Présentation des relais

Qu’est-ce qu’un relais ?

Un relais est un type d'interrupteur qui est contrôlé par un circuit électrique au lieu d'une personne. Les relais sont parmi les plus communs de tous les composants électriques et sont disponibles dans une grande variété de conceptions.

Les relais sont nés de la technologie du télégraphe. Ils ont continué à être utilisés dans les communications, puis dans les centraux téléphoniques, lorsque les téléphones vocaux se sont généralisés.

Les relais sont même utilisés dans de simples applications de logique informatique. Les premiers ordinateurs mécaniques ont employé ces composants, mais depuis longtemps ils ont été remplacés par des dispositifs à semi-conducteur, qui autorisent la modification de portes logiques par un signal électrique.

Les relais peuvent servir de dispositifs de sécurité, pour couper le courant dans des conditions dangereuses. Disponibles dans toutes les tailles, ils incluent des relais de très grandes dimensions pour contrôler le fonctionnement d'équipements lourds et de circuits électriques à haute puissance. Économiques et très durables, ils prennent en charge une gamme étendue de fonctions au sein d'un même système.

 

Comment fonctionne un relais ?

Les éléments opérationnels d'un relais sont des composants électroniques très simples. Le type le plus basique est doté de contacts qui permettent de le monter sur un circuit imprimé ; une armature reliée aux contacts, un ressort et une armature en fer avec un bobinage.

Lorsque le bobinage reçoit une énergie électrique, il crée un champ magnétique. Ce champ magnétique déplace l'armature. Le mouvement de l'armature ouvre ou ferme les contacts, selon la fonction du relais. Selon les besoins, un relais peut être conçu comme normalement ouvert ou normalement fermé.

Lorsque le dispositif n'est plus alimenté, le relais prend l'état opposé à l'état de sa dernière mise sous tension. Dans l'état sous tension, le champ magnétique sert à déplacer l'armature. Dans l'état hors tension, un ressort sert habituellement à remettre l'armature dans la position antérieure.

Différents relais intègrent différents composants. Par exemple, une diode est souvent intégrée dans des relais CC pour prévenir des surtensions causées par le changement d'état du relais. Les surtensions et les décharges électrostatiques peuvent causer des problèmes avec les résistances, mais différentes solutions existent pour les résoudre.

 

Quels types d'applications ont besoin de relais ?

Les relais sont utilisés dans une immense variété d'applications. Il serait bien difficile de trouver un système électrique ou électronique sans relais.

Les systèmes d'alarme font une utilisation extensive des relais. Un relais normalement ouvert peut être intégré à une alarme de porte par exemple. Lorsque l'état du circuit est modifié par l'ouverture d'une porte, le relais peut fermer le circuit d'alarme et déclencher l'alarme sonore.

Dans certains cas, les relais servent à protéger des composants électriques, des dispositifs et des utilisateurs. Ce sont des relais de protection. Ils sont utilisés sur divers circuits, allant des configurations à très faible puissance jusqu'aux réseaux de distribution d'énergie.

Les relais sont souvent utilisés comme répéteurs de signaux, ce qui était en fait une de leurs premières applications. Dans les premiers systèmes télégraphiques, un répéteur pouvait recevoir un signal faible et le répéter le long de la ligne, autorisant le destinataire, ou la station télégraphique suivante, à recevoir clairement le message.

Certains véhicules sont équipés de plus d'une batterie. C'est surtout le cas des véhicules conçus pour des utilisations exigeantes, tels que les véhicules tout terrain, où une panne de batterie peut avoir des conséquences désastreuses. Un relais peut servir à passer le courant d'une batterie à l'autre. Dès qu'une batterie est vide, le système d'alimentation utilise automatiquement l'autre batterie.

Bien qu'au fil des ans, les relais ont été remplacés par des dispositifs à semi-conducteur, les fonctions logiques de certaines applications sont encore assurées par des relais. Dans certaines conditions, les semi-conducteurs n'offrent pas les performances requises. En particulier, dans les environnements présentant des risques de radiation. Les relais mécaniques ne sont pas sensibles aux radiations (ou pas autant sensibles), ce qui en fait une solution idéale pour de tels environnements.

Un relais peut servir à basculer une machine sur une alimentation d'urgence en cas de coupure du courant. Cette utilisation courante apporte une marge de sécurité aux machines connectées. Elle permet aux systèmes électroniques de continuer de fonctionner, grâce à l'énergie stockée, en cas de coupure de courant, ou de garantir le fonctionnement continu d'un équipement critique en attendant qu'une source d'énergie de secours, un générateur par exemple, soit mise en ligne.

 

Quels sont les différents types de relais ?

Les relais sont des composants simples, mais leurs types se différencient par des variations importantes.

Les relais à enclenchement sont des dispositifs courants qui sont normalement ouverts ou normalement fermés. Quel que soit l'état du relais à sa dernière mise sous tension, il restera dans cet état jusqu'à sa prochaine mise sous tension. Ce type de fonctionnement exige que deux bobinages soit présents dans le dispositif, au lieu de celui qui opère un relais simple.

Les différents types de relais à enclenchement incluent les relais à cascade (ou télérupteurs), les disjoncteurs conçus pour apporter une protection contre les fuites à la terre. Ils font partie des types de relais utilisés dans les centres téléphoniques.

Un relais à lames est similaire à un interrupteur à lames avec en plus un solénoïde. L'interrupteur fonctionne par magnétisme, le solénoïde fonctionnant alors comme relais. Ces dispositifs sont montés dans un boîtier en verre, pour protéger les composants magnétiques des effets environnementaux.

Les moteurs électriques sont normalement équipés de relais de protection contre les surcharges. Ce type de relais est conçu pour détecter les surcharges. En cas de surcharge, le relais s'ouvre, évitant que le courant arrive jusqu'au moteur pour prévenir d'autres détériorations.

Un relais de contact à semi-conducteur est un type de relais de grande taille, souvent appelé contacteur à semi-conducteur. Ils sont conçus pour fonctionner avec des dispositifs qui consomment une grande quantité de courant, par exemple des chauffages électriques. Étant des dispositifs à semi-conducteur, ils ne contiennent aucune pièce mobile, et sont incroyablement fiables et durables. Certains modèles intègrent des contrôles à microprocesseur, ce qui leur permet de mieux répondre aux exigences des applications à haute précision.

Les relais à vide sont encapsulés dans du verre, où le vide a été fait (vide partiel). Ceci leur permet de traiter des fréquences très élevées. L'absence d'air réduit les risques de décharge électrostatique, ce qui rend ce type de relais très utile lorsque la prévention de ce type de décharge joue un rôle essentiel dans le fonctionnement des machines ou systèmes protégés par le relais.

Des relais à contacts forcés et guidés sont conçus pour que les contacts se déplacent avec le bobinage. Ceci évite qu'un jeu de contacts se déplace lorsqu'un autre est endommagé ou désactivé, apportant un niveau de sécurité supplémentaire pour l'utilisateur et le système.

 

Qu’est-ce qu’un bloc de contact auxiliaire ?

Un bloc de contact auxiliaire est un groupe de relais contacteurs montés ensemble en une seule unité. Ils permettent de regrouper facilement des circuits de commande et des circuits auxiliaires, qui sont habituellement des composants modulaires.

Ils offrent différentes solutions de montage, incluant panneau avant, enfichables et autres. Ils sont différenciés par les spécifications électriques, les configurations d'état normal, les configurations des pôles et des directions. Divers types de terminaison permettent de les utiliser dans différents circuits.

Les autres types de relais incluent les relais coaxiaux, utilisés dans les radios ; les relais bistables, qui fonctionnent en l'absence de courant continu ; les relais de machines-outils, utilisés dans des processus industriels, et dont l'état normal des contacts peut être aisément modifié.

 

Qu'est-ce qu'une barre omnibus ?

Une barre omnibus est un dispositif qui sert à conduire l'électricité dans un tableau de distribution ou autre dispositif. Ce n'est pas un composant mécanique, mais généralement une simple bande de matériau conducteur, en cuivre par exemple, qui sert à conduire l'électricité nécessaire à de nombreux dispositifs.

Le terme anglais est « busbar », qui est une abréviation d'omnibus bar. Omnibus est un mot latin qui signifie « pour tous », ce qui décrit exactement le rôle d'une barre omnibus, puisqu'elle fournit le courant à tous les composants auxquels elle est connectée.

Les barres omnibus existent dans toutes les tailles. Les plus petites sont utilisées dans les panneaux de disjoncteurs. Dans certains cas, les plus grandes sont montées dans des sous-stations électriques, fournissant du courant aux plus importants composants électriques existants dans l'industrie.

 

Qu'est-ce qu'un adaptateur de montage et comment fonctionne-t-il ?

Un adaptateur de montage est un dispositif qui permet de monter un relais sur un rail DIN sans aucune modification du dispositif. Ce composant est habituellement en plastique et s'enfiche en position. Ces dispositifs ne nécessitent pas de prise, ce qui les classe parmi les méthodes les plus pratiques pour monter des adaptateurs sur des rails DIN. Ils se différencient par leur taille, et peuvent être utilisés dans différents systèmes DIN.

 

Qu'est-ce qu'un capot de relais ?

Un capot de relais est un dispositif de sécurité qui s'installe directement sur le relais. Il sert à protéger les utilisateurs contre les risques de contact accidentels avec des parties exposées et pour protéger le dispositif de tout contact avec l'environnement. Ces dispositifs sont parfois faciles à étiqueter et sont donc très pratiques pour organiser des circuits électriques sur un panneau de commande ou de distribution.

 

Quels sont les différents types d'interfaces relais et à quoi servent-ils ?

Les interfaces relais présentent diverses conceptions, permettant de les utiliser dans de nombreux systèmes.

Les interfaces de rail DIN permettent d'installer facilement des relais sur un rail DIN, éliminant la nécessité de modifier l'équipement utilisé. Elles facilitent aussi le remplacement des relais, selon les besoins.

Les interfaces relais à montage sur panneau apportent une solution rapide pour installer ces dispositifs sur un panneau de commande.

Une interface relais à montage vissé est dotée de borniers à vis non alimenté, facilitant donc le montage des relais sur un très grand nombre de surfaces.

Les interfaces relais à prise se fixent sur des fixations enfichables. Elles facilitent le retrait et le remplacement des relais, selon les besoins.

Une interface relais CI sert à fixer les relais sur des circuits imprimés. Ces interfaces compactes sont conçues pour être insérées sur le panneau, facilitant considérablement la construction, le prototypage et la maintenance.

 

Qu'est-ce que les étiquettes de relais ?

Les étiquettes de relais sont simplement conçues pour aider les techniciens à identifier la position des relais sur un circuit électrique. Ils sont identiques à toutes les autres étiquettes apposées sur d'autres composants électriques. Elles sont fournies en bandes garantissant que toutes les étiquettes ont une forme et une taille identiques, facilitant la standardisation.

 

Qu'est-ce qu'un kit de montage de relais ?

Un kit de montage de relais contient les matériaux nécessaires pour installer un relais dans une configuration spécifique. Par exemple, des kits de montage pour montage en surface sont disponibles, de même que des montages Moeller, fournis avec les accessoires pour réaliser des montages complets.

Ces kits de montage sont souvent intégrés dans la conception de nouveaux circuits et pour ajouter des relais à des surfaces existantes. L'achat des composants en kits peut s'avérer plus économique que l'achat séparé des différents composants.

 

Qu'est-ce qu'un support de relais ?

Un support de relais ou embase est une des solutions les plus simples et les plus faciles pour monter un relais sur un circuit, avec l'avantage de pouvoir le retirer et le remplacer selon les besoins. Fonctionnant comme tout autre type de connecteur électrique, ils sont conçus pour offrir une connexion spécifique qui évite les erreurs de connexion. Ils sont couramment utilisés pour installer des relais de temporisation et de nombreuses autres applications.

Les supports de relais doivent être sélectionnés en fonction des composants qu'ils recevront.

 

Qu’est-ce qu’un clip de montage et quel est son rôle ?

Un clip de montage est un petit accessoire qui sert à maintenir un relais en position. Il peut s'agir d'une simple fixation en plastique qui se pince sur le relais, ou qui doit être assujettie manuellement après l'insertion du relais. Elle doit être retirée pour accéder au relais.

Chaque modèle est conçu pour des formes de relais spécifiques. Ils doivent être sélectionnés en fonction des relais utilisés. Leurs fabricants sont nombreux. Ces fixations pour relais prennent la forme de clips et de pinces, mais elles sont toutes conçues pour assurer une stabilité physique, en particulier lorsque les relais sont importants, pour éviter que leur poids pose des problèmes de sécurité ou de connexion.