Nowoczesna elektrotechnika opiera się na dwóch głównych elementach większości obwodów - tranzystorze półprzewodnikowym i przekaźniku elektromagnetycznym. Jeśli usuniesz w myślach te dwa wynalazki, trudno sobie wyobrazić, jak rozwinęłaby się dalsza historia ludzkości.
Być może rozwinęłoby się średniowiecze lub wręcz przeciwnie, postęp poszedłby na ścieżce kontrolowanego rozwoju systemów biologicznych. Ale zostawmy te myśli pisarzom science fiction. Jedno jest jasne: przekaźnik elektromagnetyczny dla całej elektrotechniki jest taki sam, jak silnik spalinowy w nowoczesnym transporcie. Czyli - niezbędny składnik.
Jak działa przekaźnik elektromagnetyczny?
Projekt tego elementu obwodu jest bardzo prosty. Wyjaśnia to jego wysoką niezawodność: niektóre fabryki nadal obsługują przekaźniki od 1940 roku.
Przed opisaniem projektu należy pamiętać o jednym z praw fizyki - elektromagnetyzmie. Wiadomo, że wokół każdego materiału, przez który przepływa prąd elektryczny, istnieje szczególny rodzaj materii - pole magnetyczne. Jego siła (potencjał) zależy od dwóch parametrów: wartościprzepływ prądu i długość przewodu.
To oczywiste: jeśli każda jednostka długości generuje pole, to im dłuższy przewodnik, tym wyraźniejszy efekt magnetyczny. Oznacza to, że jeśli metalowy przedmiot zostanie umieszczony obok takiego przewodnika, to będą na niego oddziaływać siły przyciągania. Jeśli ich wartość jest wystarczająca, obiekt się poruszy. Inna rzecz jest również oczywista: nie jest zbyt wygodne zwiększanie natężenia pola poprzez zwiększenie długości przewodnika - urządzenie powinno być zwarte, a całkowity wektor pola powinien być skoncentrowany w jednym punkcie, a nie rozpylony wzdłuż całego materiału przewodzącego. Zwiększanie prądu jest również nieracjonalne, ponieważ powoduje nadmierne nagrzewanie się i nieoptymalne wykorzystanie materiałów. Jest jednak rozwiązanie.
Polega na zastosowaniu nie prostego drutu, ale cewki z rdzeniem. Pozwala to na użycie kilometrów cienkiego drutu na małej objętości.
Przekaźnik elektromagnetyczny zawiera tylko taką cewkę w środku. Druga część konstrukcji to specjalnie ukształtowana metalowa płyta z jednym stopniem swobody. Oznacza to, że gdy powstaje pole magnetyczne, płytka jest przyciągana do końcowej strony cewki. Kiedy prąd znika, działanie zatrzymuje się, a sprężyna powrotna wyrzuca płytę z powrotem do jej pierwotnej pozycji.
Zworki - grupa ruchomych styków - są zamocowane na pasku przyciągania. Druga ich część (sztywno zamocowana) znajduje się w pobliżu. Kiedy płytka się porusza, styki zamykają się. Jeśliwłączyć je w przerwę, a następnie sterując pracą cewki, można przełączać podłączone obwody. Tak działa przekaźnik elektromagnetyczny. Nawiasem mówiąc, w zależności od umiejscowienia styków nieruchomych, mogą one być normalnie zwarte (otwarte, gdy pojawi się pole magnetyczne) i normalnie rozwarte (zbierz obwód).
Przekaźnik elektromagnetyczny prądu przemiennego w konstrukcji zawiera specjalną cewkę przewodnika, której pole zapobiega stukaniu ze względu na charakter częstotliwościowy takiego prądu.
