Ein Relais ist ein Schalter, der mit Hilfe eines Elektromagneten betätigt wird. Es besteht aus zwei getrennten Stromkreisen. Der erste Stromkreis wird als Steuerstromkreis und der zweite als Arbeitsstromkreis bezeichnet. Wird der Steuerstromkreis mit Spannung versorgt, dann zieht der Elektromagnet (bestehend aus einer Spule mit Eisenkern) den Kontakt im Arbeitskreis an und der zweite Stromkreis ist ebenfalls geschlossen.
Wird der Steuerstromkreis abgeschaltet, dann lässt der Magnet den Kontakt los, und der Arbeitsstromkreis ist unterbrochen. Das Relais bietet somit die Möglichkeit, mit kleinen Spannungen (oft zwischen 5 und 24V), z.B. Batteriespannungen, Stromkreise mit hohen Spannungen und Strömen (auch Netzspannung) zu steuern.
Es gibt auch Relais mit Umschaltkontakten oder sogar mehreren Umschaltkontakten. Zudem gibt es spezielle Relais mit bistabilen Schaltkontakten. Also Kontakte, die durch einen Impuls schließen und durch einen weiteren wieder öffnen. Die Bauformen und Baugrößen sind sehr vielfältig.
Relais findet man überall dort wo hohe Spannungen oder starke Ströme mit kleinen Spannungen geschaltet werden müssen. Auch die bekannte Tasterschaltung, welche sich in vielen Hausfluren findet, wird mit einem Relais verwirklicht. Auch Heizungssteuerungen schalten oft Pumpen, Brenner usw. mit Relais.
Zum Teil werden heute Relais durch Thyristoren, MosFETs und andere Halbleiter ersetzt. Relais bieten aber noch immer eine bessere Trennung zwischen Steuer- und Arbeitsstromkreis. Durch sehr viele Schaltvorgänge, insbesondere bei hohen Strömen, nutzen sich Kontakte und Mechanik ab, dadurch haben Relais nur eine begrenzte Lebensdauer. Anwendungen, die viele Schaltvorgänge erfordern, zum Beispiel ständig mehrere Schaltvorgänge pro Minute, sind daher weniger gut für Relais geeignet.
Beim Ausschalten des Stroms an einem induktiven Bauteil (der Elektromagnet des Relais) können sehr hohe Spannungsspitzen auftreten. Die Spannung an einer Induktivität ist nämlich proportional zur Stromänderung. Mit einem plötzlich verschwindenden Strom reagiert sie gut und gerne mit einigen hundert Volt!
[math] U_\mathrm{L} = L \cdot \frac{{di}{dt}} [/math]
Um den ansteuernden Transistor davor zu schützen, sollte man parallel zur Wicklung eine sog. Freilaufdiode einbauen:
Autor
- Frank
- Simon
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