Свежие комментарии

Реле

Реле — один из самых простейших и доступных усилителей, перспективных для попаданца.
По сути своей это выключатель, управляемый электрическим током.
Но зачем, спросите вы, включать ток другим…током?…

Дело в том, что с помощью реле мы можем управлять нагрузкой мощностью в несколько сотен, тысяч,
а то и десятков тысяч раз больше управляющего тока! В этом и состоит сущность любого усилителя.
Тем самым, замыкая управляющую цепь выключателем от карманного фонарика, рассчитанным на низкий ток и напряжение, мы можем включать и выключать установку мощностью несколько киловатт, например, электролизер или дуговую печь.

Само реле не отличается ни сложностью ни технологическими изысками.
Вот схема простейшего реле с нормально разомкнутыми контактами.

Как видите, ничего сложного.

1 — обмотка
2 – сердечник
3 – ярмо
4 – якорь
5 — возвратная пружина
6 – подвижный контакт
7 – контакт управляемой цепи
8 – зажимы для присоединения к управляющей цепи.

Ярмо и сердечник —  части магнитопровода (буквально, проводника для магнитного потока).
Первые экземпляры реле не имели ярма, что сильно снижало их чувствительность.
Якорь — тоже часть магнитной системы. На рисунке он также является частью электрической цепи, однако попаданцу стоит избегать подобных решений — дополнительная тепловая и коррозионная нагрузка на такую важную деталь нам ни к чему.
Более рациональным будет изолировать якорь от электричества, передавая усилие на контакты через изоляционную прокладку.

 

Пожалуй самая проблемные части реле — обмотка и контактная пара.

Для обмотки в большинстве случаев следует брать как можно более тонкую изолированную проволоку.
Это позволит сделать большее количество витков, а значит снизит требуемый ток.
Наматывать лучше всего в несколько слоев, не меняя направления намотки. Помните, во момент выключения реле на обмотке возникает выброс напряжения, который при большом количестве витков может быть больше подаваемого в несколько десятков раз, легко достигая напряжения пробоя изоляции.
Во избежание искрения очень желательно разнести выводы обмотки на некоторое расстояние и изолировать от руг друга.

Контакты представляют собой самый нагруженный элемент реле.
Сквозь них зачастую протекает значительный ток, что в случае плохого контакта может вызвать их обгорание и порчу прибора. Также под воздействием нагрева и атмосферного кислорода контакты могут покрыться окислами, что приведет к снижению проводимости.
Одним из методов борьбы с этой проблемой является изготовление контактных пар из как можно более инертных металлов, таких как серебро, платина или никель.
Также эффективно погружение контактов в минеральное масло, что также решает проблему нагрева и искрения.

Как электрический элемент реле имеет несколько особенностей, отличающих его от прочих усилителей.

Первая — это большая инерционность.
Даже уменьшая размеры реле крайне сложно добиться частоты переключения больше ста герц.
Уже при скорости включения-выключения больше пятидесяти раз в секунду срок работы реле снижается до нескольких часов.

Второй особенностью реле является очень заметный гистерезис — ток замыкания контактов и ток отпускания может отличатся в несколько раз.
Однако этот, казалось бы, недостаток можно превратить в достоинство в случае, если величина управляющего тока колеблется.
Используя гистерезис, можно снизить число ненужных срабатываний реле, увеличивая его ресурс.
Более того, разность тока замыкания и размыкания  регулировать в некоторых пределах, изменяя зазор между сердечником и ярмом!

Контакты в правильно сконструированном реле полностью изолированы от управляющей цепи,
что позволяет снизить риск поражения электрическим током, использую низкое управляющее напряжение.

Реле — это пороговый элемент.
Проще говоря, этот усилитель не реагирует на управляющий сигнал до тех пор, пока тот не превысит некого
значения, после чего замыкает цепь. Дальнейшее увеличение тока в обмотке (в разумных пределах)
не влияет на значение управляемого тока.

Вот типовая схема включения реле:

 

Подобная схема нашла себе применение в простейших конструкциях телеграфного аппарата, уже на ее основе можно
создать множество полезных устройств, начиная от таймера и заканчивая автоматическим предохранителем.

Помимо уже рассмотренной, существуют великое множество конструкций, в основе которых лежит
реле. Пускатели и реле времени, датчики тока и шаговые искатели, реле обратного тока и зуммеры,
простейшие логические ячейки и триггеры!
Все эти механизмы просты и дешевы, пусть и не всегда надежны и эффективны.
Их использование позволит «подтянуть» многие отрасли промышленности, внедряя электричество и связь
в самые различные производства.

19 комментариев Реле

  • dan14444

    Стоит расширить описание с только магнитных — до общего… От организмы, по удару тока замыкающей цепь, до тепла, электрохимии, оптики, полупроводников… тыщщи их.

  • Draft

    //От организмы, по удару тока замыкающей цепь…
    Извините, что?

  • onosamo

    Ну как же — от удара тока мышца «организмы» сокращается, и замыкает контакты цепи. 🙂
    Луиджи Гальвани, с лягушачьими лапами.

  • dan14444

    Угу, хорошо обученное крепостное реле (и вовсе не бедная Муму, а Герасим, его не жалко) с электродом на роговице… Коэффициент усиления 10^9 — легко! Частоты, правда, выше пары герц сложно…
    Но можно ышшо логический блок задействовать — в смысле, межушный нервный узел… 🙂

  • onosamo

    А из слегка обученных крепостных, построенных в три ряда и поднимающих флажки, можно сумматор сделать. И писарчука на крыше, чтобы результаты фиксировать.

  • dan14444

    Не-не-не, это уже параллельные вычисления…
    Один межушный нервный ганглий (с) управляет парой глаз и ушей (электроды туда!), ну и периферическая нервная система, от языка до ануса… Не говоря о встроенной системе распознавания образов топового уровня.
    Т.е. каналов ввода — десятки, а у хорошо дрессированного — сотни и тыщщи.

    Выводов — аналогично, эффекторов (мышыцов) дофига, плюс проц с правильными драйверами может их разнообразно комбинировать.

    Надёжность срабатывания повышаем электростимуляцией и дублированием.

  • 2:5080/205

    Кто там родил 3D-просмотр на базе электростимуляции века, чтобы зрачок перекрывало на полукадр? :-\
    А ведь биологический датчик был в свое время самым чувствительным — лягушка на крючке, дергается от тока в нервный ствол, причем ток несерьезный, как раз от спонтанно получившегося гальванического элемента при контакте разных металлов…

  • dan14444

    У препарированного лягушко гарантийный срок никакой. Даже у живого с перерезанными нервами — маловат, деградируют оне… Разве что менять места втыка.

    Не… крепостное реле лучче и долговечнее! И процессор встроенный!

  • dan14444

    И чувствительность, если на зрительный нерв подавать — выше сущщественно.

    Хотя в любых нервах усиление срабатывает — обвальная деполяризация, аднака! Собсно, и в мышцах та же фигня… И сбоев меньше…
    На каком-нить насекомом с резаным нервом — таки да…

  • onosamo

    Дык электроды в МНУ нужно платиновые вживлять. Стратегический материал. Может, стимулировать не мозг, а диаметрально противоположное место — musculus gluteus maximus, и не током, а ивовым прутом?
    Показательно воздействуем на одного-двух, от прилива сил и сознательности народные массы строят пирамиду или канал копают. Реле, чё.

  • dan14444

    Ну, собсно, примерно оное место для воздействия и я упоминал… Но розги — это некузяво, попаданцу нужно чего позамысловатее. Терморектальный криптоанализатор там… С приводом от Архимедовых зеркал…

  • onosamo

    Тогда и терморектальный криптоанализатор нужно делать в виде архимедова винта — очень зрелищно при установке и назидательно для широких масс.

  • Labris

    А есть ведь ещё и делаемые «на коленке» резонансные реле, способные грубо разделять входящие на обмотку частоты…

  • letbur

    >>А есть ведь ещё и делаемые «на коленке» резонансные реле, способные грубо разделять входящие на обмотку частоты…

    А это — правильная идея. Подавать по одному проводу несколько сигналов на разных частотах. На другом конце — их разделять. Никаких ламп — только генераторы, конденсаторы и катушки реле. Частота задается путем изменения количества пар полюсов на генераторе.

  • letbur

    В предыдущем сообщении ошибка. Резонансное реле — механическое.

  • Taras

    А почему не рассмотрено поляризованное реле?

  • Taras

    Но Вы правы: ток током – это не наш метод. Наш – для управления током юзать скорость. Напряжением должна управлять масса, частотой – давление. Тогда историки техники точно сойдут с ума.

  • Taras

    Кстати, 2 – это не сердечник, а нагрузка, 1 – всё реле целиком, а номеров 3, 4, 5, 6, 7 и 8 на «схеме» нет вообще. И в электрическую часть якорь здесь не входит.

Leave a Reply

You can use these HTML tags

<a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <s> <strike> <strong>