Relais
Dieser Artikel befasst sich mit dem elektromagnetischen Relais, als elektrischem Schalter in der Elektrotechnik. Für andere Bedeutungen, siehe Relais (Begriffsklärung).
Ein Relais (Pl.: Relais) ist ein durch elektrischen Strom betriebener, meist elektromagnetisch wirkender Schalter. Das Relais wird über einen meist galvanisch getrennten Steuerstromkreis aktiviert und kann einen oder mehrere Laststromkreise schließen, öffnen oder umschalten. Zur Darstellung der Schaltvorgänge in Schaltungen mit mehreren Relais werden Relaisdiagramme verwendet.
- thumb|Foto einiger Relais
Relais werden hauptsächlich verwendet um
- mit einem Steuerstromkreis mehrere Laststromkreise gleichzeitig zu beeinflussen
- mit niedriger Leistung in einem Steuerstromkreis galvanisch getrennt einen Stromkreis hoher Leistung zu steuern.
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Funktionsweise
In einem Relais wird durch Stromfluss in der Spule des Elektromagneten ein Eisenanker angezogen. Der Eisenanker schließt oder öffnet durch seine Bewegung einen oder mehrere Kontakte, wodurch der Laststromkreis geschlossen, geöffnet oder umgeschaltet wird.
Schematischer Aufbau (hier: Schließer)
Bild:Relais ruhe.png Bild:Relais arbeit.png
Relaistypen
Schütze
Die Stromstärke und elektrische Spannung im Laststromkreis können um ein Vielfaches größer, als in der Spule, sein. Ein Relais für erheblich größere Leistungen in der Starkstromtechnik wird Schütz genannt. Schütze besitzen in der Regel mehrere gleichartige Schaltkontakte, wie sie zum Schalten von Drehstromverbrauchern benötigt werden. Des weiteren gibt es sogenannte Hilfsschütze, die ihrerseits zur Steuerung der vorgenannten Hauptschütze dienen.
Halbleiterrelais
In der Elektronik und Steuerungstechnik werden Relais auch als Halbleiterrelais mit Transistoren oder Thyristoren beziehungsweise Triacs realisiert. Halbleiterrelais werden auch als Solid State Relais (SSR) bezeichnet. Sie arbeiten ohne bewegte Teile und sind daher auch für hohe Schaltfrequenzen und ungünstige Umweltbedingungen (wie Umgebungen mit explosiven Gasgemischen) geeignet. Eine galvanische Trennung ist hier meist nicht gegeben.
Fernmelderelais
In den elektromechanischen Vermittlungsstellen und Telefonanlagen wurden Relais (zum Beispiel Flachrelais 48) in großem Umfang eingesetzt. Sie dienten der logischen Ablaufsteuerung beim Auf- und Abbau der Wählverbindungen. Hierzu waren den Koppelelementen Relais fest zugeordnet.
Sensorrelais
Eine andere Art der Relais sind sensorische Relais, zum Beispiel Bimetallrelais zur temperaturabhängigen Steuerung oder Reed-Relais als Bewegungs- oder Endschalter.
Weitere Ausführungen
Relais gibt es in vielen Ausführungen, unter anderem:
- monostabil (zurückfallend in den Ausgangszustand)
- bistabil, auch als Stromstoßschalter bezeichnet (in beiden Lagen, ohne Strom des Steuerkreises, verbleibend)
- mit einem oder mehreren Lastkreisanschlüssen
- negierend oder wechselseitig schließend
Geschichtliche Entwicklung
Das elektromagnetische Relais (EMR) wurde von Joseph Henry im Jahre 1835 erfunden, und diente schon damals zur Nachrichtenübermittlung vom Labor zu seinem Haus. Samuel Morse konsultierte J. Henry im Jahre 1837 wegen seines Schreibtelegraphen. Morse verbesserte danach das EMR so, dass es auch auf schwächere Impulse reagierte und setzte es als Signalverstärker ein. Die Idee eines Telegraphen existierte zwar schon länger, aber das Relais war letztendlich der Schlüssel zum Erfolg. Es musste alle 30 km in den Signalweg der Telegraphenleitungen eingefügt werden, um die ankommenden schwachen Signale wieder zu regenerieren. Damit war die Grundlage geschaffen, Impulse über weite Strecken zu übertragen. Die erste Demonstration des Telegraphen fand 1844 zwischen Washington und Baltimore statt. In Anlehnung an die Relaisstationen der Post, wo die Postreiter ihre Pferde gegen frische tauschen konnten, taufte man das neue Gerät Relais.
Relais beim Beginn der Computerentwicklung
Das Relais ermöglichte auch die Entwicklung des Computers, der erstmals 1941 von Konrad Zuse unter dem Namen "Z3" mit 2.000 Relais für das Rechenwerk und dem Speicher gebaut wurde.
Da die Geschwindigkeit des Computers von den Schaltzeiten seiner Relais abhängig war, wurden immer schnellere Relais gebaut. Später wurden die Relaisfunktionen von Transistoren übernommen.
Siehe auch
Weblinks
Landesbildungsserver Baden-Württemberg