Wie funktioniert ein Relais?

Spule, Eisenkern, Anker und Kontakte bilden einen elektromechanischen (elektromagnetischen) Schalter. Wie schaltet ein Relais?

Wie funktioniert ein Relais?

Relais mit vielen Schaltkontakten

Wie funktioniert ein Relais?

Relais mit gut erkennbarer Feder, um den Anker wieder in die Ruhestellung zu ziehen

Zum Ein- und Ausschalten von Stromkreisen dienen Schalter, die meist von Hand betätigt werden. Es gibt aber auch Schalter, die selbst durch fließenden Strom betätigt werden. Dabei sind der Stromkreis, der ein- oder ausgeschaltet werden soll, und der Stromkreis, der den Schalter betätigt, vollkommen getrennt. Einen solchen elektromechanischen Schalter nennt man Relais.

Spule, Eisenkern, Anker und Kontakte
Ein Relais besteht aus einem Elektromagneten (Spule mit Eisenkern), einem beweglichen Anker und Schaltkontakten. Die Kontakte können in Ruhestellung (Ruhezustand) entweder geöffnet oder geschlossen sein.
 
Die Spule als Elektromagnet
Fließt nun ein Strom durch die Spule, dann entsteht ein magnetisches Feld und der Anker wird dadurch angezogen und ein kleines Stück bewegt. Die Bewegung des Ankers wird über Hebel genutzt, um Kontakte zu öffnen oder zu schließen. Wird der Stromfluß wieder unterbrochen, dann wird der Anker durch eine Feder in die Ruhestellung zurückgezogen und die Kontakte werden durch diese Bewegung ebenfalls in die Ausgangslage zurückgebracht. Das Relais stellt einen elektrisch steuerbaren, elektromagnetischen Schalter dar.

Ruhekontakt und Arbeitskontakt
Sind die Kontakte im Ruhezustand geschlossen, dann heißen sie Ruhekontakte, das Relais ist ein Ruhestromrelais. Werden die Kontakte durch den Stromfluß in der Spule geschlossen, heißen sie Arbeitskontakte und das Relais ist ein Arbeitsstromrelais.

Steuerstrom und Arbeitsstrom
Der erste Stromkreis, der die Spule durchfließt, wird auch Steuerstromkreis (auch Steuerkreis) genannt. Er steuert den zweiten Stromkreis, der als Arbeitsstromkreis (auch Arbeitskreis) bezeichnet wird. Da beide Stromkreise elektrisch voneinander getrennt sind, lassen sich mit kleinen Steuerströmen und -spannungen große Arbeitsströme und  -spannungen steuern.

Schaltspannung, Schaltstrom

In der Technik werden Relais zum Schalten von großen Strömen und Spannungen eingesetzt. Die Schaltspannung ist dabei die maximal erlaubte Spannung im Arbeitsstromkreis. Analog ist der Schaltstrom der maximal erlaubte Strom im Arbeitsstromkreis. Ein Relais zum Schalten sehr hoher Ströme (z.B. in der Energieübertragung) wird auch "Schütz" genannt.

Ein Relais kann mehrere Kontakte haben und auch Kombinationen aus Ruhe- und Arbeitskontakten sind möglich. Ebenso können Wechselkontakte, die bei Betätigen gleichzeitig einen Stromkreis öffnen und einen anderen schließen, eingesetzt werden.



Foto 1: © Fotoschlick - Fotolia.com (Relais mit Feder)
Foto 2: © Jean-marc RICHARD - Fotolia.com (Relais mit vielen Schaltkontakten)



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