繼電器的工作原理與應用案例

華秋電子

繼電器是具有隔離功能的自動開關元件，廣泛應用于遙控、遙測、通訊、自動控制、機電一體化及電力電子設備中，是最重要的控制元件之一，本文為大家詳細介紹繼電器是什么，工作原理，應用方法，以及繼電器在汽車上的應用。

什么是繼電器？

繼電器是一種由相對較小的電流操作的電磁開關，可以打開或關閉更大的電流。

繼電器的核心是電磁體（當電流流過時變成臨時磁鐵的線圈）。您可以將繼電器視為一種電動杠桿：用微小的電流打開它，然后使用更大的電流打開（“杠桿”）另一個設備。為什么這有用？顧名思義，許多傳感器都是非常敏感的電子設備 ，并且只產生很小的電流。但我們通常需要它們來驅動使用更大電流的更大設備。繼電器彌補了這一差距，使得小電流能夠激活大電流。這意味著繼電器可以用作開關（打開和關閉）或放大器（將小電流轉換為大電流）。

繼電器的工作原理

這里有兩個簡單的動畫，說明繼電器如何使用一個電路來接通第二個電路。

當電力流經第一個電路 (1) 時，它會激活電磁體（棕色），產生磁場（藍色），吸引觸點（紅色）并激活第二個電路 (2)。當電源關閉時，彈簧將觸點拉回到原來的位置，再次關閉第二個電路。

這是“常開”(NO) 繼電器的示例：第二個電路中的觸點默認不連接，僅當電流流過磁鐵時才接通。其他繼電器是“常閉”（NC；觸點已連接，因此默認情況下有電流流過它們），并且僅在磁鐵被激活、拉動或推開觸點時才會關閉。常開繼電器是最常見的。

這是另一個動畫，展示了繼電器如何將兩個電路連接在一起。本質上是同一件事，但以略有不同的方式繪制。左側有一個由開關或某種傳感器供電的輸入電路。當該電路被激活時，它會向電磁體提供電流，電磁體將金屬開關拉閉合并激活第二個輸出電路（位于右側）。輸入電路中相對較小的電流因此會激活輸出電路中較大的電流：

輸入電路（藍色環路）被關閉，并且沒有電流流過它，直到某些東西（傳感器或開關閉合）將其打開。輸出電路（紅色環路）也被關閉。

當小電流流入輸入電路時，它會激活電磁體（此處顯示為深藍色線圈），從而在其周圍產生磁場。

通電的電磁體將輸出電路中的金屬棒

拉向它，閉合開關并允許更大的電流流過輸出電路。

輸出電路操作高電流設備，例如燈或 電動機。

繼電器的實際應用

照片：繼電器的兩個拍攝視角。

上圖：垂直向下看，可以看到左邊是彈簧觸點，中間是開關機構，右邊是電磁鐵線圈。

底部：從正面拍攝的同一繼電器。

假設您想要構建一個電子操作的冷卻系統，該系統可以根據室溫的變化打開或關閉風扇。您可以使用某種電子溫度計電路來感測溫度，但它只能產生很小的電流——電流太小，無法為大風扇中的電動機提供動力。相反，您可以將溫度計電路連接到繼電器的輸入電路。當該電路中流過小電流時，繼電器將激活其輸出電路，允許更大的電流流過并打開風扇。

繼電器并不總是連接電路，有時他們也起到斷開電路的作用。例如，在 發電廠設備和輸電線路中，您會發現保護繼電器在發生故障時跳閘，以防止電流浪涌等造成損壞。與上述類似的電磁繼電器曾經被廣泛用于此目的。如今，基于集成電路的電子繼電器可以完成同樣的工作。它們測量電路中的電壓或電流，并在超過預設限制時自動采取行動。

繼電器在汽車上的應用

繼電器在汽車上運用廣泛，如下圖所示是大眾汽車上的X觸點卸荷繼電器，“30”端子為繼電器觸點供電輸入端，“87”端子為繼電器觸點供電輸出端，“86”端子為線圈供電端，“85”端子為線圈接地端。

當繼電器線圈通電工作時，電流經過端子“86”及“85”，使線圈激磁，由于線圈的磁力吸引，使“30”端子與“87”端子間的觸點閉合。

當線圈斷電時，線圈的磁力也隨之消失，活動觸點就會在彈簧的反作用力下返回原來的位置，使“30”端子與“87”端子間的觸點斷開。

繼電器在汽車上的安裝

繼電器一般安裝在中央配電盒內，如下圖所示。

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