Come funzionano i relè in un circuito? Scopri il principio di funzionamento dei relè elettromagnetici e il loro ruolo cruciale nel controllo dei circuiti elettrici.
Come funzionano i relè in un circuito?
I relè sono dispositivi elettromeccanici che funzionano come interruttori controllati elettricamente. Sono fondamentali in molti circuiti elettronici e elettrici perché permettono di controllare un circuito di potenza con un segnale a bassa potenza.
Componenti principali di un relè
- Bobina: Un avvolgimento di filo che genera un campo magnetico quando attraversato da corrente elettrica.
- Nucleo di ferro: Un pezzo di materiale ferromagnetico interno alla bobina, che amplifica il campo magnetico generato.
- Contatti: Componenti mobili che aprono o chiudono il circuito elettrico. Possono essere normalmente aperti (NO) o normalmente chiusi (NC) a riposo.
- Molla: Mantiene i contatti nella loro posizione di riposo quando la bobina non è attivata.
Principio di funzionamento
Quando una corrente elettrica fluisce attraverso la bobina del relè, essa genera un campo magnetico (secondo la legge di Biot-Savart). Questo campo magnetico attira il nucleo di ferro, che a sua volta muove i contatti del relè. A seconda del tipo di contatti utilizzati, il circuito di uscita può essere chiuso o aperto, permettendo o interrompendo il flusso di corrente nel circuito di potenza.
Uso nei circuiti
I relè sono utilizzati per diversi scopi in circuiti elettrici ed elettronici:
- Isolamento: Forniscono isolamento tra il circuito di attivazione a bassa potenza e il circuito di carico ad alta potenza.
- Controllo remoto: Permettono di controllare dispositivi localizzati a distanza.
- Sicurezza: Utilizzati in sistemi di sicurezza per garantire che i circuiti siano isolati in caso di guasti o emergenze.
Esempio pratico
Consideriamo un circuito semplice con un interruttore, una batteria, un relè e un lampadina. L’interruttore e la batteria sono collegati in serie con la bobina del relè. Il contatto del relè è in serie con la lampadina e una fonte di alimentazione separata. Quando l’interruttore nel circuito di controllo viene chiuso, la corrente fluisce attraverso la bobina del relè, generando un campo magnetico che chiude i contatti del relè, permettendo alla corrente di alimentare la lampadina.
Formule e leggi applicabili
- Legge di Ohm: \( V = I * R \), dove V è la tensione, I la corrente e R la resistenza. Questa legge è utilizzata per determinare la corrente che attraversa la bobina del relè.
- Forza magnetomotrice (FMM): \( FMM = N * I \), dove N è il numero di spire della bobina e I è la corrente che la attraversa.
- Legge di Faraday: Un cambiamento nel campo magnetico ( \(\Delta B \) ) nel tempo (\(\Delta t \)) induce una forza elettromotrice ( \( \epsilon \) ) in un circuito: \( \epsilon = -N \frac{\Delta B}{\Delta t} \).
Conclusione
I relè sono componenti essenziali nei circuiti per il controllo e l’isolamento di circuiti ad alta potenza utilizzando segnali a bassa potenza. Comprendere il funzionamento dei relè è fondamentale per chiunque studi l’elettrotecnica o lavori con sistemi elettronici e elettrici.
