Просмотр кода страницы Реле

[[Файл:Relay_principle_horizontal_new.gif | thumb|Принцип действия реле]]
[[Файл:Relais (Telegrafenrelais 1).jpg|thumb|[[Электромагнитное реле]]]]
[[Файл:Solid-state-relays.jpg|thumb|[[Твердотельное реле]]]]
'''Реле́ (релейный элемент)''' ({{lang-fr|relais}}) — [[коммутационный аппарат]], электромагнитный, [[Электронные компоненты|слаботочный]] или иной элемент [[Автоматика|автоматических]] устройств, который при воздействии на него внешних физических явлений скачкообразно принимает конечное число значений выходной величины<ref>Реле//Энциклопедия современной техники. Автоматизация производства и промышленная электроника. Том 3 (Погрешность решения — Телеизмерительная система частотная) — М.: Советская энциклопедия, 1964.</ref>. Реле входит в более широкий класс ''переключающих устройств'' релейного действия, к которым также относятся, например, [[триггер]]ы, [[мультивибратор]]ы и т. д.<ref>Переключающее устройство // Энциклопедия современной техники. Автоматизация производства и промышленная электроника. Том 2 (К — Погрешность измерения) —М.: Советская энциклопедия, 1962.</ref> Реле отличается от релейного устройства, которое может быть автономным — без воспринимающих устройств, за исключением пусковых ключей (например: генераторы последовательностей сигналов, [[таймер]]ы).<ref>Релейное устройство автономное//Энциклопедия современной техники. Автоматизация производства и промышленная электроника. Том 3 (Погрешность решения — Телеизмерительная система частотная) — М.: Советская энциклопедия, 1964.</ref> Релейные устройства могут состоять из реле и других элементов, не имеющих релейных характеристик (диоды, транзисторы, конденсаторы), но поставленных в релейный режим работы.<ref>Релейное устройство//Энциклопедия современной техники. Автоматизация производства и промышленная электроника. Том 3 (Погрешность решения — Телеизмерительная система частотная) — М.: Советская энциклопедия, 1964.</ref> Релейным элементом является минимальная совокупность деталей и связей между ними, имеющая релейную характеристику. При поступлении фиксированного воздействия на входе скачкообразно изменяется воздействие на выходе, переходя от одного фиксированного воздействия к другому<ref name="RE">Релейный элемент (реле)//Энциклопедия современной техники. Автоматизация производства и промышленная электроника. Том 3 (Погрешность решения — Телеизмерительная система частотная) —М.: Советская энциклопедия, 1964</ref>. У релейных многопозиционных элементов воспринимающие или исполнительные органы могут находиться более чем в двух состояниях. Примером такого устройства может служить [[шаговый искатель]]<ref>Релейный многопозиционный элемент//Энциклопедия современной техники. Автоматизация производства и промышленная электроника. Том 3 (Погрешность решения — Телеизмерительная система частотная) — М.: Советская энциклопедия, 1964</ref>.

С точки зрения общих функций выделяют группы реле защитные, управляющие и контрольные<ref name="RE" />.

По виду физических величин, на которые реагируют реле, они делятся на электрические, [[Механическое реле|механические]], [[Тепловое реле|тепловые]], [[Оптическое реле|оптические]], [[Магнитное реле|магнитные]], [[Акустическое реле|акустические]]. Часто реле, которые должны реагировать на [[сигнализатор|неэлектрические величины]], выполняют с помощью датчиков, соединённых с электрическими релейными элементами<ref name="RE" />.

== История ==
Некоторые историки науки утверждают, что реле впервые было разработано и построено русским учёным [[Шиллинг, Павел Львович|П. Л. Шиллингом]] в 1830—1832 гг. Это реле составляло основную часть вызывного устройства в разработанном им [[электрический телеграф|телеграфе]]<ref>{{статья
 |автор       = {{nobr|Храмой А. В.}}
 |заглавие    = О двух важных этапах в истории электроавтоматики
 |ссылка      = http://www.booksite.ru/elektr/1950/1950_12.pdf
 |язык        = ru
 |издание     = Электричество
 |тип         = журнал
 |год         = 1950
 |месяц       = 12
 |число       = 
 |том         = 
 |номер       = 
 |страницы    = 72—77
 |doi         = 
 |issn        = 
 |archive-date = 2018-05-26
 |archive-url  = https://web.archive.org/web/20180526113011/https://www.booksite.ru/elektr/1950/1950_12.pdf
}}</ref>.

Другие историки<ref>{{книга |заглавие=Icons of Invention: The Makers of the Modern World from Gutenberg to Gates |издательство=[[ABC-CLIO]] |ссылка=https://books.google.com/books?id=WKuG-VIwID8C&pg=PA153&dq=Invention+of+the+relay&hl=en&sa=X&ei=-mnmT5bJK4no9AT8l4mMAQ&ved=0CF8Q6AEwCA#v=onepage&q=Invention%20of%20the%20relay&f=false |страницы=153 |язык=en}}
</ref><ref>{{cite web|title=The electromechanical relay of Joseph Henry|publisher=Georgi Dalakov|url=http://history-computer.com/ModernComputer/Basis/relay.html|access-date=2015-08-28|archive-date=2012-06-18|archive-url=https://web.archive.org/web/20120618121911/http://history-computer.com/ModernComputer/Basis/relay.html|url-status=live}}</ref><ref>
{{книга |заглавие=Scientific American Inventions and Discoveries: All the Milestones in Ingenuity--From the Discovery of Fire to the Invention of the Microwave Oven |издательство=[[John Wiley & Sons]] |ссылка=https://books.google.com/books?id=pDbQVE3IdTcC&pg=PA311&dq=relay+Joseph+Henry+1835&hl=en&sa=X&ei=GNSIT6PyMJP02wXO3K3GCQ&ved=0CFoQ6AEwBg#v=onepage&q=relay%20Joseph%20Henry%201835&f=false |страницы=311 |язык=en}}</ref><ref>{{книга |заглавие=Joseph Henry: His Life and Work |ссылка=https://archive.org/details/josephhenryhisli0000coul |издательство=[[Princeton University Press]] |место=Princeton |год=1950 |язык= |автор=Thomas Coulson}}
</ref> отдают первенство известному американскому физику [[Генри, Джозеф|Джозефу Генри]] (его именем названа единица [[Индуктивность|индуктивности]] [[Генри (единица измерения)|генри]]), который сконструировал контактное реле в 1835 году при попытках усовершенствовать изобретённый им в 1831 году [[телеграфный аппарат]] (в 1837 году устройство получило применение в телеграфии). <!-- Фактически первое реле было изобретено американцем Джозефом Генри в 1831 году и основывалось на электромагнитном принципе действия.--> Первое реле Дж. Генри было не коммутационным. Необходимость в изобретении реле была обусловлена задачей усиления слабых электрических сигналов, передаваемых по проводам в приемный электромагнит телеграфного аппарата. Реле Генри представляло собой электромагнитный контактный коммутатор электрической цепи, осуществляющий усиление (ретрансляцию, подпитку) импульсов тока, приходящих на силовой электромагнит телеграфа, который с приходом ослабленного импульса тока замыкал электрический контакт цепи, соединяющий местную батарею питания силового электромагнита с его обмоткой<ref name="автоссылка1">{{Cite web |url=http://relays.ru/pub/istoriya-sozdaniya-i-razvitiya-rele.html |title=История создания и развития реле |access-date=2023-09-27 |archive-date=2015-04-02 |archive-url=https://web.archive.org/web/20150402151003/http://relays.ru/pub/istoriya-sozdaniya-i-razvitiya-rele.html |url-status=live }}</ref>.

Слово «реле» возникло от [[Французский язык|французского]] ''relay'' — процедура смены уставших почтовых лошадей на станциях или передача [[Эстафета|эстафеты]] в спортивных эстафетных состязаниях. Это было как раз связано с принципом действия реле, применявшихся на линиях телеграфа.

Как самостоятельное устройство реле впервые упомянуто в [[патент]]е на [[Телеграф Морзе|телеграф Сэмюэля Морзе]].

Затем появление [[телефон]]а потребовало применения электромагнитных [[Телефонный коммутатор|коммутаторов электрических цепей]], названных телефонными реле. Позже успешное применение электромагнитных реле в технике телеграфии и телефонии способствовало применению подобных реле в устройствах железнодорожной автоматики, измерительной техники, энергетики, электротехники, а также в радиоэлектронной аппаратуре<ref name="автоссылка1" />.

Первые попытки создания научной методики для построения структуры релейных устройств относятся к 1925—1930 годам (работы [[Наука в СССР|учёных СССР]] А. Кутти, М. Цимбалистый, а также работы иностранных авторов)<ref>{{Статья|автор=Кутти А.К.|заглавие=без названия|ссылка=|язык=|издание=Труды Ленинградской экспериментальной электротехнической лаборатории|тип=|год=1928|месяц=|число=|том=|номер=8|страницы=10|issn=}}</ref><ref>{{Статья|автор=Цымбалистый М.Г.|заглавие=без названия|ссылка=|язык=|издание=Труды Ленинградской экспериментальной электротехнической лаборатории|тип=|год=1928|месяц=|число=|том=|номер=8|страницы=19|issn=}}</ref>. Однако началом развития теории релейных устройств является 1936—1938 года, когда [[Шестаков, Виктор Иванович|В.Шестаков]]<ref>{{Статья|автор=Шестаков В.И.|заглавие=диссертация|ссылка=|язык=|издание=Некоторые математические методы конструирования и упрощения двухполюсных электрических схем класса А|тип=|год=1938|месяц=|число=|том=|номер=|страницы=|issn=}}</ref>, [[Шеннон, Клод|К.Шеннон]]<ref>{{Статья|автор=Shannon C.E.|заглавие=A Symbolic Analysis of Relay and Switching Circuits|ссылка=|язык=en|издание=American Institute of Electrical Engineers|тип=|год=1938|месяц=|число=|том=|номер=57|страницы=713|issn=|archive-date=2018-11-14|archive-url=https://web.archive.org/web/20181114180042/https://en.wikipedia.org/wiki/A_Symbolic_Analysis_of_Relay_and_Switching_Circuits}}</ref> и {{iw|Накасима, Акира|А. Накасима|en|Akira Nakashima}}<ref>{{Статья|автор=Nakashima A|заглавие=A realization theory for relay circuits|ссылка=|язык=en|издание=Journal of the Instittute of Electrical Communication Engineers of Japan|тип=|год=1937|месяц=Сентябрь|число=|том=|номер=150|страницы=197—226|issn=}}</ref> применили для решения задач релейными устройствами аппарат математической логики; указание на возможность применения этого аппарата было сделано ещё в 1910 году ученым [[Эренфест, Пауль|П.Эренфестом]]<ref>{{Статья|автор=Эренфест П.|заглавие=без названия|ссылка=|язык=|издание=Журнал Русского физико-химического общества|тип=|год=1910|месяц=|число=|том=42|номер=вып.10|страницы=382|issn=}}</ref>.

Пока [[Программируемый логический контроллер|программируемые контроллеры]] ещё не изобрели, все системы управления были основаны на реле и представляли собой шкафы с проводами и релейными модулями. Для их описания был создан язык релейной (лестничной) логики ([[Ladder diagram]])<ref>{{Cite web |url=http://lazysmart.ru/osnovy-avtomatiki/relejnaya-logika/ |title=Релейная логика |access-date=2022-10-14 |archive-date=2022-10-14 |archive-url=https://web.archive.org/web/20221014174840/http://lazysmart.ru/osnovy-avtomatiki/relejnaya-logika/ |url-status=live }}</ref>.

Существенную роль в развитии релейных устройств сыграли международные симпозиумы по теории релейных устройств и конечных автоматов. Первый из них (1957 г.) имел место в США<ref>{{Книга|автор=|заглавие=Proceedings of an International Symposium on the Theory of Switching|ответственный=|издание=Harvard University|место=MA|издательство=|год=1959|том=2|страницы=|страниц=|isbn=|isbn2=}}</ref>, а второй (1962 г.) — в СССР<ref>{{Книга|автор=|заглавие=Труды международного симпозиума по теории релейных устройств и конечных автоматов|ответственный=|издание=|место=|издательство=Автоматика и телемеханика|год=1963|том=24|страницы=|страниц=|isbn=|isbn2=}}</ref>.

== Конструкция ==
Релейные элементы характеризуются параметрами, относящимися к входным и выходным воздействиям:[[Файл:Hysteresis sharp curve-ru.svg|thumb|Петля гистерезиса]]

<u>срабатывание</u> — минимальное значение воздействия (электрического сигнала) на входе, при таком его возрастании, что релейный элемент изменяет свое состояние и одновременно воздействует на выходе в соответствии с релейной характеристикой;

<u>отпускание</u> — минимальное значение воздействия (электрического сигнала) на входе, при таком его уменьшении, что релейный элемент возвращается в свое первоначальное состояние.

В связи с неидеальностью релейной характеристики эти величины не совпадают друг с другом ([[гистерезис]]). В ряде случаев релейный элемент может обладать свойствами фиксации, то есть оставаться в занятом им состоянии и после снятия воздействия на входе. В этом случае релейный элемент возвращается в первоначальное состояние обычно после подачи воздействия на другой его вход (или воздействие противоположного знака воздействия на тот же вход). Максимальное значение такого воздействия при его возрастании, вызывающее возвращение релейного элемента в первоначальное состояние, называется параметром <u>возврата</u>. Отношение параметра отпускания к параметру срабатывания называется коэффициентом отпускания. Характеристикой релейного элемента служит так же его <u>быстродействие</u>, определяемое временем срабатывания и временем отпускания или возврата. В ряде случаев важными характеристиками релейного элемента являются: потребление энергии, вес, занимаемый объём и т. п.

По виду физических явлений, используемых для действия релейных элементов, они делятся на механические и электрические<ref name="RE"/>. Которые в свою очередь могут быть контактные и бесконтактные.

Независимо от типа реле свойственно два положения: при отсутствии напряжения на катушке — невозбуждённое состояние, а при подаче напряжения — возбуждённое состояние. При переходе из состояния в состояние происходит явление переброса, то есть изменения положения контактных групп<ref>{{Книга|автор=Жарковский Б. И., Шапкин В. В.|заглавие=Справочник молодого слесаря по контрольно-измерительным приборам и автоматике|ответственный=|год=1991|издание=|место=М|издательство=Высшая школа|страницы=63|страниц=159|isbn=5-06-000920-3}}</ref>.

==== Электрический ====
{{Main|Электромагнитное реле}}
Чаще всего под термином «реле» подразумевается электрический релейный элемент — релейный элемент, действие которого основано на явлениях, вызванных протеканием электрического тока, изменением электрического поля или явлениями, связанными с электрической проводимостью<ref name="Electrical_relay_element">Релейный элемент электрический (реле электрическое)//Энциклопедия современной техники. Автоматизация производства и промышленная электроника. Том 3 (Погрешность решения — Телеизмерительная система частотная) — М.: Советская энциклопедия, 1964</ref>. В рамках системы стандартизации термин «электрическое реле» используется исключительно для реле, выполняющего только одну операцию преобразования между его входными и выходными цепями<ref>ГОСТ 16022-83 Реле электрические. Термины и определения.</ref>.

== Классификация ==

====== По виду физических явлений, используемых для действия<ref name="RE" /> ======
* [[Электромагнитное реле|электромагнитные]]
** нейтральные;
** [[поляризованные реле|поляризованные]];
* магнитоэлектрические;
* ферродинамические;
* [[Электромагнитная индукция|индукционные]] реле;
** с вращающимся полем;
** с бегущим полем;
* [[Геркон|ферромагнитные]];
* [[Магнитострикция|магнитострикционные]];
* электростатические;
* электронные;
* [[ион]]ные;
* [[Твердотельное реле|полупроводниковые (твердотельные)]];
* сегнетоэлектрические;
* пьезоэлектрические;
* [[МЭМС]]-реле<ref>{{Cite web |url=http://www.analog.com/en/applications/technology/mems-switch.html |title=MEMS Switch {{!}} Analog Devices<!-- Заголовок добавлен ботом --> |access-date=2018-10-17 |archive-date=2018-10-17 |archive-url=https://web.archive.org/web/20181017163137/http://www.analog.com/en/applications/technology/mems-switch.html |url-status=live }}</ref>;
* [[Оптрон|фотоэлектрические]]
** эмиссионные;
** резистивные;
* резонансные;
* тепловые:
** [[Автоматический выключатель|биметаллические]];
** [[Плавкий предохранитель|плавкие]].

====== По виду физических величин, на которые реагируют<ref name="RE"/> ======
* электрические
** [[реле тока|ток]];
** [[реле напряжения|напряжение]];
** [[мощность]]
*** активная;
*** реактивная;
*** активно-реактивная;
** [[частота]];
** [[Электрическое сопротивление|сопротивление]]
*** активное;
*** реактивное;
*** активно-реактивное;
*** направленное;
** фаза
*** сдвиг фаз;
*** последовательность фаз.
* [[Механическое реле|Механические]]
** Давления
** Вакуума
** Перемещения
*** Линейного
*** Углового
*** Направления
*** Уровня
** Скорости
*** Поступательной
*** Вращательной
** Течения
*** Скорости
*** Расхода
** Ускорения
*** Линейного
*** Углового
** Усилия
** Частоты колебаний
** [[Амплитуда|Амплитуды колебаний]]
* [[Тепловое реле|Тепловые]]
** Температуры
*** Абсолютной величины
*** Скорости изменения
** Мощности теплового потока
* [[Оптическое реле|Оптические]]
** Освещенности
** Спектрального состава
* [[Акустическое реле|Акустические]]
** Звукового давления
** Частоты звуковых колебаний
* [[Магнитное реле|Магнитные]]
** Напряженности магнитного поля
** [[Магнитная индукция|Магнитной индукции]]
** [[Магнитный поток|Магнитного потока]]

====== По назначению делятся на<ref name="Electrical_relay_element"/> ======
* аварийные
** [[Автоматический выключатель|аварийного отключения]];
** [[Автоматическое повторное включение|повторного включения]];
** [[Автоматический ввод резерва|включения резерва]];
* контроля и управления
** воспринимающие;
** исполнительные;
** промежуточные.

==== Обозначение на схемах ====
На принципиальных электрических схемах реле обозначается следующим образом:
{|
| [[Файл:Oboznachenie kontaktov rele.png]] ||
1 — обмотка реле (A1, A2 — управляющая цепь),

2 — контакт замыкающий,

3 — контакт размыкающий,

4 — контакт замыкающий с замедлителем при срабатывании,

5 — контакт замыкающий с замедлителем при возврате,

6 — контакт импульсный замыкающий,

7 — контакт замыкающий без самовозврата,

8 — контакт размыкающий без самовозврата,

9 — контакт размыкающий с замедлителем при срабатывании,

10 — контакт размыкающий с замедлителем при возврате.
|-
| [[Файл:Relay-IEC.svg|150px]] ||
11 — общий контакт,

11-12 — [[нормально замкнутые контакты]],

11-14 — [[нормально разомкнутые контакты]].
|}

На некоторых схемах ещё можно встретить обозначения по ГОСТ 7624-55.

== См. также ==
* [[Геркон]]
* [[Сухой контакт]]

== Примечания ==
{{примечания}}

== Литература ==
* ''Андреев В. А.'' Релейная защита и автоматика систем электроснабжения: Учебник для вузов. — 5-е изд., стер. — М.: Высшая школа, 2007. — 639 с.: ил. — ISBN 978-5-06-004826-1
* ''Гуревич В. И.'' Электрические реле. Устройство, принцип действия и применения. Настольная книга инженера. — М.: Солон-пресс, 2011. — 700 с.: ил. — ISBN 978-5-91359-086-2
* [http://vladimir-gurevich-books.tripod.com/electric_relays.html Gurevich V. Electric Relays: Principles and applications, CRC Press, 2005, 704 pp.]

== Ссылки ==
{{Навигация}}
* [http://enc-dic.com/enc_big/Rele-50475.html Реле] // Большой энциклопедический словарь
* [http://relays.ru/pub/istoriya-sozdaniya-i-razvitiya-rele.html История создания и развития реле]
* [https://www.asutpp.ru/datchiki/teplovoe-rele/ Тепловое реле: принцип работы, конструкция, виды, как выбрать.]
* [http://oldradio.onego.ru/new_tubes.htm Вакуумное реле NARVA, ГДР] (в статье о радиолампах)
* [https://web.archive.org/web/20090705084149/http://rln.nnov.ru/index.php?ind=reviews&op=entry_view&iden=126 Простой компьютер на реле.]
* [http://www.vovik8.ru/page/relau Автомобильные реле.]
* [http://museumrza.ru/jeksponaty/ Музей реле.]
* [https://www.youtube.com/watch?v=MSThOXMb3kU Электромагниты и герконы.]
* {{YouTube|erodGMNONT0|Электромагнитное реле: устройство и принцип действия.}}

{{Внешние ссылки}}

[[Категория:Коммутационные устройства]]
[[Категория:Электронные устройства]]
[[Категория:Реле| ]]