繼電器的構造和工作原理

杜銘源 2014-06-20

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繼電器的構造和工作原理

繼電器是一種用電流控制的開關裝置。是各種自動控制電路中必不可少的執(zhí)行器件。在這一節(jié)中，我們將介紹繼電器的構造和工作原理，并用繼電器制作延時開關電路。
　　

一、繼電器簡介

?。ㄒ唬├^電器的構造和工作原理
　　

電磁繼電器是一種常見的繼電器，其中4098型超小型繼電器使用最為廣泛。圖3－24是這種繼電器的結構示意圖

圖3—24 4098型繼電器

　　繼電器的工作原理是，當繼電器線圈通電后，線圈中的鐵芯產(chǎn)生強大的電磁力，吸動銜鐵帶動簧片，使觸點1、2斷開，1、3接通。當線圈斷電后，彈簧使簧片復位，使觸點1、2接通，1、3斷開。我們只要把需要控制的電路接在觸點1、2間（1、2稱為常閉觸點）或觸點1、3間（稱為常開觸點），就可以利用繼電器達到某種控制的目的。
　　4098型繼電器線圈的工作電壓有3伏、6伏、９伏、12伏等多種規(guī)格。吸合時線圈中通過的電流約為50毫安左右，觸點間允許通過的電流可達1安培（250伏）。
　?。ǘ├^電器的檢測
　　1.可用萬用表歐姆檔R×100檔測量繼電器線圈的電阻。4098（6V）繼電器線圈的電阻約為100歐姆左右。如電阻無限大，說明線圈已斷路，若電阻為零，則說明線圈短路，均不可使用。
　　2．將線圈引腳4、5兩端加上直流電壓。逐漸升高電壓，當聽到“塔”的一聲，銜鐵吸合時電壓值為繼電器吸合電壓。此電壓值應小于工作電壓值。繼電器吸合后，再逐漸降低電壓，再聽到“咯”的一聲釋放銜鐵時，銜鐵復位；一般釋放電壓應為吸合電壓的1／3左右，否則繼電器工作將不可靠。
　　第二項檢測，可在老師輔導下去做。
　　

二、延時開關電路的制作
　　

延時開關電路如圖3—25。

圖３—２5 延時開關電路

　?。ㄒ唬┕ぷ髟?BR>　　將電源開關K2閉合，再按下按鈕開關K1，這時，晶體二極管V1、V2導通，繼電器吸合。同時電源對電容器C充電。當K1斷開后由于C已被充電，它將通過R和V1V2放電，從而維持三極管繼續(xù)導通，繼電器仍然吸合。經(jīng)過一段時間的放電，C兩極間電壓下降到一定值時，不足以維持三極管繼續(xù)導通，繼電器才釋放。從K1斷開到繼電器釋放的時間間隔稱為延時時間。它決定于R和C的大小。一般Ｃ為100微法時，調節(jié)可調電阻器Ｒ可獲得10秒至90秒的延時時間。若Ｃ取1000微法，則延時時間可達5分鐘以上。
　　繼電器上并聯(lián)的二極管起保護作用，防止繼電器斷電釋放時，由于自感產(chǎn)生高電壓損壞晶體三極管。
　?。ǘ┯∷㈦娐钒搴驮?guī)格
　　延時開關電路的印刷電路板如圖3一26（A）。實物圖見圖3—26（B）。
　　元件規(guī)格：
　?。世^電器4098型工作電壓6V V₁V₂晶體三極管9014 VD晶體二極管2CP10或1N4001 Ｒ可調電阻器100k C電解電容器100u/6V K₁按鈕開關。
　?。ㄈ┖附与娐?BR>　　1．將各元件做焊前處理、鍍錫。
　　2．焊接繼電器。將繼電器插入印刷板上對應的小孔。將5個引腳焊好。注意焊接時間要盡量短些，焊點應圓而小。
　　3．焊接Ｒ和Ｃ、可調電阻器Ｒ可如圖3－27焊好后再插入印刷電路板焊接。電解電容器C焊接時要注意正負引腳位置。

圖3—26 印刷電路圖和實物圖

　　4·焊接二極管VD。注意正負引腳位置，不可焊反。焊接時間盡量短些。
　　5·焊接三極管V1V2。注意認清三極管三個極b、c、e。不可焊錯。
　　6·焊接電源引線和按鈕開關引線，并接好按鈕開關K₁。
　　

三、延時開關的調試和應用

　　1.檢查印刷板上各焊點的焊接情況。注意虛焊和假焊。鄰近的焊點間應清理干凈，防止焊點間短路。
　　2.將可調電阻器R活動觸點調在中間位置接通6v電源（可用2個3V的電源串聯(lián)）。
　　3.按一下按鈕開關，這時應聽到“嗒”的一響。繼電器吸合。幾十秒鐘后，應再聽到“嗒”的一響，繼電器釋放。說明延時開關工作正常。如想改變延時時間，可調整R。R越大，延時時間越長。若要求延時時間大于這個電路的最長延時時間，可將C換為容量更大些的電解電容器。
　　4．延時開關的應用
　　延時開關可用于控制燈泡。圖3一25中介紹了兩種不同韻情況。
　?。?）若要控制6V、0.3A小燈泡，可按圖A接線·。在印刷板上將繼電器1.4腳用導線接通（導線直接焊在印刷板銅箔上），小燈泡可接在繼電器3端和電源負極之間。這時若按一下按鈕開關，小燈泡發(fā)光，延時幾十秒后自動熄滅。
　　（2）若要控制220V40w照明燈，可參考圖B的接法。將印刷電路板上A、C兩端做為開關。由于電路使用220v交流電，安裝時要特別注意安全。應在老師指導下操作。電路板應封
裝在絕緣盒中，才可以使用。
　　延時開關裝置，可安裝在樓道、樓梯中。用于夜間照明，可做到“人走燈滅”。也可用于暗室沖洗照片時的曝光箱的光源，可控制曝光時間。
　　

四、自動控制開關電路

將延時開關電路稍做改動，可制成自動控制開關。

（一）光控開關電路

光控開關電路如圖3一28。感光元件采用2cu型光電二極管。光電二極管的電阻值隨光照強度的增大而減小。調節(jié)R可動觸點的位置，可在一定光照強度下，使晶體管V_１V_２導通。繼電器吸合。電解電容器C起延時作用，防止在臨界狀態(tài)下，繼電器工作不穩(wěn)定。R可調節(jié)臨界光照強度值，其可動觸點越向上調，啟動光控開關的光強臨界值越小，光控開關越靈敏（注意，可動觸點不能置于最下端）。
　　光控開關可用來控制電燈”。若用常閉觸點１和2，可形成“天亮燈熄”的控制作用。若使用常開觸點１和3，可形成“光照燈亮”的控制作用。

圖3-27　可調電阻器焊法　　　　　圖3—28 光控開關電路

（二）溫控開關電路

　　溫控開關電路如圖3—29。

　　　　　　　　　　　　　　　　　　圖３—２9 溫控開關電路　

　　感溫元件為kF－12型熱敏電阻。這類熱敏電阻具有負溫度系數(shù)。其電阻值隨溫度升高而減小。調節(jié)好R的阻值可使晶體管V_１V₂在熱敏電阻處于某一溫度值時導通而使繼電器吸合。達到用溫度控制開關的目的。R可調定臨界溫度值。
　　溫控開關可用其常開觸點控制電風扇。天熱時，溫度升高到某一值時，電風扇可自動開啟。也可用常閉觸點控制電熱器，溫度低時加熱，溫度高時，自動關閉。
　　在要求不太高的場合。光電二極管和熱敏電阻均可用三極管3A×81或3A×31挫去外殼頂部后代替。尤其是玻殼的3A×81，刮去玻殼外的黑漆，用其c、e兩極即可代替光電二極管。也可直接用c、e極代替熱敏電阻。焊摻前，可用萬用表歐姆檔測試三極管的極間電阻，可調節(jié)光照強度（靠近電燈）或溫度（靠近電烙鐵），挑選電阻值隨光照和溫度變化較大者即可。
　　自動開關電路的印刷電路板可參考圖3－27設計和制作。