Ηλεκτρονόμος

Μικρός ηλεκτρονόμος που χρησιμοποιείται στην ηλεκτρονική

Ο ηλεκτρονόμος ή ρελές (relay) είναι ένας ηλεκτρικός διακόπτης που ανοίγει και κλείνει υπό τον έλεγχο ενός άλλου ηλεκτρικού κυκλώματος. Στην αρχική μορφή του, τον διακόπτη ενεργοποιούσε ένας ηλεκτρομαγνήτης, για το άνοιγμα ή κλείσιμο μιας ή περισσότερων επαφών. Εφευρέθηκε από τον Τζόζεφ Χένρυ το 1835. Επειδή ένας ηλεκτρονόμος είναι ικανός να ελέγχει ένα κύκλωμα εξόδου υψηλότερης ισχύος απ' ότι το κύκλωμα εισόδου, μπορεί να θεωρηθεί, γενικά, μια μορφή ηλεκτρικού ενισχυτή.

Οι επαφές σε έναν ηλεκτρονόμο μπορούν να είναι τύπου Κανονικά-Ανοικτό (Normally Open, NO), Κανονικά-Κλειστό (Normally Closed, NC), ή μεταβολής (change-over).

• Οι επαφές τύπου Κανονικά-Ανοικτό συνδέουν το κύκλωμα όταν ο ηλεκτρονόμος ενεργοποιείται· το κύκλωμα αποσυνδέεται όταν ο ηλεκτρονόμος είναι ανενεργός. Καλείται επίσης επαφή Μορφής A ή επαφή "make". Η επαφή Μορφής Α είναι ιδανική για εφαρμογές που απαιτούν την ενεργοποίηση μιας πηγής υψηλής τάσης από απόσταση.
• Οι επαφές τύπου Κανονικά-Κλειστό αποσυνδέουν το κύκλωμα όταν ο ηλεκτρονόμος ενεργοποιείται· το κύκλωμα συνδέεται όταν ο ρελές είναι ανενεργός. Καλείται επίσης επαφή Μορφής B ή επαφή "break". Η επαφή Μορφής Β είναι ιδανική για εφαρμογές που απαιτούν το κύκλωμα να παραμένει κλειστό μέχρι ο ηλεκτρονόμος να ενεργοποιηθεί.
• Οι επαφές μεταβολής ελέγχουν δύο κυκλώματα: μια επαφή κανονικά-ανοικτό και μια επαφή κανονικά-κλειστό από ένα κοινό τερματικό. Καλείται επίσης Επαφή Μορφής C.

Λειτουργία

Ένας ηλεκτρονόμος σταθερής-κατάστασης, ο οποίος δεν έχει κινούμενα μέρη

Όταν ηλεκτρικό ρεύμα διαρρέει το πηνίο, το παραχθέν μαγνητικό πεδίο ελκύει έναν οπλισμό που είναι μηχανικά συνδεδεμένος σε μια κινούμενη επαφή. Η κίνηση είτε ανακτά είτε απεμπλέκει μια σύνδεση με μια σταθερή επαφή. Όταν το ηλεκτρικό ρεύμα στο πηνίο σταματάει, ο οπλισμός επιστέφει στην θέση ηρεμίας του από μια δύναμη που είναι το ήμισυ της μαγνητικής. Συνήθως αυτό είναι ένα ελατήριο, αλλά επίσης η βαρύτητα χρησιμοποιείται συχνά σε βιομηχανικούς εκκινητήρες μηχανών. Η μαγνητική ροή στον οπλισμό επάγει ένα ηλεκτρικό ρεύμα σε αντίθεση με το ηλεκτρικό ρεύμα που παρέχεται στο πηνίο, το λεγόμενο "επαγωγικό". Παράγεται μια μεγάλη ροή ηλεκτρικού ρεύματος για την λειτουργία του πηνίου και την μετακίνηση των επαφών, αλλά μόλις ο οπλισμός κλείνει, το ηλεκτρικό ρεύμα που απαιτείται για να κρατήσει τον οπλισμό κλειστό είναι ένα μικρό κλάσμα αυτού, τυπικά το ¹/₁₀. Οι ηλεκτρονόμοι κατασκευάζονται για να λειτουργούν γρήγορα. Σε μια εφαρμογή χαμηλής τάσης, αυτό γίνεται για τη μείωση του θορύβου. Σε μια εφαρμογή υψηλής τάσης ή υψηλής έντασης, αυτό γίνεται για τη μείωση των σπινθηρισμών (ηλεκτρικών εκφορτίσεων μορφής τόξου).

Εάν το πηνίο διεγείρεται με συνεχές (DC) ρεύμα, ανεξάρτητα από το ηλεκτρικό ρεύμα διαμέσου των επαφών, μια δίοδος εγκαθίσταται γενικά εγκάρσια του πηνίου. Όταν το πηνίο διεγείρεται, αποκαθιστάται ένα μαγνητικό πεδίο. Όταν το πηνίο αποδιεγείρεται, το καταρρέον μαγνητικό πεδίο δημιουργεί μια σπίθα ηλεκτρικού ρεύματος που θα μπορούσε να βλάψει το υπόλοιπο κύκλωμα. Αν το πηνίο διεγείρεται με εναλλασόμενο (AC) ρεύμα, ένα μικρό χάλκινο δαχτυλίδι πτυχώνεται στο άκρο του σωληνοειδούς πηνίου. Το εναλλασόμενο ρεύμα έχει τάση 0 Volt 120 φορές το δευτερόλεπτο. Στα 0 Volt, δεν υπάρχει καμιά μαγνητική δύναμη η οποία να συγκρατεί τις επαφές κλειστές. Το μικρό χάλκινο δαχτυλίδι παρέχει ένα μικρό ρεύμα εκτός φάσεως που καλείται (αμετάφραστο) shadow pole. Το άθροισμα του εναλλασόμενου ρεύματος και του shadow pole κρατάει το οπλισμό εμπλεκόμενο όλες τις στιγμές.

Σε αναλογία με τις λειτουργίες της πρωτότυπης ηλεκτρομαγνητικής συσκευής, ένας ηλεκτρονόμος σταθερής κατάστασης κατασκευάζεται με ένα θυρίστορ ή άλλη συσκευή διακοπής σταθερής-κατάστασης. Για να επιτευχθεί ηλεκτρική απομόνωση, μια δίοδος φωτοεκπομπής LED χρησιμοποιείται με ένα φωτοτρανζίστορ.