Wat is een relais en hoe werkt de relais

• Elektrotechniek
• Middelbare school
• vmbo g
• Leerjaar 4

Wat is een relais en hoe werkt een relais

Wat is een relais

Een relais is een heel handig stukje elektrisch gereedschap.

Het is een schakelaar dat door een kleine stroom een grotere stroom kan in- of uitschakelen. 

Het werkt als een soort afstandsbediening voor elektrische circuits.

Het bestaat uit een spoel (elektromagneet) en schakelcontacten. Wanneer er stroom door de spoel loopt, trekt deze een schakelaar aan, waardoor een ander circuit wordt gesloten of geopend. Dit wordt vaak gebruikt in auto's, machines en automatisering.

Kort gezegd: een relais kan een groot elektrisch signaal besturen met een klein elektrisch signaal.

Maar we gebruiken het ook in:

- Beveiliging systemen

- Domotica systemen

- Pneumatiek 

Soorten relais

• Elektromechanische relais
• Halfgeleiderrelais
• Tijdrelais
• Meet- en beveiligingsrelais
• Speciale relais

1. Elektromechanische relais

• Enkelpolige relais
• Dubbel polige relais
  Dit zijn standaard relais met mechanische(bewegende) contacten.
• Monostabiel relais: Keert terug naar de ruststand wanneer de spanning wegvalt.
• Bistabiel relais (latch-relais): Blijft in de laatste stand totdat het een nieuwe impuls krijgt.

2. Halfgeleiderrelais (Solid State Relay, SSR)

• Werkt zonder bewegende delen, gebruikt elektronica (zoals een triac of thyristor).
• Sneller schakelen en langere levensduur dan mechanische relais.
• Geschikt voor hoge frequenties en stille werking.

3. Tijdrelais

• Opkomvertraging (ON-delay): Schakelt na een ingestelde tijd in.
• Afvalvertraging (OFF-delay): Blijft nog even ingeschakeld na uitschakeling.
• Pulsrelais: Werkt gedurende een ingestelde tijd na activering.

4. Meet- en beveiligingsrelais

• Overstroomrelais: Schakelt uit bij te hoge stroom.
• Spanningsrelais: Reageert op te hoge of te lage spanning.
• Thermisch relais: Beveiliging tegen oververhitting.

5. Speciale relais

• Automobielrelais: Gebruikt in voertuigen, vaak 12V of 24V.
• RF-relais: Voor radiosignalen, gebruikt in telecommunicatie.
• Reed-relais: Klein, hermetisch afgesloten, gebruikt in laagstroomtoepassingen.

Opbouw van een relais

1. Spoel
2. Anker
3. Schakelaar/Contact
4. Veer
   

Hiernaast is de opbouw van een relais op een simpele manier afgebeeld. Het insteekrelais bestaat uit een aantal onderdelen:

Hoe werkt een relais

Een relais is een elektromagneet die één of meerdere schakelaars/contacten bediend.

Het is belangrijk dat de spoel op de juiste spanning wordt aangesloten. Op het relais kun je aflezen op welke spanning het relais aangesloten moet worden.

• AC of ~ of 50Hz geeft aan dat het wisselspanning is.

• DC of = geeft aan dat het gelijkspanning is.

 

In de beginstand wordt de schakelaar door de veer naar rechts getrokken. De beginstand wordt de ruststand genoemd.

De spoel wordt in een stroomkring geplaatst. Wanneer er stroom doorheen gaat, wordt de spoel magnetisch en trekt het anker aan. Dit schakelt de schakelaar om.

De stand van de schakelaar verandert dus. We noemen dit de arbeidsstand. Ook wordt vaak gezegd dat het relais bekrachtigd is.

Als de stroomkring onderbroken wordt is de spoel niet meer magnetisch. Door de veer wordt de schakelaar weer naar zijn beginstand teruggetrokken.

Schematische weergave

• Het relais of de spoel wordt aangegeven
  met de letter K 
• De twee aansluiten punten worden aangegeven
  met de codes A1(L/+) en A2(N/-)
• Het contact woord aangegeven met K1-11/K1-12/K1-14
• Als er meerdere contacten zijn gebruik je
  een volgcijfer zoals K1-21 etc.

De lettercode van een spoel is de letter K. Om aan te geven met welke spoel je te maken hebt gebruik je een volgcijfer. Bijvoorbeeld K1.

Schakelaar / Contact

De spoel schakelt één of meerdere contacten.

In dit voorbeeld is dat één wisselcontact.

• In rust is 1 verbonden met 2.
• Bij bekrachtiging is 1 verbonden met 4.
  
  

Het wisselcontact kan de stroom dus sturen naar 2 of 4,
net als een wissel bij een treinrails.

• 1 (COMMON) is het moedercontact.
• 1 → 2 (verbreekcontact): verbonden in rust, verbreekt bij bekrachtiging.
• 1 → 4 (maakcontact): open in rust, maakt verbinding bij bekrachtiging.

De spoel schakelt 1 of meerdere contacten. In dit voorbeeld is het maar 1 contact. 

Het contact is een wisselcontact. 

Als de insteekrelais in rust is, dan is 1 met 2 verbonden. Als de relais bekrachtigd is dan is 1 met 4 verbonden.

Een wisselcontact kan de weg van de stroom dus wisselen tussen 2 en 4. 

Je kunt het wisselcontact dus vergelijken met een wissel bij een treinrails. De trein komt vanaf één kant (1). Bij de wissel kan hij naar links (4) of naar rechts (2).

Het moedercontact wordt aangegeven met 1. In het Engels kom je vaak COMMON tegen dat gemeenschappelijk betekend.

De weg van 1 naar 2 is in rust verbonden. Als de relais bekrachtigd wordt, dan wordt deze weg verbroken. We noemen dat een verbreekcontact.

De weg van 1 naar 4 is in rust open. Als de relais bekrachtigd wordt, dan wordt deze weg gemaakt. We noemen dat een maakcontact.

Relais in een stroomkring

• De installatie is in rust. Geen enkele drukknop wordt bediend.
  
  
• De uitdrukker S1 is in rust een geleidende verbinding.
  
  
  
• De indrukker S2 is in rust OPEN en onderbreekt de stroomkring.
  

De stuurstroom

De spoel van een relais kan op verschillende manieren aangestuurd worden. Een mogelijkheid is door middel van een indrukker, uitdrukker en overnamecontact.

Relais in een stroomkring

Indrukker indrukken

• De relais wordt bekrachtigd door de indrukker in te drukken.
  De stroomkring met de spoel erin wordt gesloten.
  Daardoor wordt de spoel magnetisch en de contacten
  van K1 worden omgeschakeld.

De relais wordt bekrachtigd door de indrukker in te drukken.

De stroomkring met de spoel erin wordt gesloten.

Daardoor wordt de spoel magnetisch en de contacten van K1

worden omgeschakeld.

Relais in een stroomkring

Indrukker weer losgelaten

Als de indrukker weer losgelaten wordt, blijft de relaispoel bekrachtigd.

Hoe kan dat?

• Het overnamecontact K1-1 zorgt dat de stroom via een andere weg toch
  door de spoel kan vloeien. K1-1 heeft de functie van S2 dus overgenomen.

De stuurstroom

De spoel van een relais kan op verschillende manieren aangestuurd worden. Een mogelijkheid is door middel van een indrukker, uitdrukker en overnamecontact.

Relais in een stroomkring

De uitdrukker indrukken

• Als de uitdrukker S1 wordt ingedrukt dan wordt ook de stroomkring via
  het overnamecontact onderbroken.
  De installatie komt daardoor weer in rusttoestand.

Als de uitdrukker S1 wordt ingedrukt dan wordt ook de stroomkring via

het overnamecontact onderbroken.

De installatie komt daardoor weer in rusttoestand.