Η σύγχρονη ηλεκτρική μηχανική βασίζεται σε δύο κύρια στοιχεία των περισσότερων κυκλωμάτων - ένα τρανζίστορ ημιαγωγών και ένα ηλεκτρομαγνητικό ρελέ. Εάν αφαιρέσετε διανοητικά αυτές τις δύο εφευρέσεις, είναι δύσκολο να φανταστεί κανείς πώς θα είχε αναπτυχθεί η περαιτέρω ιστορία της ανθρωπότητας.
Ίσως, να είχε εξελιχθεί γύρω από τον Μεσαίωνα, ή, αντίθετα, η πρόοδος να είχε ακολουθήσει το μονοπάτι της ελεγχόμενης ανάπτυξης των βιολογικών συστημάτων. Αλλά ας αφήσουμε αυτές τις σκέψεις στους συγγραφείς επιστημονικής φαντασίας. Ένα πράγμα είναι ξεκάθαρο: το ηλεκτρομαγνητικό ρελέ για όλες τις ηλεκτρολογικές μηχανικές είναι το ίδιο με τον κινητήρα εσωτερικής καύσης για τις σύγχρονες μεταφορές. Αυτό είναι - ένα απαραίτητο συστατικό.
Πώς λειτουργεί ένας ηλεκτρομαγνητικός ηλεκτρονόμος;
Η σχεδίαση αυτού του στοιχείου κυκλώματος είναι πολύ απλή. Αυτό εξηγεί την υψηλή αξιοπιστία του: ορισμένα εργοστάσια εξακολουθούν να λειτουργούν ρελέ από το 1940.
Πριν από την περιγραφή του σχεδίου, είναι απαραίτητο να θυμηθούμε έναν από τους νόμους της φυσικής - τον ηλεκτρομαγνητισμό. Είναι γνωστό ότι γύρω από οποιοδήποτε υλικό μέσω του οποίου διέρχεται ηλεκτρικό ρεύμα, υπάρχει ένα ειδικό είδος ύλης - ένα μαγνητικό πεδίο. Η ισχύς του (δυναμικό) εξαρτάται από δύο παραμέτρους: την τιμήροή ρεύματος και μήκος αγωγού.
Αυτό είναι προφανές: εάν κάθε μονάδα μήκους δημιουργεί ένα πεδίο, τότε όσο μεγαλύτερος είναι ο αγωγός, τόσο πιο έντονο είναι το μαγνητικό φαινόμενο. Αυτό σημαίνει ότι εάν ένα μεταλλικό αντικείμενο τοποθετηθεί δίπλα σε έναν τέτοιο αγωγό, τότε θα επηρεαστεί από ελκτικές δυνάμεις. Εάν η τιμή τους είναι επαρκής, τότε το αντικείμενο θα μετακινηθεί. Ένα άλλο πράγμα είναι επίσης προφανές: δεν είναι πολύ βολικό να αυξήσετε την ένταση του πεδίου αυξάνοντας το μήκος του αγωγού - η συσκευή πρέπει να είναι συμπαγής και το συνολικό διάνυσμα πεδίου πρέπει να συγκεντρώνεται σε ένα σημείο και να μην ψεκάζεται σε όλο το αγώγιμο υλικό. Η αύξηση του ρεύματος είναι επίσης παράλογη, καθώς προκαλεί υπερβολική θέρμανση και μη βέλτιστη χρήση των υλικών. Ωστόσο, υπάρχει λύση.
Συνίσταται στη χρήση όχι ευθύγραμμου σύρματος, αλλά πηνίου με πυρήνα. Αυτό επιτρέπει τη χρήση χιλιομέτρων λεπτού σύρματος σε μικρό όγκο.
Το ηλεκτρομαγνητικό ρελέ απλώς περιέχει ένα τέτοιο πηνίο μέσα. Το δεύτερο μέρος της κατασκευής είναι μια μεταλλική πλάκα ειδικού σχήματος με έναν βαθμό ελευθερίας. Δηλαδή, όταν δημιουργείται μαγνητικό πεδίο, η πλάκα έλκεται από την ακραία πλευρά του πηνίου. Όταν εξαφανιστεί το ρεύμα, η δράση σταματά και το ελατήριο επιστροφής επαναφέρει την πλάκα στην αρχική της θέση.
Οι βραχυκυκλωτήρες - μια ομάδα κινητών επαφών - είναι στερεωμένοι στη ράβδο έλξης. Το δεύτερο τμήμα τους (άκαμπτα στερεωμένο) είναι κοντά. Όταν η πλάκα κινείται, οι επαφές κλείνουν. Αν έναγια να τα συμπεριλάβετε σε μια διακοπή κυκλώματος και, στη συνέχεια, ελέγχοντας τη λειτουργία του πηνίου, μπορείτε να αλλάξετε τα συνδεδεμένα κυκλώματα. Έτσι λειτουργεί ένας ηλεκτρομαγνητικός ηλεκτρονόμος. Παρεμπιπτόντως, ανάλογα με τον τρόπο που βρίσκονται οι σταθερές επαφές, μπορούν να είναι κανονικά κλειστές (ανοιχτές όταν εμφανίζεται μαγνητικό πεδίο) και κανονικά ανοιχτές (συλλέξτε ένα κύκλωμα).
Ένα ηλεκτρομαγνητικό ρελέ εναλλασσόμενου ρεύματος στη σχεδίαση περιέχει ένα ειδικό πηνίο αγωγού, το πεδίο του οποίου αποτρέπει το κροτάλισμα λόγω της συχνότητας ενός τέτοιου ρεύματος.
