Was ist Relais?
Dec 29, 2020
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Relais werden überall dort eingesetzt, wo es erforderlich ist, einen Hochleistungs- oder Hochspannungskreis mit einem Niedrigleistungskreis zu steuern, insbesondere wenn eine galvanische Trennung wünschenswert ist. Die erste Anwendung von Relais erfolgte in langen Telegraphenleitungen, in denen das an einer Zwischenstation empfangene schwache Signal einen Kontakt steuern und das Signal für die weitere Übertragung regenerieren konnte. Hochspannungs- oder Hochstromgeräte können mit kleinen Niederspannungskabeln und Pilotenschaltern gesteuert werden. Bediener können vom Hochspannungskreis getrennt werden. Geräte mit geringem Stromverbrauch wie Mikroprozessoren können Relais ansteuern, um elektrische Lasten über ihre Direktantriebsfähigkeit hinaus zu steuern. In einem Automobil ermöglicht ein Starterrelais die Steuerung des hohen Stroms des Kurbelmotors mit kleinen Kabeln und Kontakten im Zündschlüssel.
Elektromechanische Schaltsysteme, einschließlich Strowger- und Crossbar-Telefonvermittlungsstellen, verwendeten in großem Umfang Relais in Nebensteuerkreisen. Die Relay Automatic Telephone Company stellte auch Telefonvermittlungen her, die ausschließlich auf von Gotthilf Ansgarius Betulander entwickelten Relaisschalttechniken basierten. Die erste öffentliche Telefonzentrale in Großbritannien wurde am 15. Juli 1922 in Fleetwood installiert und blieb bis 1959 in Betrieb.
Die Verwendung von Relais zur logischen Steuerung komplexer Vermittlungssysteme wie Telefonvermittlungen wurde von Claude Shannon untersucht, der die Anwendung der Booleschen Algebra auf das Relaisschaltungsdesign in einer symbolischen Analyse von Relais- und Schaltkreisen formalisierte. Relais können die Grundoperationen der booleschen kombinatorischen Logik ausführen. Zum Beispiel wird die boolesche UND-Funktion realisiert, indem normalerweise offene Relaiskontakte in Reihe geschaltet werden, die ODER-Funktion, indem normalerweise offene Kontakte parallel geschaltet werden. Die Inversion einer logischen Eingabe kann mit einem normalerweise geschlossenen Kontakt erfolgen. Relais wurden zur Steuerung automatisierter Systeme für Werkzeugmaschinen und Produktionslinien verwendet. Die Ladder-Programmiersprache wird häufig zum Entwerfen von Relaislogiknetzwerken verwendet.
Frühe elektromechanische Computer wie ARRA, Harvard Mark II, Zuse Z2 und Zuse Z3 verwendeten Relais für Logik- und Arbeitsregister. Elektronische Geräte erwiesen sich jedoch als schneller und einfacher zu bedienen.
Da Relais gegenüber Kernstrahlung wesentlich widerstandsfähiger als Halbleiter sind, werden sie häufig in sicherheitskritischen Logikbereichen eingesetzt, z. B. in den Schalttafeln von Maschinen zur Handhabung radioaktiver Abfälle. Elektromechanische Schutzrelais werden verwendet, um Überlast und andere Fehler an elektrischen Leitungen durch Öffnen und Schließen von Leistungsschaltern zu erkennen.
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