2. OS RELÉS NA PRÁTICA
O que determina a utilização de um relé numa aplicação prática são suas características. O entendimento dessas características é fundamental para a escolha do tipo ideal.
A bobina de um relé é enrolada com um fio esmaltado cuja espessura e número de voltas são determinados pelas condições em que se deseja fazer sua energização.
A intensidade do campo magnético produzido e, portanto, a força com que a armadura é atraída depende tanto da intensidade da corrente que circula pela bobina como do número de voltas que ela contém.
Por outro lado, a espessura do fio e a quantidade de voltas determinam o comprimento do enrolamento, o qual é função tanto da corrente como da tensão que deve ser aplicada ao relé para sua energização, o que no fundo é a resistência do componente. Todos estes fatores entrelaçados determinam o modo como a bobina de cada tipo de relé é enrolada.
De um modo geral podemos dizer que nos tipos sensíveis, que operam com baixas correntes, são enroladas milhares ou mesmo dezenas de milhares de voltas de fios esmaltados extremamente finos, alguns até mesmo mais finos que um fio de cabelo! (figura 5).
As armaduras dos relés devem ser construídas com materiais que possam ser atraídos pelos campos magnéticos gerados, ou seja, devem ser de materiais ferromagnéticos e montadas sobre um sistema de articulação que permita sua movimentação fácil, e retorno à posição inicial quando o campo desaparece.
Peças flexíveis de metal, molas ou articulações são alguns dos recursos que são usados na montagem das armaduras.
A corrente máxima que os relés podem controlar depende da maneira como são construídos os contatos. Além disso existe o problema do faiscamento que ocorre durante a abertura e fechamento dos contatos de relé, principalmente no controle de determinado tipo de carga (indutivas).
O material usado deve então ser resistente, apresentar boa capacidade de condução de corrente e, além disso, ter um formato próprio, dependendo da aplicação a que se destina o relé.
Dentre os materiais usados para a fabricação dos contatos podemos citar o cobre, a prata e o tungstênio. A prata evita a ação de queima provocada pelas faíscas, enquanto os contatos de tungstênio evitam a oxidação.
O número de contatos e sua disposição vai depender das aplicações a que se destinam os relés.
Temos então diversas possibilidades:
2.1 Contatos NA ou Normalmente Abertos
Os relés são dotados de contatos do tipo normalmente abertos, quando estes permanecem desligados até o momento em que o relé seja energizado. Quandoo relé é energizado, os contatos fecham, e com isso pode circular corrente pelo circuito externo. Podemos ter relés com um ou mais contatos do tipo NA, conforme mostra a figura 6.
Usamos relés com contatos do tipo NA quando queremos ligar uma carga externa ao fazer uma corrente percorrer a bobina do relé, ou seja, quando o energizarmos.
2.2 Contatos NF ou Normalmente Fechados
Estes relés apresentam um ou mais contatos que estão fechados, permitindo a circulação pela carga externa, quando a bobina estiver desenergizada. Quando a bobina é percorrida por uma corrente, o relé abre seus contatos, interrompendo a circulação de corrente pela carga externa. (figura 7)
Usamos este tipo de relé para desligar uma carga externa ao fazer uma corrente percorrer a bobina do relé.
2.3 Contatos NA e NF ou Reversíveis
Os relés podem também ter contatos que permitem a utilização simultânea dos contatos NA e NF ou de modo reversível, conforme mostra a figura 8.
Quando o relé está com a bobina desenergizada, o contato móvel C faz conexão com o contato fixo NF, mantendo fechado este circuito.
Energizando a bobina do relé o contato C (comum) passa a encostar no contato NA, fechando então o circuito.
Podemos usar este tipo de relé para comutar duas cargas, conforme sugere a figura 9.
A energia da fonte E passa então do circuito de carga 1 para o circuito de carga 2.
O número de contatos NA e NF de um relé pode variar bastante, o que garante uma enorme versatilidade para este componente.
Assim, jogando com os dois contatos reversíveis, podemos fazer inversões do sentido de circulação da corrente.
Os relés podem ainda ter bobinas para operar tanto com corrente contínua como com corrente alternada.
No caso de corrente contínua, a constância do campo garante um fechamento firme, sem problemas.
No entanto, no caso do acionamento por corrente alternada, a inversão do sentido da corrente numa determinada freqüência faz com que o campo magnético apareça e desapareça dezenas de vezes por segundo, o que leva aarmadura e os contatos a uma tendência de vibração.
Para evitar este problema técnicas especiais de construção são usadas, sendo que a mais eficiente consiste na colocação numa das metades do núcleo da bobina de um anel de cobre. Neste anel é então induzida uma forte corrente que cria um segundo campo magnético, o qual divide o campo principal em dois fluxos defasados. Assim, não existe um instante em que o campo seja nulo, quando a armadura pode "descolar", e com isso causar as vibrações.
Por este motivo, os relés usados em corrente contínua não são os mesmos empregados em circuitos de corrente alternada.
2.4 Reles abertos, fechados e selados
Dependendo das aplicações, temos ainda para os relés montagens diferentes do conjunto de peças que o formam. Os relés podem ser abertos, ou seja, sem proteção, se forem usados em equipamentos fechados, que não estejam sujeitos a poeira, umidade ou outros elementos que prejudiquem o componente.
Temos também relés fechados mas sem vedação alguma que são utilizados na maioria das aplicações comuns. Estes relés possuem coberturas de materiais diversos, como por exemplo o plástico que pode ser opaco ou transparente.
Existem ainda os relés herméticos que são encerrados em invólucros que impedem a penetração de ar do meio ambiente.
Em especial estes relés são empregados em aplicações que ficam em atmosferas combustíveis, já que o acionamento dos contatos pode ser acompanhado de faíscas que causariam a ignição do combustível e com isso o perigo de explosão.
A METALTEX possui na sua linha de produtos relés os três tipos com as mais diversas especificações adicionais.
Esta proteção evita que a poeira se acumule principalmente nos contatos, vindo a prejudicar o funcionamento do relé. (figura 10)
2.5 Ligação dos relés ao circuito externo
Outro fato importante na construção de um relé é a maneira como ele vai ser ligado ao circuito externo. Para esta finalidade, os relés são dotados de
terminais.O tipo mais simples possui, então, 4 terminais sendo 2 para a conexão à bobina e 2 para os próprios contatos. (figura 11)
O número de terminais aumentará na proporção em que aumenta o número de contatos e estes podem ter as mais diversas aparências.
Em aplicações profissionais, onde a eventual substituição rápida de um relé deve ser feita com presteza, são usados encaixes em bases fixas. São os relés de encaixe ou plug-in.Temos ainda relés que comutam sinais de altas freqüências, e que utilizam conectores para os contatos do tipo coaxial. Este tipo de configuração é necessário para que não ocorram perdas na transferência das correntes que o relé deve comutar em seus contatos.
