Elektriske releer kan deles inn i to kategorier, nemlig elektromekaniske releer og solid-state reléer.
Elektromekaniske reléer
Elektromekaniske releer er enhetene som er av elektromagnetisk natur og konverterer den magnetiske fluksen, som genereres av DC- eller AC-signalet med lav inngangseffekt rundt reléene, til den mekaniske kraften som brukes til å betjene de elektriske kontaktene i reléene. De mest brukte elektromekaniske reléene har en krets; viklet rundt en absorberende jernkjerne; som er kjent som primærkretsen.
Jernkjernen har en både fast del kalt åk, og et anker som er en bevegelig fjærbelastet del, som lukker luftgapet mellom bevegelig anker og fast elektrisk spole, og dermed fullfører magnetfeltkretsen. Armaturet lukker kontaktene som er festet til det og kan fritt bevege seg mellom det genererte magnetfeltet på grunn av dets dreie- eller hengslede posisjon. En fjær eller fjærer er koblet mellom ankeret og åket for å generere returslaget for å gjenopprette koblingene til deres opprinnelige posisjon når reléspolen er deaktivert eller i avslått tilstand.
Konstruksjon av elektromekanisk relé
Figuren ovenfor viser det enkle reléet som har to sett med elektrisk ledende kontakter. Reléer kan være 'normalt åpne' eller 'normalt lukket'. Kontaktparet er karakterisert som Normally Open or make contacts, og ett par er karakterisert som normalt lukkede eller bryte kontakter. I Normally Open-kontakter er kontaktene åpne når det ikke er inngangseffekt, de er kun lukket når det er en feltstrøm, mens i Normally Closed-kontakter er kontaktene lukket når det ikke er inngangseffekt, de er åpne bare når det er en feltstrøm. Disse begrepene brukes som standard for strømløse kretser som er i av-tilstand.
Kontaktene til reléer er elektrisk ledende metallstykker, når de kontakter hverandre fullfører de kretsen og leder strømmen gjennom kretsen akkurat som brytere. I åpen tilstand har de en veldig høy motstand i megaohm og fungerer som en åpen krets, mens de i lukket tilstand fungerer som en lukket bryter, og ideelt sett bør de ha null motstand, men det er alltid en viss mengde kontaktmotstand som kalles 'ON motstand'.
Nye kontakter og releer har svært lav PÅ-motstand fordi tuppene deres er pene og nye, men over tid vil denne motstanden øke. Det er en bueeffekt observert i kontaktene som omtales som skaden i kontaktspissene hvis de ikke er riktig beskyttet mot høye kapasitive og induktive belastninger. Ettersom strømmen vil flyte gjennom kontaktene når de er tilkoblet, og bueeffekten hvis den ikke kontrolleres vil fortsette å øke, noe som gjør motstanden stor, noe som til slutt resulterer i de revne og ikke-ledende kontaktene selv når de er i lukket tilstand.
For å redusere bueeffektene og høy 'ON-motstand' i ledninger, og forbedre levetiden deres, er de moderne ledningsspissene laget av eller belagt med forskjellige sølvlegeringer. Noen av dem inkluderer Ag (fint sølv), AgCu (sølvkobber), AgCdO (sølvkadmiumoksid), AgW (sølvwolfram), AgNi (sølvnikkel), platina, gull og sølvlegeringer og AgPd (sølvpalladium).
Den lange levetiden til relékontakter kan oppnås ved å bruke filtreringsteknikken, som gjøres ved å legge til et Resistor Capacitor Network kjent som Snubber Circuit parallelt med relékontaktspisser. Denne RC-kretsen vil kortslutte høyspenningen, som til slutt vil undertrykke enhver bueeffekt.
Klassifisering av elektromekaniske releer basert på kontakttyper
Ettersom NO og NC beskriver hvordan kontaktene er koblet sammen, kan de også klassifiseres basert på deres handlinger. De kan lages ved å koble sammen en eller flere bryterkontakter også referert til som poler, som kan kobles videre ved å aktivere reléspolene som gir opphav til fire forskjellige kontakttyper gitt som:
| Type | Beskrivelse | applikasjon |
| Enkeltpolet enkeltkast (SPST) | Den har en enkelt pol og enkel utgang. Den vil enten være lukket eller helt frakoblet, det er ingen i mellom. | De er perfekte for å slå av og på. |
| Enkeltpolet dobbeltkast (SPDT) | Den har en enkelt inngang og to forskjellige utganger. Den kan kontrollere to forskjellige kretser gjennom en enkelt inngang. | De brukes i kontrollkretser og PLS-systemutgangsbrytere. |
| Dobbeltpolet enkeltkast (DPST) | Den har to innganger og to utganger. Hver av terminalene kan enten være i av-posisjon (åpen) eller i på-posisjon (lukket). | De brukes som termostater for å kontrollere elektriske varmebelastninger. |
| Dobbeltpolet dobbeltkast (DPDT) | Den har to innganger og fire utganger. Hver av inngangene tilsvarer to utganger. Den kan kontrollere to forskjellige kretser om gangen. | De brukes i valg av strømforsyning og lysstyring etc. |
Solid State-reléene
Solid-State-reléene har ingen bevegelige deler, men de bruker de optiske og elektriske egenskapene til halvledere i halvledere for å skape isolasjon og utføre svitsjefunksjoner. Siden de ikke har noen bevegelige deler i motsetning til elektromekaniske releer, er det ingen slitasje på komponentene. De gir også fullstendig isolasjon mellom utgangs- og inngangskontakter, med svært høy motstand ved åpen tilstand og svært lav i ledende tilstand. De ligner i funksjonalitet på elektromekaniske releer, da de også utfører svitsjeoperasjoner. De er kompatible med de fleste IC-logikkfamilier uten å bruke ekstra forsterkere, drivere eller bufferkretser, på grunn av deres lave strømkrav til inngangskontroll. Imidlertid krever de å være passende montert på kjøleribber for å unngå overoppheting.
Solid State-relé
Ved nullkrysspunktet til den sinusformede AC-bølgeformen slår AC-typen Solid State-relé 'PÅ' og det forhindrer høye innkommende strømmer. Mens du bytter høye kapasitive og induktive belastninger, brukes RC Snubber-krets for å eliminere støy- og spenningstransiente pigger. Siden utgangssvitsjingsenheten er et halvlederrelé i solid-state, er spenningsfallet ved utgangen svært høyt, noe som forårsaker behovet for varmehud for å unngå overoppheting av kretsen og skade.
Inn-/utgangsgrensesnittmoduler
Input/Output-grensesnittmoduler er en spesiell utforming av halvlederreléer for solid-state for å koble mikrokontrollere, datamaskiner og PICer til virkelige brytere og belastninger. Det er fire grunnleggende typer I/O-moduler, CMOS-logikknivåutgang eller AC/DC-inngangsspenning til TTL, CMOS-logikkinngang til en AC- eller DC-utgangsspenning og TTL. Disse modulene inneholder alle de obligatoriske kretsene for å gi isolasjon og et komplett grensesnitt i en liten enhet. De er tilgjengelige som separate solid-state-moduler, eller de er integrert i enheter med 4, 8 eller 16 kanaler.
Sammenligningstabell mellom elektromekaniske og solid-state halvlederreléer
Elektromekaniske reléer bruker mekaniske kontakter for å bytte og har bevegelige deler, mens Solid State Semiconductor Reléer bruker halvlederenheter for å bytte og har ingen bevegelige deler.
| Elektromekaniske releer | Solid State halvlederreléer |
| De bruker magnetiske felt, spoler, fjærer og mekaniske kontakter for å utføre bytte. | De bruker ingen bevegelige deler, i stedet bruker de optiske og elektriske egenskaper til halvledere i fast tilstand. |
| På grunn av de bevegelige delene blir de skadet på komponentene. | De gjennomgår ikke slitasje av komponenter. |
| De har en begrenset kontaktlivssyklus og tar opp et stort rom. Dessuten har de lav byttehastighet. | Det er ingen slike begrensninger for større plass og lav hastighet. |
| En spenning med liten inngang kan brukes til å kontrollere en stor utgangsspenning. | En spenning med liten inngang kan brukes til å kontrollere en stor utgangsspenning. |
| De er kostnadseffektive. | De er dyre. |
| De kan bytte små spenningsbelastninger og høyfrekvente signaler som lyd- og videosignaler. | De kan ikke bytte høyfrekvente og små spenningsbelastningssignaler som video- og lydsignaler. |
| De har de vanligste bruksområdene i biler og elektroniske husholdningsapparater osv. | De har de mest vanlige bruksområdene for veksling av AC-belastninger som lysdimming, motorhastighetskontroll etc. |
Konklusjon
Et elektrisk relé er en bryter som slår den elektriske kretsen av og på gjennom et eksternt elektrisk signal. De kan kontrollere en høy elektrisk strøm gjennom et laveffektsignal, også klassifisert som transdusere, på grunn av deres evne til å endre en fysisk mengde til en annen. Elektromekaniske reléer bruker magnetiske felt, spoler, fjærer og mekaniske kontakter for å utføre veksling. På grunn av de bevegelige delene blir de skadet på komponentene.
De har en begrenset kontaktlivssyklus og tar opp mye plass, også har de langsom byttehastighet mens Solid State Semiconductor Relays ikke bruker bevegelige deler i stedet for å bruke elektriske og optiske egenskaper til halvledere i halvledere. De gjennomgår ikke slitasje av komponenter, men de er dyre.