¿Qué es un relevador o relé?

Los relés son dispositivos que se usan para hacer cadenas de control y para controlar el accionamiento o desconexión de diferentes máquinas y equipos eléctricos, esto gracias a que en su interior poseen una cantidad de contactos que pueden conmutar cuando se suministra energía a una bobina o circuito.

Relevador

¿Cómo funciona un relé?

En principio estos dispositivos son electromecánicos y de mecanismo simple, con un núcleo de hierro delimitado por una moneda de control, terminales para una fuente de energía que se conecta a un pequeño electroimán, y a vez a uno o varios interruptores de control.

Cuando se suministra energía al circuito a través de la moneda de control, los campos magnéticos presentes en el electroimán se intensifican produciendo un cambio de posición en todo el mecanismo interno, de esta manera, los brazos de contacto superiores son atraídos por el brazo fijo inferior que cierra los contactos que conducen al cortocircuito (conmutación), y cuando el electroimán deja de recibir energía el relé vuelve a conmutar por lo que todos sus interruptores de control regresan a su posición inicial.

Existen otros tipos de relés con mecanismos de funcionamiento diferentes ante otras condiciones, pero en principio todos realizan el mismo efecto en sus interruptores de control.

¿Cuáles aplicaciones pueden darse a un relé?

Los relés suelen utilizarse en paneles de control o incluidos en algunos equipos que se emplean en el control de accionamiento de otras máquinas, automatización y en sensores capaces de conmutar ante la presencia de valores de corriente específicos. Son muy versátiles ya que los electroimanes pueden ajustarse a diferentes niveles de suministro y eso ayuda reduciendo el consumo de altos voltajes. En pocas palabras, aplicando un bajo voltaje a la bobina del relé los contactos pueden igualmente conmutar con un gran voltaje de salida, por lo que pueden encontrarse relés de dimensiones considerablemente pequeñas.

Tienen otras aplicaciones tales como:

  • Relés preventivos: Capaces de detectar la sobrecorriente, la sobrecarga, la subcorriente y la corriente inversa para garantizar la protección y vida útil de los equipos electrónicos.
  • Relés de calefacción: Generar calor para activar alarmas sonoras, encender las bobinas de arranque y pilotar luces.
  • Relés de accionamiento: Por medio de pequeños suministros de energía pueden crear impulsos casi instantáneos para accionar algún dispositivo mecánico.

¿Cuáles tipos relé se pueden encontrar?

Además de los relés electromecánicos y electromagnéticos (los mencionados anteriormente), existe otra variedad de relés con diferentes principios de funcionamiento, principios de operación y polaridad. Cada tipo de relé se ajusta a un determinado propósito, por esa razón es que algunos pueden ser robustos y duraderos (enfocados a los accionamientos mecánicos), y otros mucho más diminutos y con respuesta mucho menos tardía (para dispositivos electrónicos y sensores); se describen a continuación:

  • Relé electrotérmico: Consiste en dos materiales diferentes que pueden entrar en contacto con una tira bimetálica que se deforma al energizarse. Esta curvatura permite a los usuarios hacer conexiones o desconexiones de contacto de manera mecánica ante elevadas temperaturas.
  • Relé electromecánico: Consisten en diferentes partes mecánicas sujetas a un electroimán, cuyo accionamiento establece una conexión de contacto. Esta construcción es la que se ajusta a los menores precios de fabricación.
  • Relé de estado sólido: Este relé utiliza dispositivos semiconductores para hacer una conexión que asegura efectividad, eficiencia y velocidad de conmutación. Son los de respuesta más veloz y tienen menor desgaste.
  • Relé Híbrido: Son los relés que incorporan mecanismos electromecánicos y de estado sólido, por lo que ofrecen mayor versatilidad y velocidad de accionamiento ante conexiones con mayores dimensiones.

La polaridad de los relés

Los relés aparte del tipo de construcción que poseen cuentan con polaridad, esto para adecuarse a las condiciones en las cuales son utilizados y el tipo de energía que les será suministrado. Entre estos se encuentran:

  • Relé polarizado: Estos relés son idénticos a los relés electromecánicos excepto por la presencia de un electroimán y un imán permanente. Con este relé, el movimiento del mecanismo se basa en la polaridad de la energía de entrada aplicada al carbón, y es comúnmente aplicable en propósitos telegráficos.
  • Relé no polarizado: No hay polaridades en este relé, y no ejecuta ningún cambio con la alteración de la señal de entrada, por lo que su mecanismo acciona ante cualquier excitación eléctrica al carbón.

Otros tipos de relés

Los relés visto hasta ahora se enfocan por ser de conmutación, pero hay bastantes variaciones dependiendo de otras condiciones y factores, se describen a continuación:

  • Relés de alto voltaje: Están específicamente diseñados para conmutar ante altos voltajes y corrientes muy por encima de la capacidad de los relés convencionales (por lo general hasta 10.000 voltios y 30 amperios).
  • Relés electrónicos y semiconductores: También llamados relés de estado sólido o SSR, estos cuentan con mecanismos completamente electrónicos, y sin partes móviles; por lo que son más rápidos, más sigilosos, pequeños, fiables y resisten más que los relés electromagnéticos. Claro que estos suelen ser más caros, menos eficientes y no siempre funcionan de forma tan limpia y predecible (debido a problemas como las corrientes de fuga).
  • Relés temporizados o con retardo de tiempo: Estos se activan ante excitaciones por tiempo limitado (comúnmente programable), estos intervalos de tiempo normalmente van de fracciones de segundo hasta unas 100 horas, o cuatro días.
  • Relés térmicos: Se activan o apagan como respuesta a picos de corriente de conexión específica, con el propósito de evitar que se sobrecalienten los motores eléctricos; tal y como lo harían los termostatos bimetálicos.
  • Relés de sobrecorriente y direccionales: Configurados de varias maneras diferentes, impiden que las corrientes excesivas fluyan en la dirección equivocada alrededor de un circuito (típicamente en los equipos de generación, distribución o suministro de energía).
  • Relés de protección diferencial: Se activan cuando hay desequilibrios de corriente o voltaje en dos partes diferentes de un circuito, estos suelen utilizarse como parte de los mecanismos de protección de aterramiento eléctrico o simplemente como respuesta ante señales de fuga específicas.
  • Relés de protección de frecuencia: También llamados relés de subfrecuencia y de sobrefrecuencia, estos dispositivos de estado sólido se activan cuando la frecuencia de una corriente alterna se encuentra por encima o por debajo de valores definidos.

Relés en la cotidianidad

Los relés funcionan de manera similar a los mandos de la televisión, estos al activarse permiten realizar una determinada función. Eso también permite eliminar el vínculo directo de los usuarios con los equipos electrónicos y así protegerlos de los altos voltajes inesperados o hacia los complejos frágiles equipos por manipulación.

A saber, las grandes industrias usan los relés de mayor capacidad para optimizar el funcionamiento de los motores y las bombas de manera remota. En los vehículos, el control de encendido de un faro se hace por medio de un relé que al accionarse suministra el pequeño valor de corriente a la bobina que resulta en el encendido del foco. Entonces, el relé entra en acción controlando la carga de alta potencia (faros).

Hay muchos otros ejemplos comunes de relés en la vida cotidiana, y algunos otros se pueden encontrar en la nevera de una casa, estos controlan el funcionamiento y producción de la temperatura fría. En las calles, estos se encuentran en los, donde se utilizan como componente de conmutación. También para el movimiento y dirección de las puertas automáticas de garaje en hogares y edificaciones, los relés están presentes en los motores de todos estos equipos.

La importancia de estos dispositivos

Es cierto que los relés son responsables de controlar el energizado del equipo electrónico y supervisar su funcionamiento para asegurar la operación óptima, y su utilización facilita la vida al introducir factores de automatización junto con la seguridad y las actuales tendencias en diseño y funcionamiento de los equipos electrónicos. Esto significa que se reducirán considerablemente las amenazas en relación con el alto voltaje, ya que no habrá contacto en el momento de una avería electrónica.

Historia de los relés

Los relés fueron inventados en 1835 por el pionero americano del electromagnetismo Joseph Henry en el Colegio de Nueva Jersey, con un pequeño electroimán utilizado para encender y apagar uno más grande. Henry afirmaba que estos dispositivos podían utilizarse para controlar máquinas eléctricas a muy largas distancias y con menor cantidad de riesgos. Durante la aparición del relé también se aplicó un concepto parecido al telégrafo eléctrico (el precursor del teléfono), por lo que su implementación no tardó mucho tiempo en ser masificada.

Los relés se utilizaron de manera más considerable en la conmutación de teléfonos y en las primeras computadoras electrónicas hasta que aparecieron los transistores a finales 1940, desde entones los relés empezaron a ser utilizados en maquinaria más rudimentaria y se establecieron como equipos fundamentales para muchas aplicaciones. Fue el desarrollo de los transistores lo que impulsó la revolución informática desde mediados del siglo XX, pero sin dudas no habría transistores sin los relés, y los pioneros como Joseph Henry se merecen parte del crédito por todo esto.

No ha pasado mucho tiempo para que la tecnología de los transistores haya sido combinada con la de los relés para crear los populares relés de estado sólido que amplían considerablemente las posibilidades de estos equipos y optimizan el espacio a razón de tiempos de conexión casi instantáneos.

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