Elektriska reläer kan delas in i två kategorier, nämligen elektromekaniska reläer och halvledarreläer.
Elektromekaniska reläer
Elektromekaniska reläer är de enheter som är elektromagnetiska till sin natur och omvandlar det magnetiska flödet, som genereras av den låga ineffekten DC eller AC-signalen runt reläerna, till den mekaniska kraft som används för att driva de elektriska kontakterna i reläerna. De mest använda elektromekaniska reläerna har en krets; lindad runt en absorberande järnkärna; som är känd som den primära kretsen.
Järnkärnan har både en fast del som kallas ok, och en armatur som är en rörlig fjäderbelastad del, som stänger luftgapet mellan rörligt ankare och fast elektrisk spole, och därmed fullbordar magnetfältskretsen. Ankaret stänger kontakterna som är fästa på det och kan fritt röra sig mellan det genererade magnetfältet på grund av dess vrid- eller gångjärnsläge. En fjäder eller fjädrar är anslutna mellan ankaret och oket för att generera returslaget för att återställa kopplingarna till deras ursprungliga läge när reläspolen är strömlös eller i sitt avstängda tillstånd.
Konstruktion av elektromekaniskt relä
Ovanstående figur visar det enkla reläet som har två uppsättningar elektriskt ledande kontakter. Reläer kan vara 'normalt öppna' eller 'normalt stängda'. Kontaktparet kännetecknas som normalt öppna eller skapa kontakter, och ett par kännetecknas som normalt slutna eller bryta kontakter. I Normally Open-kontakter är kontakterna öppna när det inte finns någon ineffekt, de är endast stängda när det finns en fältström, medan i Normally Closed-kontakter är kontakterna slutna när det inte finns någon ineffekt, de är öppna endast när det finns en fältström. Dessa termer används som standard för de strömlösa kretsarna som är i avstängt läge.
Kontakterna på reläer är elektriskt ledande metallbitar, när de kommer i kontakt med varandra slutför de kretsen och leder strömflödet genom kretsen precis som omkopplare. I öppet tillstånd har de ett mycket högt motstånd i megaohm och fungerar som en öppen krets, medan de i slutet tillstånd fungerar som en sluten strömbrytare, och idealiskt sett bör de ha ett motstånd på noll, men det finns alltid en viss mängd kontaktresistans som kallas 'ON-resistans'.
Nya kontakter och reläer har ett mycket lågt ON-motstånd eftersom deras spetsar är snygga och nya, men med tiden kommer detta motstånd att öka. Det finns en bågeffekt observerad i kontakterna som kallas skadan i kontakternas spetsar om de inte är ordentligt skyddade från höga kapacitiva och induktiva belastningar. Eftersom strömmen kommer att flyta genom kontakterna när de är anslutna, och bågeffekten om den inte kontrolleras kommer att fortsätta att öka vilket gör att motståndet blir stort vilket så småningom resulterar i de slitna och icke-ledande kontakterna även när de är i stängt tillstånd.
För att minska välvningseffekterna och högt 'ON-motstånd' i ledningar, och förbättra deras livslängd, är de moderna ledningsspetsarna gjorda av eller belagda med olika silverlegeringar. Några av dem inkluderar Ag (finsilver), AgCu (silverkoppar), AgCdO (silverkadmiumoxid), AgW (silvervolfram), AgNi (silvernickel), platina, guld och silverlegeringar och AgPd (silverpalladium).
Den långa livslängden för reläkontakter kan uppnås genom att använda filtreringstekniken, vilket görs genom att lägga till ett motståndskondensatornätverk känt som Snubber Circuit parallellt med reläkontaktspetsar. Denna RC-krets kommer att kortsluta den höga spänningen, vilket så småningom kommer att undertrycka all välvningseffekt.
Klassificering av elektromekaniska reläer baserat på kontakttyper
Eftersom NO och NC beskriver hur kontakterna är anslutna, kan de också klassificeras utifrån deras handlingar. De kan göras genom att sammanfoga en eller flera omkopplarkontakter även kallade poler, vilka kan kopplas ytterligare genom att strömsätta reläspolarna vilket ger upphov till fyra olika kontakttyper som anges som:
| Typ | Beskrivning | Ansökan |
| Single Poles Single Throw (SPST) | Den har en enda pol och enkel utgång. Den kommer att vara antingen stängd eller helt frånkopplad, det finns inget däremellan. | De är perfekta för att slå på och av. |
| Enkelpolig dubbelkast (SPDT) | Den har en enkel ingång och två olika utgångar. Den kan styra två olika kretsar genom en enda ingång. | De används i styrkretsar och PLC-systemutgångsbrytare. |
| Dubbelpolig enkelkast (DPST) | Den har två ingångar och två utgångar. Var och en av dess terminaler kan antingen vara i från-läge (öppen) eller i på-läge (stängd). | De används som termostater för att styra elektriska värmelaster. |
| Dubbelpolig dubbelkast (DPDT) | Den har två ingångar och fyra utgångar. Var och en av ingångarna motsvarar två utgångar. Den kan styra två olika kretsar åt gången. | De används vid val av strömförsörjning och ljusstyrning mm. |
Solid State-reläerna
Solid-State-reläerna har inga rörliga delar, men de använder de optiska och elektriska egenskaperna hos halvledare för att skapa isolering och utföra switchningsfunktioner. Eftersom de inte har några rörliga delar till skillnad från elektromekaniska reläer, finns det inget slitage på komponenterna. De ger också fullständig isolering mellan utgångs- och ingångskontakter, med mycket hög resistans vid öppet tillstånd och mycket lågt i ledande tillstånd. De liknar i funktionalitet elektromekaniska reläer, eftersom de också utför omkopplingsoperationer. De är kompatibla med de flesta IC-logikfamiljer utan att använda ytterligare förstärkare, drivrutiner eller buffertkretsar, på grund av deras låga ingångskontrolleffektkrav. De kräver dock att de är lämpligt monterade på kylflänsar för att undvika överhettning.
Solid State-relä
Vid nollgenomgångspunkten för AC sinusvågformen slår AC-typ Solid State Relay 'PÅ' och det förhindrar höga inkommande strömmar. Vid omkoppling av höga kapacitiva och induktiva belastningar används RC Snubber-krets för att eliminera brus och spänningstransienta toppar. Eftersom utgångsomkopplingsanordningen är ett halvledarrelä i halvledartyp, är spänningsfallet vid utgången mycket högt, vilket orsakar behovet av värmeskinn för att undvika överhettning av kretsen och skada.
Ingångs-/utgångsgränssnittsmoduler
Input/Output-gränssnittsmoduler är en speciell design av halvledarreläer för halvledarreläer för att ansluta mikrokontroller, datorer och PIC:er till verkliga switchar och belastningar. Det finns fyra grundläggande typer av I/O-moduler, CMOS-logiknivåutgång eller AC/DC-ingångsspänning till TTL, CMOS-logikingång till en AC- eller DC-utgångsspänning och TTL. Dessa moduler innehåller alla obligatoriska kretsar för att ge isolering och ett komplett gränssnitt i en liten enhet. De är tillgängliga som separata solid-state-moduler, eller så är de integrerade i enheter med 4, 8 eller 16 kanaler.
Jämförelsetabell mellan elektromekaniska och halvledarreläer i halvledartyp
Elektromekaniska reläer använder mekaniska kontakter för omkoppling och har rörliga delar, medan halvledarreläer använder halvledarenheter för omkoppling och har inga rörliga delar.
| Elektromekaniska reläer | Solid State-halvledarreläer |
| De använder magnetfält, spolar, fjädrar och mekaniska kontakter för att utföra omkoppling. | De använder inga rörliga delar, istället använder de optiska och elektriska egenskaperna hos halvledarna i fast tillstånd. |
| På grund av de rörliga delarna skadas de på komponenterna. | De utsätts inte för slitage av komponenter. |
| De har en begränsad kontaktlivscykel och tar upp ett stort rum. Dessutom har de långsam växlingshastighet. | Det finns inga sådana begränsningar av större utrymme och långsam hastighet. |
| En spänning med liten ingång kan användas för att styra en stor utspänning. | En spänning med liten ingång kan användas för att styra en stor utspänning. |
| De är kostnadseffektiva. | De är dyra. |
| De kan växla små spänningsbelastningar och högfrekventa signaler som ljud- och videosignaler. | De kan inte byta signaler med hög frekvens och små spänningsbelastningar, såsom video- och ljudsignaler. |
| De har de vanligaste applikationerna i bilar och elektroniska hushållsapparater etc. | De har de vanligaste applikationerna vid växling av AC-laster såsom ljusdimmer, motorvarvtalsreglering etc. |
Slutsats
Ett elektriskt relä är en omkopplare som slår på och av den elektriska kretsen genom en extern elektrisk signal. De kan styra en hög elektrisk ström genom en lågeffektsignal, även klassad som givare, på grund av deras förmåga att ändra en fysisk storhet till en annan. Elektromekaniska reläer använder magnetfält, spolar, fjädrar och mekaniska kontakter för att utföra omkoppling. På grund av de rörliga delarna skadas de på komponenterna.
De har en begränsad kontaktlivscykel och tar upp mycket utrymme, även de har långsam växlingshastighet medan Solid State Semiconductor Relays inte använder några rörliga delar istället för att använda elektriska och optiska egenskaper hos halvledare i halvledartyp. De utsätts inte för slitage av komponenter, men de är dyra.