Jak działa przekaźnik? Dlaczego stosujemy go w systemach alarmowych?

Praca w branży elektronicznych systemów zabezpieczeń daje Ci gwarancję, że usłyszysz stwierdzenie: „musisz zastosować przekaźnik” albo „podłącz to przez przekaźnik”.  Czy wiesz, że ten mały, „niewinny” element elektroniczny potrafi wygenerować impuls o napięciu – powiedzmy – 300V? Jak to jest możliwe? Jak działa przekaźnik i po co ta dioda przy przekaźniku? Po co w ogóle przekaźnik w systemie alarmowym?

Jeżeli czujesz potrzebę dowiedzenia się jak to działa, ale „od kuchni”, to o tym jest właśnie ten artykuł (a może nawet seria, która rozłoży temat przekaźników na czynniki pierwsze).

Przy wyłączeniu przekaźnika na cewce powstaje napięcie kilkuset woltów (!)

Poniżej oscylogram, który prezentuje przebieg napięcia na cewce przekaźnika.

Jedna kratka to zakres 100V, natomiast w osi poziomej widzimy czas (jedna kratka to 0.5 ms, czyli 500 us). Kiedy przekaźnik jest załączony, napięcie cewki wynosi około 12 V. W momencie wyłączenia przekaźnika (czyli moment zdjęcia napięcia z cewki), powstaje duży (mało powiedziane) skok napięcia o odwrotnej polaryzacji. W prezentowanym przypadku (mały przekaźnik analogiczny do RM-85) jest to napięcie o wartości ~316 V! Czas trwania tego impulsu napięcia jest bardzo krótki i zwykle nie zagraża człowiekowi, jednak w zupełności wystarcza do tego, aby na przykład… uszkodzić wrażliwe układy elektroniczne.

Rozważania akademickie odkładamy na bok, natomiast skupię się na prostym opisie tego zjawiska w taki sposób, aby było ono przyswajalne dla nie-elektroników.

CO się dzieje, kiedy wyłączamy przekaźnik?

Głównym elementem przekaźnika elektromagnetycznego jest cewka indukcyjna. Jest to popularny element elektroniczny, który spotykany jest (w znacznych ilościach) praktycznie w każdym urządzeniu elektronicznym. W przekaźnikach cewka pełni specjalną rolę – kiedy płynie przez nią prąd, wytwarza pole magnetyczne powodując przyciągnięcie pewnych elementów, które docelowo robią zwarcie na stykach.

Innymi słowy, cewka zachowuje się jak mini elektromagnes, który przyciąga do siebie metalowe […]