Fundamentos do relé: tipos, constituição, contatos, física e mais!

O relé é um componente eletromecânico que faz a comutação dos contatos quando sua bobina é excitada.

Observação: algumas informações são mais antigas, como algum tipo de relé, mas fiz de propósito. Acredito que mesmo informações antigas ou obsoletas podem dar inspiração para ideias e projetos.

Pode ser que você não conheça estas informações mais antigas, então mencioná-las aqui pode prevenir o uso e até evitar falhas. Ou você pode pensar em algo prático se quiser aplicá-las.

E seus colegas e amigos, tem essa mesma percepção sobre a utilidade de informações antigas e aparentemente obsoletas? Na dúvida, compartilhe este artigo! Clique nos seguintes links:

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Introdução

Mini relé para circuito impresso
Mini relé para circuito impresso – Imagem: http://www.luott.com.br/images/prod/serie-44-mini-rele-para-circuito-impresso.jpg

Ele também é utilizado em dispositivos eletrônicos, em estágio de saída. Neste caso, é conhecido como relé eletrônico, um dispositivo misto, ou seja, eletromecânico e eletrônico.

Uma característica importante é que ele pode ser energizado com correntes muito pequenas quando comparada com a corrente que o circuito controlado requer para funcionar.

Assim, podemos controlar circuitos com altas correntes (por exemplo, motores, lâmpadas, máquinas industriais) utilizando dispositivos eletrônicos como transistores, circuitos integrados e fotoresistores, que fornecem baixas correntes.

A corrente direta fornecida por um transistor de pequena potência da ordem de 0,1 A não é o bastante para controlar um motor ou uma lâmpada, porém esta corrente consegue ativar um relé para através deste controlar a carga que possui maior potência.

Este componente isola o circuito de controle do circuito que está sendo controlado, o que dá segurança. Não há contato elétrico entre o circuito da bobina e os contatos.

Assim, não existe passagem de corrente elétrica do circuito que ativa o relé para o circuito que ele controla. Para um circuito controlado de alta tensão, o isolamento é importante, por razões óbvias.

Composição do relé

Bobina

Gera o campo magnético indispensável para acionar o circuito magnético. É constituída por um enrolamento de fio de cobre esmaltado.

Suas características são definidas em função do número de espiras, da resistência do fio e do seu diâmetro. A temperatura da bobina não deve ultrapassar:

  • 110°C para fios esmaltados com vernizes diarresinos;
  • 150°C para fios esmaltados com vernizes sintéticos de acetato de polivinil.

Normalmente a potência da bobina varia entre 0,5 W e 2 W, atingindo 6 W nos casos de relés de potência. Existem relés sensíveis, com consumo muito inferior.

Circuito magnético

O circuito magnético é formado por:

  • Núcleo no interior da bobina;
  • Armadura fixa, que atua como suporte do relé;
  • Armadura móvel, que se move pela atração do campo magnético induzido no núcleo. Este movimento causa os movimentos dos contatos.

Estas peças são feitas de ferro doce ou com ligas especiais de alta permeabilidade, para evitar uma magnetização permanente.

Contatos

Os contatos são os elementos que efetuam a abertura ou fechamento do circuito. São formados por duas partes: fixa e móvel.

A parte móvel tem a função de mante-se comprimida contra a fixa, quando o contato é fechado. Os contatos podem ser separados de acordo com sua função elétrica:

  • Contatos de fechamento: indicados por NA, C ou L. Abrem quando o relé está em repouso e fechados quando o relé está excitado.

relé com contato fechado NF

  • Contatos de abertura: indicados por NF, A ou R. Fecham quando o relé está em repouso e abrem quando o relé é excitado.

relé com contato aberto NA

  • Contatos de comutação: indicados por S. Combinação do contato de fechamento e de abertura.

Materiais frequentemente utilizados no relé

  • Prata – material mais usado;
  • Ouro – apresenta baixa resistência mecânica. Indicado para o funcionamento com correntes de baixa intensidade;
  • Platina iridiada – resistente aos agentes atmosféricos e às centelhas;
  • Tungstênio – indicado para o funcionamento com correntes de fortes cargas indutivas e tensões elevadas.

Alguns tipos de relé

Relé tipo batente

Utilizado quando uma pequena quantidade de energia na bobina pode ligar e desligar circuitos com altas tensões e correntes.

Relé telefônico

relé telefônico

É utilizado quando se deseja ligar um grande número de circuitos ao mesmo tempo.

É caracterizado pela sua forma alongada e pela presença de alguns elementos mecânicos que permitem regular os tempos de abertura e de fechamento.

Possui contatos para correntes intensas ou não e admitem uma quantidade limitada de circuitos de comutação. Aplicações conhecidas: sistemas telefônicos e de telex; quadros de comando.

Relé com travamento mecânico

Liga quando a bobina for energizada e permanece na posição ligada mesmo quando a corrente da bobina for removida. É necessário religar este relé manualmente para a posição seguinte.

Relé térmico

Usado em aplicações em que uma elevação de temperatura deve ser sentida. Este tipo é mais utilizado na área elétrica, por exemplo para proteger motores elétricos contra sobrecargas.

Reed Relay ou Reed Switch (Relé tubular)

relé reed swith

São constituídos de duas lâminas de metal flexível de propriedades magnéticas no interior de uma ampola de vidro com gás inerte.

O campo magnético é gerado por uma bobina enrolada em torno de uma ampola. A bobina pode abraçar também duas ou mais ampolas que são assim associadas simultaneamente, constituindo mais contatos.

Às vezes ampolas e bobinas são contidas em estojos e impregnados de resina epóxi com terminais para montagem em soquetes.

Com contatos na ampola de vidro

Um outro tipo de relé tubular é o que apresenta um sistema de contatos de mercúrio no interior da ampola de vidro.

Dependendo de sua posição, a gota de mercúrio fecha ou abre o circuito entre os contatos, o que evita vibrações no fechamento dos contatos.

Características:
  • Potência de comando muito reduzida (algumas dezenas de mW);
  • Resistência de contato muito baixa;
  • Inalterabilidade do contato, por estar contido em uma ampola selada;
  • Tempo de intervenção muito reduzido (alguns mil segundos).

Relés tubulares podem ser comandados também por meio da aproximação de ímã permanente.

Relé de estado sólido

rele-estado-solido-comp

É um dispositivo totalmente eletrônico. Para  realizar funções de isolamento e comutação, aproveita propriedades elétricas, eletrônicas e óticas de materiais semicondutores e componentes elétricos.

relé de estado sólido

Valores característicos do relé

Gerais:

  1. Tensão nominal – a bobina deve ser submetida a esta tensão;
  2. Intensidade nominal – intensidade de corrente que circula na bobina quando submetida à tensão nominal;
  3. Tensão mínima de acionamento ou de resposta – mínimo valor de tensão capaz de comutar o relé (cerca de 80% da tensão nominal);
  4. Intensidade mínima – intensidade de corrente que circula na bobina quando submetida à tensão mínima.
  5. Tensão de relaxação – tensão em que o relé retorna à posição de repouso;
  6. Intensidade de corrente correspondente à tensão de relaxação.

Referentes aos contatos

  1. Tensão nominal – tensão aplicada aos contatos antes que se fechem;
  2. Máxima tensão nominal – tensão de isolamento dos contatos;
  3. Máxima corrente de circulação – máxima intensidade de corrente tolerada pelos contatos;
  4. Pressão dos contatos – força que os contatos aplicam um sobre  o outro quando são fechados;
  5. Resistência de contato – resistência ôhmica apresentada entre dois pontos de contato quando unidos por pressão.

Então é isso. Até o próximo e cadastre seu e-mail para sempre ser avisado dos meus próximos conteúdos e receber muito mais!