电子学：第009课——实验 7：研究继电器
时间：2022-10-12 18:30:00
实验 7.研究继电器
探索开关的下一步是使用遥控开关。遥控是指开关根据您发送的信号断开或关闭。这种开关被称为继电器，因为它将电路的一部分指令传递给另一部分。
高电压或大电流通常由低电压和小电流控制。
继电器非常有用。例如，在启动汽车时，一个小而便宜的点火开关通过一根薄而便宜的电线向启动电机附近的继电器发送一个小信号。继电器可以承受更短、更厚、更昂贵的部分 100 A电流线发动电机。
同样，如果你在旧开门洗衣机的旋转阶段提起洗衣机的盖子，关闭一个小开关，沿着一条细线向继电器发送一个小信号。开关控制旋转洗衣桶的大电机是继电器的任务。
需要的物品
继电器
我建议你使用的继电器一端有两个引脚，另一端有六个引脚。这六个引脚分为两行三列，如图所示 2-49 所示(继电器颠倒，引脚向上)。如果你买了两个继电器，其中一个可以用来研究(即打开它，观察内部结构)。如果操作非常仔细，继电器以后应该可以使用。如果不小心坏了，也可以当备件。
注：极性问题
一些继电器对应用于内部线圈的电压有很高的要求。当电流沿线圈中的某个方向流动时，一切正常，但如果反转正负连接（即反转极性），继电器将停止工作。
如果继电器的数据表没有明确的极性要求，那就太烦人了。我建议使用的继电器对极性没有具体的要求。
步骤
如图所示 2-49 所示连接。(注意图中的器件不按比例绘制。）关闭按钮开关，把手 9 V 当电压加到两个独立的引脚上时，你应该能听到非常轻的咔嗒声。断开开关，应该能听到咔嗒声。(如果听力不好，可以用指尖轻轻触摸继电器。当咔嗒声出现时，你应该能感觉到微弱的振动。）
发生了什么事？万用表可以帮助你研究。将万用表设置为测量连续性，并将两个表笔放在一起，
确认万用表正在工作。如果没有蜂鸣声，就没有设置为测量连续性，或者电池没电，或者有一支笔插入了错误的插座。
现在，如图 2-50 如图所示，用表笔按住引脚，按下按钮。按下按钮时，万用表会发出蜂鸣声。这个测试告诉你，当你向最近的一对引脚施加电压时，继电器内部必须关闭一些开关。
然而，在按下按钮之前，用表笔按住引脚可能有点困难。如果是这样，你可以按照图片 2-51 所示的方
方法，添加几个测试导线。每根导线的一端夹住一支表笔，另一端夹住继电器导脚，这样你的手就可以省去握住表笔的麻烦。
现在把红色测试引线从离你最远的继电器引脚移到相邻的空引脚上。你会发现万用表的反应与上次相反，当按钮没有按下时，蜂鸣声停止。
继电器内部发生了什么？
图 2-52 按下按钮时，显示继电器内部的透视照片。继电器底部有一个线圈，可以产生磁场，磁场控制内部的一对开关。线圈使右侧的开关移动，使引脚 A 和 C 万用表在内部形成连接，发出蜂鸣声。
你可能想知道为什么继电器中的线圈推动内部开关远离它。原因是继电器中有一个机械联动装置，可以将张力转化为推力。当我谈到打开继电器时，你可以观察到这一点。
图 2-53 显示未按下按钮时发生的情况。开关触点松开，连接到另一对触点，断开 A 和 B连接，在 B 和 C 它们之间形成连接。当没有电流通过继电器线圈时，开关保持在这个位置。
其他继电器
我相信我描述的引脚功能对于这种尺寸的继电器来说是最常见的，但也有一些例外。当你第一次看到双极双掷继电器时，如何确定内部结构——给线圈施加电压，用万用表测量每对不同的引脚。使用排除法，您可以知道引脚是如何连接的。
您还可以阅读制造商的数据表。它应该包括如图所示 2-21 图表显示。这些是关于继电器的所有知识，你应该知道吗？不，我只是碰了一点皮毛。
- 有些继电器是锁定的，即当不通电时，内部开关将保持在任何位置。锁定继电器通常有两个线圈来操作开关，并向两个方向关闭。我不会用这个继电器。
- 有的继电器有两个极，有的只有一个；有的是双掷型，有的是单掷型
- 有些线圈采用交流电控制开关，有些线圈采用直流控制，正如上述，有些直流线圈需要正确的直流电压极性。
一如既往，数据表应当提供必要的信息。
图 2-54 显示各种继电器的电路图符号。A是单极单掷继电器，B 是单极双掷继电器，C 是单极单掷继电器，画成我喜欢的形式，用白色矩形提醒你，这些部件都关在一个部件里。D 是单极双掷继电器，E 是双极双掷继电器，F 是单极双掷闭锁继电器。
未通电时，继电器内部开关通常处于松弛状态，而闭锁继电器的绘画方法不同，其开关位置随意。
你正在检测的是一个小信号继电器，它不能控制大电流的通断。大继电器则能控制数安的电流。一定要选择额定电流不小于电路最大电流的继电器，因为继电器过载会产生火花，从而迅速损坏触点。
在未来的实验中，你会发现继电器的一些实际用途，比如家庭安全系统的一般应用。在接触这个系统之前，我将向您展示如何将继电器转换为嗡嗡声振荡器。但首先要了解继电器的内部结构。
拆开继电器
如果你着急，可以用如图 2-55 和图 2-56 拆卸继电器的方法。但是，一般来说，最常见的设备（艺术刀或多用途刀）会更好。
图 2-57 和图 2-58 显示了我喜欢使用的方法：斜着削去塑料外壳的边缘，直到看见一条细细的缝为止。不要继续削下去了，因为此时内部的部件距离刀刃非常近。现在清除切开的表层。在外壳剩下的几条边缘上重复此操作，如果你真的很小心，即便继电器内部的部件会露出来，线圈通电后也能工作。
图 2-59 显示了标准继电器内部元件的简化图。 A 产生磁引力，拉动杠杆 B 向下移动。塑料延伸杠杆 C 向外挤压弹性金属条，推动继电器极 D移动触点之间。(此继电器与本实验推荐的结构略有不同，但原理大致相同。
您可以将此图与我打开的继电器进行比较，如图所示 2-60 所示。
图 2-61 各种尺寸的继电器都显示了去壳。碰巧他们都在 12 V 直流流下工作。最左边的汽车继电器是最简单和最容易理解的，因为它的设计没有考虑太多的包装尺寸。较小的继电器设计更精致、更复杂、更难理解。通常，较小的继电器设计较小，但也有例外。
基础知识：继电器术语：
线圈电压是继电器通电时应获得的电压。电压可以是交流或直流电压。
设定电压它是继电器关闭开关的最小电压。电压略低于理想的线圈电压。事实上，继电器的工作电压可能低于设定电压，但设定电压可以告诉你保证继电器正常工作的最小电压。
工作电流是继电器通电后线圈的功率消耗，一般用毫安表示。有时消耗的功率用毫瓦表示。
开断容量是继电器内部开关控制开关的最大电流，不受损坏。通常，这个术语用来描述阻性负载，它是指白炽灯泡等无源设备。当您使用继电器打开电机时，电路中会引入感性负载，在电机达到正常速度之前会产生巨大的初始浪涌电流。关闭电机会产生另一个浪涌电流。假设电机启动时的电流是其正常工作电流的两倍，则继电器的数据表未标明其处理感性负载的能力。
