继电器的工作原理 继电器的基本工作原理

一、基本概念诠释

继电器（英文简称relay）是一种电控器件，当输入量（激励量）达到特定标准时，它能在电气输出电路中实现预定阶跃变化，从而操控被控量。此器件建立了控制系统（又称输入回路）与被控制系统（又称输出回路）间的互动桥梁。继电器常被应用于自动化控制电路中，它实质上是一种“自动开关”，以小电流控制大电流运作。

19世纪30年代，电磁继电器由物理学家约瑟夫·亨利发明，这是利用电磁感应现象的突破性成果。电磁继电器为电路的远程控制和保护等工作提供了便利，成为电气工程和电子、微电子技术的重要基石。

二、电路符号解读

在电路图中，继电器的文字符号为“K”，其图形表示如附图2所示。接点可在继电器线圈旁或远离之处标示，并采用编号来明确彼此关系。

三、主要功能详述

（1）放大功能：例如灵敏型继电器、中间继电器等，以极小的控制量就能控制大功率的电路运行。

（2）综合信号处理：当多个控制信号按照特定形式输入到多绕组继电器时，经过综合比较，可达到预定的控制效果。

（3）自动化、遥控、监测：与其它电器结合，继电器能组成程序控制线路，实现自动化操作。

（4）扩大控制范围：多触点继电器在控制信号达到特定值时，能同时切换、开断或接通多路电路。

四、基本结构分析

附图3展示了继电器的结构。它主要由线圈、磁路、反力弹簧和触点四部分组成。

线圈通电后产生电磁吸力，带动磁路的衔铁吸合，使触点产生变位动作。磁路由铁芯、铁扼和衔铁构成，为线圈产生的磁通建立通道。

特别值得一提的是磁路中的气隙，它是衔铁和铁芯间的一段空隙。线圈通电时气隙减小，触点变位；断电时气隙恢复最大值，触点复位。

反力弹簧的作用是提供与动作方向相反的斥力，帮助衔铁和触点复位。触点负责对外执行控制输出，包括常闭触点和常开触点。

五、工作原理详解

继电器的转换触点包括一个动触点和两个静触点。当线圈得电时，动触点与其中一个静触点闭合，与另一个静触点断开。同样地，当线圈失电时，这些触点的状态会发生变化。

具体来说，如附图5所示，当继电器K的线圈得电时，其动触点与静触点2闭合并切断静触点1的控制线路。而当线圈失电时，动触点会复位并与静触点1闭合，再次切断静触点2的控制线路。

这种工作原理使得继电器能简单方便地控制电路。它也有一个显著的缺点：在通断大电流时会产生电弧。长期使用后，电弧会腐蚀触点，导致接触电阻增大、严重，甚至出现触点黏连或失控的情况。

相比之下，固态继电器是电子式触点，不会产生电弧。但其成本较高，并且在大电流情况下需要加装散热片。

六、机械式继电器优缺点

机械式继电器优点包括控制简单、成本较低和能够通大电流。它也有噪声较大和产生电弧的缺点。

相比之下，固态继电有无噪声和无电弧的优点。但其缺点是成本较高并需要较大的散热片。