Relais

Was ist ein Relais?

Bei einem Relais handelt es sich um einen elektromagnetischen Schalter, der es ermöglicht, Stromkreise aus der Ferne zu aktivieren. Es existieren verschiedene Arten von Relais, wobei neben klassischen Varianten heute vor allem auf Halbleiterrelais gesetzt wird.

Aufbau eines Relais

Ein Relais besteht zunächst aus einer Drahtspule, die um einen ferromagnetischen Kern gewickelt ist. Die Spule ist mit einem Stromkreis verbunden, der auch als Steuerstromkreis bezeichnet wird. Durch einen Luftspalt vom Kern des Relais getrennt, gehört ein ebenfalls ferromagnetischer Anker zum Relais. Dieser wiederum ist mit Kontakten verbunden, über die der sogenannte Laststromkreis aktiviert werden kann. 

Fließt nun Strom durch die Erregerspule, entsteht um den Kern des Relais ein magnetisches Feld. Hiervon wird der Anker angezogen und bewegt sich zur Spule hin. Je nach Art des Relais öffnen bzw. schließen sich dadurch die Kontakte am Laststromkreis, wodurch dieser aktiviert oder unterbrochen wird.

Individuelle Gestaltungsmöglichkeiten bei einem Relais

Ein einfaches Relais kann grundsätzlich mit zwei verschiedenen Arten von Kontakten konstruiert werden: Schließer (Arbeitskontakt) oder Öffner (Ruhekontakt). Bei einem Schließer sind die Kontakte im Ruhezustand geöffnet. Sobald es zur Krafteinwirkung auf den Anker kommt, schließen sich die Arbeitskontakte und der Laststromkreis wird aktiviert. Ein Öffner (Ruhekontakt) ist dagegen dauerhaft geschlossen und wird durch die Krafteinwirkung auf den Anker unterbrochen. Hier sorgt die Aktivierung des Steuerstromkreises also dafür, dass der Laststromkreis unterbrochen wird.

Alternativ kann ein Relais auch mit einer Kombination aus Öffner und Schließer ausgestattet sein. In diesem Fall spricht man von einem Umschaltkontakt oder Wechsler. Es ist möglich, ein Relais mit mehreren Kontakten auszustatten. Je nachdem, ob bei einem Relais der Steuerstromkreis im Ruhezustand aktiviert ist oder nicht, spricht man von einem „Ruhestromrelais“ (Strom fließt und Anker ist angezogen) oder einem „Arbeitsstromrelais“ (kein Strom fließt und Anker ist gelöst).

Je nach individueller Ausgangssituation können Relais auf unterschiedliche Arten konstruiert werden. Mögliche Typen sind zum Beispiel:

• Kleinrelais
• Schütz (für große Lasten in der Starkstromtechnik)
• Halbleiterrelais
• Bistabile Relais
• Gepolte Relais

Anwendung sowie Vor- und Nachteile von Relais

Relais werden bereits seit dem 19. Jahrhundert verwendet und kommen unter anderem in der Telekommunikation, der Industrie sowie der Automobilbranche zum Einsatz. Viele Anlagen und Maschinen wären ohne die Verwendung von Relais kaum denkbar. Vielfach wurden Relais heutzutage allerdings durch Halbleiter ersetzt. Diese bieten den Vorteil einer geringeren Erschütterungs- und Stoßempfindlichkeit, arbeiten geräuschloser sowie mit höherer Schaltgeschwindigkeit und funktionieren unabhängig vom Luftdruck zuverlässig.

Klassische Relais bieten aber auch heute noch verschiedene Vorteile, die ihren Einsatz unverzichtbar machen. So benötigen sie selbst bei hohen Lasten keine Kühlung, sind sehr störfest und haben einen hohen Isolationswiderstand. Darüber hinaus sind sowohl Herstellung als auch Integration relativ günstig bzw. simpel.