Dieser Artikel befasst sich mit dem elektromagnetischen Relais, als elektrischem Schalter in der Elektrotechnik. Für andere Bedeutungen, siehe Relais (Begriffsklärung).
Ein Relais ist ein durch elektrischen Strom betriebener, meist elektromagnetisch wirkender Schalter. Das Relais wird über einen meist galvanisch getrennten Steuerstromkreis aktiviert und kann einen oder mehrere Laststromkreise schließen, öffnen oder umschalten. Zur Hebung der Sicherheit gegen unbeabsichtigte Betätigung bei Schaden im Steuerkreis, zum Schutze von Personal und Material, wird die 2-pol. Ansteuerung gewählt.
Foto einiger Relais
Hauptzweck für die Verwendung von Relais ist, entweder die Möglichkeit zur ferngesteuerten Beeinflussung von Geräten oder die schnelle und gleichzeitige, oder in der Abfolge definierte, Betätigung zahlreicher Schaltkontakte.
Funktionsweise
In einem Relais wird durch Stromfluss in der Spule des Elektromagneten ein Eisenanker angezogen. Der Eisenanker schließt oder öffnet durch seine Bewegung einen oder mehrere Kontakte, wodurch der Laststromkreis geschlossen, geöffnet oder umgeschaltet wird.
Hauptschütz
Die Stromstärke und elektrische Spannung im Laststromkreis können um ein Vielfaches größer, als in der Spule, sein. Ein Relais für erheblich größere Leistungen in der Starkstromtechnik wird Schütz genannt. Schütze besitzen in der Regel mehrere gleichartige Schaltkontakte, wie sie zum Schalten von Drehstromverbrauchern benötigt werden.
Hilfsschütz
Des weiteren gibt es sogenannte "Hilfsschütze", die ihrerseits zur Steuerung der vorgenannten "Hauptschütze" dienen.
Halbleiterrelais, solid state relais
In der Elektronik und Steuerungstechnik werden Relais auch als Halbleiterrelais mit Transistoren oder Thyristoren bzw. Triacs realisiert. Halbleiterrelais arbeiten ohne bewegte Teile und sind daher auch für hohe Schaltfrequenzen und ungünstigen Umweltbedingungen geeignet. Die Bezeichnung dafür ist solid state relais.
Koppelfeld
Werden in der Nachrichtentechnik mehrere Relais zur Vermittlung von Signalen zu größeren Einheiten zusammengefasst, so spricht man auch von einem Koppelfeld.
Sensorrelais
Eine andere Art der Relais sind sensorische Relais, zum Beispiel Bimetallrelais zur temperaturabhängigen Steuerung oder Reed-Relais als Bewegungs- oder Endschalter.
Weitere Ausführungen
Relais gibt es in vielen Ausführungen, unter anderem:
- astabil bzw. monostabil (zurückfallend in den Ausgangszustand)
- bistabil, auch als Stromstoßschalter bezeichnet (in beiden Lagen, ohne Strom des Steuerkreises, verbleibend)
- mit einem oder mehreren Lastkreisanschlüssen
- negierend oder wechselseitig schließend
Geschichtliche Entwicklung
Das elektromagnetische Relais (EMR) wurde von Joseph Henry im Jahre 1835 erfunden, und diente schon damals zur Nachrichtenübermittlung vom Labor zu seinem Haus. Samuel Morse wendete sich 1837, wegen seines Schreibtelegraphen, an J. Henry und benutzte das EMR, wonach er es verbessert hatte, so, dass es auch auf schwächere Impulse reagierte, Zur Verwendung als Signalverstärker. Die Idee eines Telegraphen existierte schon länger, aber das Relais war der damalige Schlüssel zur Nachrichtenübermittlung. Es musste alle 30 km an den Telegraphenleitungen installiert werden, um die ankommenden schwachen Signale wieder zu verstärken. Damit war die Grundlage geschaffen, Impulse über weite Strecken zu senden. Die erste Demonstration des Telegraphen fand 1844 zwischen Washington und Baltimore statt. In Anlehnung an die Relaisstationen, wo die Postreiter ihre Pferde gegen frische tauschen konnten, taufte man das neue Gerät Relais.
Relais beim Beginn der Computerentwicklung
Das Relais ermöglichte auch die Entwicklung des Computers, der erstmals 1937 von Konrad Zuse unter dem Namen "Z3" mit 2000 Relais für das Rechenwerk und dem Speicher gebaut wurde.
Da die Geschwindigkeit des Computers abhängig war, von den Schaltzeiten seiner Schaltrelais, wurden immer schnellere Relais gebaut, bis deren Aufgaben in diesem Bereich von Transistoren übernommen wurden.