Relé: Cómo Funcionan, Tipos, Construcción, Aplicaciones, Prueba Y Más

El relé se utiliza en el circuito eléctrico para la protección de circuitos eléctricos, sistemas y equipos eléctricos. En cualquier sistema eléctrico, la protección del sistema tiene siempre la máxima prioridad.

Qué son los relés

Un relé se clasifica en muchos tipos, un relé estándar y de uso general se compone de electroimanes que en general se utilizan como interruptor. El diccionario dice que relé significa el acto de pasar algo de una cosa a otra, el mismo significado se puede aplicar a este dispositivo porque la señal recibida de un lado del dispositivo controla la operación de conmutación en el otro lado.

Relé

Por lo tanto, el relé es un interruptor que controla (abre y cierra) los circuitos electromecánicamente. La operación principal de este dispositivo es hacer o interrumpir el contacto con la ayuda de una señal sin intervención humana para encenderlo o apagarlo.

Se utiliza principalmente para controlar un circuito de alta potencia utilizando una señal de baja potencia. Generalmente se utiliza una señal de CC para controlar el circuito que es impulsado por alta tensión, como el control de electrodomésticos de CA con señales de CC de los microcontroladores.

Cómo funcionan los relés

Los relés son interruptores que abren y cierran circuitos electromecánicos o electrónicos. Los relés controlan un circuito eléctrico abriendo y cerrando contactos en otro circuito.

Como muestran los diagramas de relés, cuando un contacto de relé está normalmente abierto (NO), hay un contacto abierto cuando el relé no está energizado. Cuando un contacto de relé está Normalmente Cerrado (NC), hay un contacto cerrado cuando el relé no está energizado. En cualquier caso, la aplicación de corriente eléctrica a los contactos cambiará su estado.

Relé

Los relés se utilizan generalmente para conmutar corrientes más pequeñas en un circuito de control y normalmente no controlan dispositivos que consumen energía, excepto para motores pequeños y solenoides que consumen amperios bajos. No obstante, los relés pueden “controlar” tensiones y amperios mayores teniendo un efecto amplificador porque una tensión pequeña aplicada a la bobina de un relé puede provocar que los contactos cambien una tensión mayor.

Los relés de protección pueden prevenir daños al equipo detectando anormalidades eléctricas, incluyendo sobrecorriente, subcorriente, sobrecargas y corrientes inversas. Además, los relés también se utilizan ampliamente para conmutar bobinas de arranque, elementos calefactores, luces piloto y alarmas audibles.

Diferentes tipos de relé

Aparte del relé electromagnético, existen muchos otros tipos de relés que funcionan con principios diferentes. Su clasificación es la siguiente

Tipos de relés Basados en el principio de funcionamiento

Relé electrotérmico

Cuando se unen dos materiales diferentes se forma una tira bimetálica. Cuando esta tira está energizada tiende a doblarse, esta propiedad se utiliza de tal manera que la naturaleza de flexión hace una conexión con los contactos.

Relé electromecánico

Con la ayuda de pocas piezas mecánicas y basándose en la propiedad de un electroimán se realiza una conexión con los contactos.

Relé de estado sólido

En lugar de utilizar piezas mecánicas como en los relés electrotérmicos y electromecánicos, utiliza dispositivos semiconductores. Así, la velocidad de conmutación del dispositivo puede ser más fácil y rápida. Las principales ventajas de este relé son su mayor vida útil y una operación de conmutación más rápida en comparación con otros relés.

Relé híbrido

Es la combinación de relés electromecánicos y de estado sólido.

Relés Basados en la polaridad

Relé polarizado

Estos son similares a los relés electromecánicos pero existen tanto en el imán permanente como en el electroimán, el movimiento de la armadura depende de la polaridad de la señal de entrada aplicada a la bobina. Utilizado en aplicaciones de telegrafía.

Relé no polarizado

La bobina de estos relés no tiene polaridades y su funcionamiento permanece inalterado aunque se altere la polaridad de la señal de entrada.

Relé
Relés Basados en la polaridad

Diseño de un relé

Un relé electromecánico está diseñado básicamente usando pocas partes mecánicas como un electroimán, una armadura móvil, contactos, yugo y un resorte/cuadro/estribo, estas partes se muestran en las imágenes internas del relé que se muestran a continuación. Todos ellos están dispuestos de forma lógica para formar un relé.

Electroimán:

Un Electroimán juega un papel importante en el funcionamiento de un relé. Es un metal que no tiene propiedades magnéticas pero que puede convertirse en un imán con la ayuda de una señal eléctrica. Sabemos que cuando la corriente pasa a través del conductor adquiere las propiedades de un imán. Por lo tanto, cuando un metal enrollado con un alambre de cobre e impulsado por el suministro de energía suficiente, ese metal puede actuar como un imán y puede atraer a los metales dentro de su alcance.

Armadura móvil:

La armadura móvil es una pieza metálica simple que se equilibra sobre un pivote o un soporte. Ayuda a hacer o romper la conexión con los contactos conectados a ella.

Contactos:

Estos son los conductores que existen dentro del dispositivo y que están conectados a los terminales.

Yugo:

Es una pequeña pieza de metal fijada a un núcleo para atraer y mantener la armadura cuando la bobina está energizada.

Resorte (opcional):

Pocos relés no necesitan resorte, pero si se utilizan, se conectan a un extremo de la armadura para asegurar su fácil y libre movimiento. En lugar de un resorte, se puede utilizar una estructura metálica.

Construcción de relé

En una cubierta, se coloca un núcleo con bobinas de cobre (que forman una bobina) enrolladas en ella. Una armadura móvil consiste en un soporte de resorte o estructura de soporte conectado a un extremo, y un contacto metálico conectado a otro lado, todos estos arreglos se colocan sobre el núcleo de tal manera que, cuando la bobina se energiza, atrae a la armadura.

La armadura móvil se considera generalmente como un terminal común que debe conectarse al circuito externo. El relé también tiene dos pines, normalmente cerrado y normalmente abierto (NC y NO), el pivote normalmente cerrado se conecta a la armadura o al terminal común mientras que el pivote normalmente abierto se deja libre (cuando la bobina no está energizada).

Cuando la bobina se energiza, la armadura se mueve y se conecta al contacto normalmente abierto hasta que existe flujo de corriente a través de la bobina. Cuando se desexcita, pasa a su posición inicial.

Aplicación de los relés

Las aplicaciones del relé son ilimitadas, su función principal es controlar el circuito de alta tensión.

  • Los relés no sólo se utilizan en los grandes circuitos eléctricos, sino también en los circuitos informáticos para realizar las operaciones aritméticas y matemáticas de los mismos.
  • Se utiliza para controlar los interruptores del motor eléctrico. Para encender un motor eléctrico necesitamos una fuente de alimentación de 230V AC pero en pocos casos/aplicaciones, puede haber una situación para encender el motor con un voltaje de alimentación de DC. En estos casos, se puede utilizar un relé.
  • Los estabilizadores automáticos son una de sus aplicaciones donde se utiliza un relé. Cuando la tensión de alimentación es distinta de la tensión nominal, un conjunto de relés detecta las variaciones de tensión y controla el circuito de carga con la ayuda de disyuntores.
  • Se utiliza para la selección de circuitos si existe más de un circuito en un sistema.
  • Utilizado en televisores. Los circuitos internos de un televisor de tubo de imagen antiguo funcionan con el voltaje de CC, pero el tubo de imagen necesita un voltaje de CA muy alto, para encender el tubo de imagen con un suministro de CC podemos usar un relé.
  • Utilizado en los controladores de señales de tráfico, controladores de temperatura.

Síntomas de fallo de un relé de encendido de un auto

El relé de encendido es uno de los relés electrónicos más importantes que se encuentran en los vehículos modernos. Por lo general, se encuentra en el panel de fusibles y relés debajo del capó, y es responsable de suministrar energía al sistema de encendido del vehículo y a algunos de los componentes del sistema de combustible.

Cuando la llave se gira a la posición de encendido, el relé se enciende y la energía se dirige a la ignición del vehículo y a los componentes del sistema de combustible, en particular la bomba de combustible y las bobinas de encendido.

Cuando el relé falla o tiene algún problema, puede causar problemas importantes con el funcionamiento del vehículo. Por lo general, un relé de encendido malo o defectuoso produce algunos síntomas que pueden notificar al conductor de un posible problema.

1. El coche se para repentinamente mientras está en funcionamiento
Uno de los síntomas más comunes de una falla en el relé de ignición es un auto que se para repentinamente mientras está operando. Si el relé de encendido se corta, se quema o falla mientras el motor está funcionando, cortará la energía de la bomba de combustible y del sistema de encendido.

Esto hará que el vehículo se pare inmediatamente debido al corte de combustible y chispa. En algunos casos de un relé defectuoso, el vehículo podrá volver a arrancar una vez que el relé se enfríe, sólo para detenerse una vez más después de que el relé se sobrecaliente.

2. El coche no arranca
Otro síntoma de un relé de encendido defectuoso es la falta de energía. Si el relé falla, cortará la alimentación de la bomba de combustible y del sistema de encendido, lo que resultará en una falta de alimentación y, por lo tanto, en una condición de arranque.

Puedes encontrar que girando la llave pueden funcionar los accesorios, e incluso puede arrancar el motor, sin embargo, el vehículo no arrancará debido a que no hay ninguna potencia dirigida al sistema de combustible y encendido.

Síntomas similares también pueden ser causados por una amplia variedad de otros problemas, por lo que se recomienda un diagnóstico adecuado para asegurarse de cuál es el problema.

3. Batería agotada
Una batería descargada es otro síntoma de un relé de encendido defectuoso. Si el relé tiene un cortocircuito interno, puede mantener la alimentación del sistema de encendido y combustible, incluso cuando el cilindro de encendido está en otra posición, o cuando se quita la llave.

Esto hará que la bomba de combustible y los componentes de ignición permanezcan encendidos, absorbiendo corriente en todo momento, lo que eventualmente conducirá a una batería descargada.

Además de vaciar la batería, esto también puede causar un desgaste acelerado de los componentes, especialmente de la bomba de combustible, debido a que están encendidos, pero no funcionan.

Es importante que sepas:

En algunos casos puede ser posible que el relé se sobrecaliente hasta el punto de quemarse y derretirse. Además de cortar la alimentación del relé de encendido del vehículo y causar problemas de funcionamiento, un relé quemado puede derretirse en el panel de fusibles.

Esto puede dificultar el desmontaje y, en algunos casos, puede llevar incluso a la sustitución de toda la caja de fusibles.

Aunque el mantenimiento del relé de encendido no se considera generalmente como un mantenimiento de rutina, a veces puede fallar y causar problemas importantes para el vehículo.

Si sospechas que el relé de ignición puede tener algún problema, haz que un técnico profesional, inspeccione el vehículo para determinar si el relé debe ser reemplazado.

Cómo probar un relé

Relé

Para probar un relé para ver si es bueno o defectuoso, la forma más sencilla de hacerlo sería usar un multímetro ajustado al ajuste del ohmiómetro y medir varios valores de resistencia del relé.

Aquí te mostraremos qué lecturas de resistencia debes obtener cuando midas varios puntos de un relé. Al encontrar los valores de resistencia, podrás probar un relé para saber si esta bueno o malo.

Prueba los terminales de bobina del relé con un ohmiómetro

Empezaremos con la bobina del relé.

La resistencia de la bobina de un relé siempre viene con la hoja de datos del relé. Por ejemplo, las resistencias de la bobina del relé pueden ser 320Ω, 900Ω, o cualquiera de las varias resistencias.

Esto se especificará con cada relé específico utilizado, junto con la tolerancia de la bobina. Por ejemplo, una bobina de relé puede tener una resistencia de 320Ω ± 10%. Por lo tanto, la resistencia debe estar en cualquier lugar entre 288Ω y 352Ω Por lo tanto, debe leerse en este rango de valores cuando se realiza la medición de la resistencia.

Para comprobar la resistencia de la bobina del relé, toma el multímetro que tienes y colócalo en el ajuste del ohmiómetro (Ω) y coloca los cables de la sonda del multímetro en los dos terminales de la bobina del relé. No importa qué sonda se coloque en qué terminales. La resistencia no está polarizada.

Si lees un valor sobre la resistencia nominal de la bobina, la bobina funciona y debería funcionar correctamente. Si lees una resistencia muy baja o muy alta, la bobina está en cortocircuito o está abierta. En este caso, dado que las bobinas normalmente no se reparan, simplemente tienes que reemplazar el relé.

Prueba los contactos de relé con un ohmiómetro

Además de los terminales de la bobina, puedes comprobar si los otros terminales también son buenos. Esto incluye el terminal COM, el Terminal Normalmente Abierto, y si el relé es un relé de doble lanzamiento, el Terminal Normalmente Cerrado.

La mejor manera de probar estos contactos es midiendo los valores de resistencia entre ellos.

Cómo probar el terminal NC (normalmente cerrado) de un relé

El Terminal Normalmente Cerrado del relé debe leerse cerca de 0Ω desde el terminal NC (Normalmente Cerrado) hasta el terminal COM (común), cuando el relé no tiene voltaje que lo atraviese.

Esto se debe a que el terminal NC normalmente está cerrado, lo que significa que debe haber continuidad directa entre el terminal NC y el terminal COM cuando el relé no está energizado; por lo tanto, hay casi resistencia entre los dos terminales.

Saca un multímetro y colócalo en el ajuste del ohmiómetro (Ω). Coloca una sonda en el terminal COM y la otra en el terminal NC. Asegúrate de leer una resistencia de cerca de 0Ω. Si lo hace, entonces el terminal NC lee la resistencia correcta y debería funcionar correctamente.

Cómo probar el terminal NO (normalmente abierto) de un relé

El terminal normalmente abierto del relé (en los relés de doble lanzamiento) deberia dar una impedancia muy alta (varios megohmios (MΩ)) desde el terminal NO (normalmente abierto) hasta el terminal COM.

Esto se debe a que el terminal NO está normalmente abierto, lo que significa que no hay conexión directa desde el terminal NO al terminal COM cuando el relé no está energizado; por lo tanto, hay una impedancia extremadamente alta entre los dos terminales.

Saca un multímetro y colócalo en el ajuste del ohmiómetro (Ω). Colocar una sonda en el borne COM y la otra en el borne NO. Asegúrate de leer una alta resistencia de varios megohmios (MΩ). Si lo es así, entonces el terminal NO esta dictando la resistencia correcta y debería funcionar correctamente.

Cómo reemplazar un relé

Los relés de control electrónicos están unidos a muchos componentes del coche. Cuando una pieza electrónica no funciona en tu coche, es posible que tengas que sustituir un relé.

Paso 1: Localiza los relés. Con la creciente cantidad de electrónica en los vehículos modernos, es posible que el vehículo tenga más de una caja de fusibles/relé.

Puede haber varias ubicaciones debajo del capó, así como dentro del compartimiento de pasajeros o del maletero.

Paso 2: Reemplaza el relé defectuoso. Con la llave en la posición de apagado, retira el relé defectuoso.

Simplemente debe desconectarse a mano. Deja a un lado el relé defectuoso.

Inserta el nuevo relé en la posición correcta. Usa tan poca fuerza como sea necesario para retirar e instalar los relés, ya que el cableado y los conectores de los automóviles pueden ser delicados y frágiles con el paso del tiempo.

  • Nota: Los vehículos más antiguos pueden tener relés montados en el cortafuegos o en el guardabarros interior. Consulta el manual del propietario o el manual de la tienda para conocer las ubicaciones exactas.

Paso 3: Verifica la reparación. Gira la llave a la posición de encendido o encienda el vehículo para verificar que el componente para el que estaba el relé esté funcionando correctamente.

Una vez verificado, vuelve a colocar cualquier cubierta o panel que haya retirado para tener acceso.

Debido a que controlan muchas partes diferentes del coche, puede ser difícil saber si su problema es causado por un mal relé de control electrónico.

Preguntas importantes sobre el relé

Para ampliar información y eliminar cualquier duda, podría ser de tu interés estas preguntas y respuestas:

¿Cual es la diferencia entre un contactor y un relé?

El relé es un dispositivo que normalmente tiene contactos controlados por un electroimán, actuados por señales eléctricas en un circuito para controlar la corriente o la alimentación en otro circuito.

Así que normalmente tiene una bobina magnética, pocos contactos que pueden ser uno o más pares de contactos. Los contactos pueden ser de tipo NO (normalmente abierto), NC (normalmente cerrado) o de tipo conmutado.

El contactor es un tipo de relé donde una pequeña corriente en un circuito controla una corriente mucho mayor en el circuito de potencia. El nivel de potencia en el circuito de relé puede ser tan bajo como 12 / 24 V DC (o AC) para la bobina, mientras que el circuito de potencia principal podría ser de 230 V monofásico, o 440 V trifásico.

Los contactos pueden transportar corrientes a estas tensiones. La bobina también puede ser alimentada desde un circuito auxiliar de la misma fuente de entrada mediante el diseño de un circuito de control.

Hoy en día se dispone de contratistas electrónicos de estado sólido que sustituyen las bobinas por circuitos electrónicos de semiconductores, y los contactos también se presentan en forma de interruptores de semiconductores.

¿Cual es la diferencia entre un relé y un disyuntor?

La diferencia fundamental es que el relé es un dispositivo sensor en el que, como disyuntor, es un equipo de interrupción de fallas.

El relé es un dispositivo de protección que detecta las condiciones de falla en una línea del sistema de energía e inicia la operación del disyuntor para aislar la parte defectuosa del resto del sistema de energía saludable.

El disyuntor es un dispositivo que puede abrir o cerrar el circuito en condiciones normales, ya sea manualmente o por control remoto.
Interrumpir automáticamente el circuito en caso de avería.
Abrir o cerrar el circuito en caso de avería, ya sea manualmente o a través de un mando a distancia.

¿Cual es la diferencia entre un interruptor y un relé?

Interruptor: Un dispositivo de control para controlar el flujo de electrones mediante la apertura y el cierre. Por ejemplo: si quiere que la luz de la habitación se apague, apague la luz (abra el interruptor) y la luz se apagará. Si quieres encenderlo, enciende el interruptor (cierra el interruptor que enciende la luz. Los interruptores pueden ser de uno o varios polos y múltiples lanzamientos.

Relé: El relé es una especie de interruptor que se controla electrónicamente. Así que si tienes una luz que quieres encender y apagar a través de sensores de movimiento, tendrías que controlar la luz a través de un relé.

Si se detecta el movimiento, la potencia de control (normalmente, pero no siempre inferior a la potencia de carga) enviará una señal al relé que cerrará el interruptor para encender la luz.

Tendrías que diseñar un circuito con un temporizador o algún otro mecanismo para mantener la luz encendida mediante una señal constante al relé hasta que no se detecte movimiento durante un tiempo y el voltaje de control ya no envíe señal al relé y la luz se apague.

¿Cual es la diferencia entre un relé y un solenoide?

Un relé consiste en un circuito de bobina, que determina si un conjunto de contactos están abiertos o cerrados. El resultado cuando se aplican los poderes es lo contrario de lo que normalmente era. Normalmente significa cuando no se aplica energía a la bobina.

Algunos relés son n.o. o n.c. Normalmente abiertos o normalmente cerrados. Normalmente abierto, los contactos se cierran cuando se aplica potencia a la bobina.

Completando el circuito en el circuito de potencia mientras que normalmente se cierran los contactos, se abren cuando se aplica potencia a la bobina, interrumpiendo la potencia del circuito de potencia.

Un solenoide es similar pero no tiene contactos en sí mismo que entreguen corriente. Es sólo un imán que mueve un pistón en la mayoría de los casos. Este pistón puede mover un conjunto externo de contactos, por ejemplo, en un conjunto de relés, pero generalmente no tiene contactos en sí mismo.

¿En qué situaciones podría necesitar usar un relé en lugar de un interruptor normal?

Existen innumerables situaciones en las que se necesita un relé, y existen numerosos tipos de relés. Las dos aplicaciones básicas son el amplificador y el elemento lógico. Un amplificador es un dispositivo para controlar una potencia mayor con una potencia pequeña, por ejemplo, una corriente de 1000 amperios con una corriente de un amperio.

Se necesita un elemento lógico para el control manual o automático con alguna programación. Por ejemplo, hay cincuenta luminarias que se pueden utilizar para diez escenas diferentes de iluminación.

Cada escena puede consistir en un cierto número de luminarias seleccionadas, y la misma luminarias puede ser utilizada en diferentes escenas. En muchas aplicaciones se utilizan tanto funciones -amplificación como lógica.

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