку.

Можно ли подключить реле напрямую к микроконтроллеру?
Как правило нет: вывод контроллера отдает единицы миллиампер, а катушке нужны десятки. Ставят транзисторный ключ, а для полной развязки силовой части используют оптопары и изоляторы. Подбор ключа разобран в статье Транзисторы: виды, характеристики и принцип работы.

Если коммутация ручная, посмотрите раздел переключателей, а для защиты силовых цепей раздел защиты цепей. Подключение реле в шкафу удобно делать через клеммники на DIN-рейку.