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继电器的构造和工作原理

继电器是一种用电流控制的开关装置。是各种自动控制电路中必不可少的执行器件。在这一节中，我们将介绍继电器的构造和工作原理，并用继电器制作延时开关电路。

一、继电器简介

   继电器的工作原理是，当继电器线圈通电后，线圈中的铁芯产生强大的电磁力，吸动衔铁带动簧片，使触点1、2断开，1、3接通。当线圈断电后，弹簧使簧片复位，使触点1、2接通，1、3断开。我们只要把需要控制的电路接在触点1、2间（1、2称为常闭触点）或触点1、3间（称为常开触点），就可以利用继电器达到某种控制的目的。
4098型继电器线圈的工作电压有3伏、6伏、９伏、12伏等多种规格。吸合时线圈中通过的电流约为50毫安左右，触点间允许通过的电流可达1安培（250伏）。
（二）继电器的检测
1.可用万用表欧姆档R×100档测量继电器线圈的电阻。4098（6V）继电器线圈的电阻约为100欧姆左右。如电阻无限大，说明线圈已断路，若电阻为零，则说明线圈短路，均不可使用。
2．将线圈引脚4、5两端加上直流电压。逐渐升高电压，当听到“塔”的一声，衔铁吸合时电压值为继电器吸合电压。此电压值应小于工作电压值。继电器吸合后，再逐渐降低电压，再听到“咯”的一声释放衔铁时，衔铁复位；一般释放电压应为吸合电压的1／3左右，否则继电器工作将不可靠。
第二项检测，可在老师辅导下去做。

延时开关电路

（一）工作原理
将电源开关K2闭合，再按下按钮开关K1，这时，晶体二极管V1、V2导通，继电器吸合。同时电源对电容器C充电。当K1断开后由于C已被充电，它将通过R和V1V2放电，从而维持三极管继续导通，继电器仍然吸合。经过一段时间的放电，C两极间电压下降到一定值时，不足以维持三极管继续导通，继电器才释放。从K1断开到继电器释放的时间间隔称为延时时间。它决定于R和C的大小。一般Ｃ为100微法时，调节可调电阻器Ｒ可获得10秒至90秒的延时时间。若Ｃ取1000微法，则延时时间可达5分钟以上。
继电器上并联的二极管起保护作用，防止继电器断电释放时，由于自感产生高电压损坏晶体三极管。
（二）印刷电路板和元件规格
延时开关电路的印刷电路板如图3一26（A）。实物图见图3—26（B）。
元件规格：
Ｊ继电器4098型工作电压6V V₁V₂晶体三极管9014 VD晶体二极管2CP10或1N4001 Ｒ可调电阻器100k C电解电容器100u/6V K₁按钮开关。
（三）焊接电路
1．将各元件做焊前处理、镀锡。
2．焊接继电器。将继电器插入印刷板上对应的小孔。将5个引脚焊好。注意焊接时间要尽量短些，焊点应圆而小。
3．焊接Ｒ和Ｃ、可调电阻器Ｒ可如图3－27焊好后再插入印刷电路板焊接。电解电容器C焊接时要注意正负引脚位置。

4·焊接二极管VD。注意正负引脚位置，不可焊反。焊接时间尽量短些。
5·焊接三极管V1V2。注意认清三极管三个极b、c、e。不可焊错。
6·焊接电源引线和按钮开关引线，并接好按钮开关K₁。

三、延时开关的调试和应用

1.检查印刷板上各焊点的焊接情况。注意虚焊和假焊。邻近的焊点间应清理干净，防止焊点间短路。
2.将可调电阻器R活动触点调在中间位置接通6v电源（可用2个3V的电源串联）。
3.按一下按钮开关，这时应听到“嗒”的一响。继电器吸合。几十秒钟后，应再听到“嗒”的一响，继电器释放。 说明延时开关工作正常。如想改变延时时间，可调整R。R越大，延时时间越长。若要求延时时间大于这个电路的最长延时时间，可将C换为容量更大些的电解电容器。
4．延时开关的应用
延时开关可用于控制灯泡。图3一25中介绍了两种不同韵情况。
（1）若要控制6V、0.3A小灯泡，可按图A接线·。在印刷板上将继电器1.4脚用导线接通（导线直接焊在印刷板铜箔上），小灯泡可接在继电器3端和电源负极之间。这时若按一下按钮开关，小灯泡发光，延时几十秒后自动熄灭。
（2）若要控制220V40w照明灯，可参考图B的接法。将印刷电路板上A、C两端做为开关。由于电路使用220v交流电，安装时要特别注意安全。应在老师指导下操作。电路板应封
装在绝缘盒中，才可以使用。
延时开关装置，可安装在楼道、楼梯中。用于夜间照明，可做到“人走灯灭”。也可用于暗室冲洗照片时的曝光箱的光源，可控制曝光时间。

四、自动控制开关电路

将延时开关电路稍做改动，可制成自动控制开关。

（二）温控开关电路

感温元件为kF－12型热敏电阻。这类热敏电阻具有负温度系数。其电阻值随温度升高而减小。调节好R的阻值可使晶体管V_１V₂在热敏电阻处于某一温度值时导通而使继电器吸合。达到用温度控制开关的目的。R可调定临界温度值。
温控开关可用其常开触点控制电风扇。天热时，温度升高到某一值时，电风扇可自动开启。也可用常闭触点控制电热器，温度低时加热，温度高时，自动关闭。
在要求不太高的场合。光电二极管和热敏电阻均可用三极管3A×81或3A×31挫去外壳顶部后代替。尤其是玻壳的3A×81，刮去玻壳外的黑漆，用其c、e两极即可代替光电二极管。也可直接用c、e极代替热敏电阻。焊掺前，可用万用表欧姆档测试三极管的极间电阻，可调节光照强度（靠近电灯）或温度（靠近电烙铁），挑选电阻值随光照和温度变化较大者即可。
自动开关电路的印刷电路板可参考图3－27设计和制作。

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