RELÉ ELECTROMAGNÉTICO . Departamento de Física y Electrónica. Universidad de Córdoba, Montería RESUMEN En el montaje de circuitos eléctricos es frecuente el uso de interruptores. Un relé es otro tipo mas elaborado de estos, el cual permite mediante el accionamiento de un electroimán la apertura o cierre de varias conexiones o circuitos a la vez. El núcleo del relé está conformado por una bobina, la cual genera un campo magnético al pasar una corriente, este campo magnético es el responsable de producir o no los contactos de los distintos componentes del circuito (abriendo y cerrando el circuito). En este experimento se estudiara el funcionamiento del relé montando un circuito compuesto por bombillas, un interruptor para el circuito a mando y un muelle inducido que se encargara junto con el electroimán constituir el circuito de trabajo.
TEORÍA RELACIONADA
2. Uno o varios juegos de contactos eléctricos aislados de la bobina.
El relé o relevador fue inventado por Joseph Henry en 1835. Es un dispositivo electromecánico que funciona como un interruptor controlado por un circuito eléctrico en el que, por medio de una bobina y un electroimán, se acciona un juego de uno o varios contactos que permiten abrir o cerrar otros circuitos eléctricos independientes. [1]
3. Una pieza móvil, también denominada inducido, de hierro dulce, aislada, cuyo movimiento produce la apertura y cierre de los contactos.
Figura 1: Relé electromagnético
Un relé, como se muestra en la figura 1, está constituido por varios elementos: 1. Una bobina arrollada sobre un núcleo de hierro dulce.
4. Una placa base aislante que soporta a todos los elementos anteriores y que incorpora unas patillas para el conexionado del relé con el exterior. 5. Una cubierta de plástico que protege a todo el conjunto del polvo y la suciedad. El funcionamiento del relé es el siguiente: al aplicar una determinada tensión en la bobina, la corriente que circula por ella crea un campo magnético que convierte al núcleo de hierro en un electroimán, el cual atraerá a la pieza móvil, también de hierro. Esta pieza, al moverse, empuja el contacto móvil, abriendo los contactos que en reposo estuvieran cerrados y cerrando los que estuvieran abiertos. Al retirar la tensión a la bobina, se anula el campo magnético y, por tanto, la fuerza de atracción sobre la pieza móvil, volviendo ésta a su posición de reposo por acción de un resorte, con lo que los contactos vuelven a su posición inicial. [2]
Muelle del inducido
13024.1 2
1
Soporte universal
13024.1 3
2
Relé
13024.0 8
1
Cable 6cm
07311.0 6
4
Cable 15 cm
07313.0 1
1
Cable 25 cm
07313.0 4
2
Cable 50 cm
07314.0 1
2
Fuente de lamentación
11721.9 3
1
Figura 2: Funcionamiento del relé
Si observamos la figura 4, al accionar el interruptor “I” se crea un campo magnético que desplaza el eje “E” que abre y cierra los cuatro contactos principales. De tal forma que si el campo magnético tiene corriente y desplaza a “E”, los contactos 1 y 2 se cerrarán y los contactos 3 y 4 se abrirán; cuando dejemos de darle corriente al electroimán los contactos 1 y 2 se abrirán y los contactos 3 y 4 se cerrarán. Por tanto un relé es un interruptor automático; con él podemos realizar diversas combinaciones y sus aplicaciones son múltiples. Las clases y características de los relés varían según la función a realizar y fabricante [3].
El experimento se llevó a cabo en dos etapas.
PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL Para la realización del experimento se utilizaron los materiales mostrados en la tabla 1. Tabla Nº1: Materiales del experimento Placa reticular
13001.0 0
1
interruptor
13017.0 1
1
Porta lámparas E 10
13018.0 1
2
Bombilla 12V 0,1A
07505.0 3
1
Bobina 1600 espiras
13024.0 2
1
Núcleo de hierro en U
13024.1 0
1
Figura 3: Esquema eléctrico 1 Para la primera etapa se armó un circuito como lo muestra el diagrama de la figura 2, montando el interruptor electromagnético con el electroimán. Se observó que los tornillos moleteados fuesen colocados a distancia y posición exactas con respecto a los bordes del módulo de la bobina. Se conectaron los módulos con los cables, y se aplicó al interruptor una tensión de 12 V-,
luego se conectó el circuito de mando y se observó el muelle del inducido y la lámpara. Finalmente se colocó el soporte superior al otro lado del muelle del inducido y se ajustó el tornillo de manera que el muelle quedara ligeramente tensado, se conectó el circuito de mando y se observó la lámpara.
circuito, el muelle vuelve a su posición natural y al hacer contacto con la lámpara, ésta se enciende.
Para las observaciones correspondientes al esquema eléctrico #2 mostrado en la figura 2 se pudo notar que: 2.1 El interruptor actuaba como si hubiesen dos interruptores, puesto que cuando este se cerraba, se encendía una de las lámparas, mientras la otra permanecía apagada. Mientras que al abrir el interruptor, la bombilla que estaba previamente encendida, se apagaba y se encendía la segunda bombilla.
Figura 4: Esquema eléctrico 2 Para la segunda parte se montó un circuito como se muestra en el esquema eléctrico 2. Se montó el circuito de mando del relé y el circuito de trabajo a través del contacto de trabajo. Se conecta y desconecta el circuito de mando y se observa el comportamiento de la lámpara. RESULTADOS En las observaciones correspondientes al esquema eléctrico #1 mostrado en la figura 1 se pudo notar que: 1.1 Al conectar el circuito de mando y cerrar el interruptor, la corriente en las bobinas crea un campo magnético el cual se encarga de atraer el muelle del inducido hacia uno de los soportes universales y al hacer contacto con este, la lámpara se encendió. 1.2 Una vez colocado el soporte al otro lado del muelle, el proceso de encendido de la lámpara sé cuándo se abría el interruptor, esto se debe a que mientras el circuito permanece cerrado, la corriente eléctrica atrae al muelle del inducido y este no hará contacto con la lámpara, y al abrir el
ANÁLISIS Y CONCLUSIONES De acuerdo a las observaciones experimentales sobre el relé el muelle del inducido se dispara por el efecto del electroimán, el cual como su nombre lo indica, funciona gracias a la corriente que pasa por las bobinas. Se puede decir que los esquemas eléctricos estaban entonces constituidos así por dos circuitos: Un circuito a mando el cual es el encargado de controlar la corriente eléctrica que pasa a través de las bobinas y un circuito de trabajo el cual constituye al relé, encendiendo o apagando las lámparas cuando el muelle del inducido atraído por el campo magnético hace contacto con estas. Un relé que controla dos circuitos de conexión opuesta se denomina conmutador, estos se asemejan a los interruptores en su forma exterior, pero los conmutadores a la vez que desconectan un circuito, conectan otro
La ventaja que tiene el emplear este tipo de dispositivos en circuitos eléctricos es que con poca tensión e intensidad podamos manejar circuitos de mayor potencia, esta característica hace que el relé tenga muchas aplicaciones, entre ellas se puede destacar: procesos de automatismos tales como controlar puertas automáticas o controlar las luces de un semáforo, incluso los primeros ordenadores utilizaban relés para realizar cálculos matemático.
REFERENCIAS [1] http://www.velasquez.com.co/aplicaciones/A N_Reles_electromagneticos.pdf [2] http://tecnologia-lcp.orgfree.com/ Documentos/RELE %20ELECTROMAGNETICO.pdf [3] http://guindo.pntic.mec.es/rarc0002/all/ aut/dat/f.el.contactor.pdf
