Ahora que iniciamos el estudio de dispositivos semiconductores, una vez revisados los principios fundamentales del Diodo (sin haber entrado en la diversidad o derivados de éste), lo ideal sería comenzar a estudiar el transistor, sin embargo creo que es el momento perfecto para abrir un parentesis y evaluar un elemento que aunque no es semiconductor ha tenido y aun tiene una gran importancia en el mundo de la electricidad y electrónica: El relé
Quisiera explicarlo de una forma tan sencilla que cualquiera sea capaz de entender, intentemos usar la misma referencia cuando se explicaron los semiconductores como materiales que pueden conducir y no conducir electricidad dependiendo de las circunstancias.
Ahora pensemos en un relé como un dispositivo capaz de presentar un campo magnético (comportarse como un imán) y también como un material sin campo (algo distinto a un imán), este posee "contactos" que son accionados de forma mecánica cambiando de estado en cada comportamiento posible del relé (imán o no imán).
Lo que hace que sea un dispositivo de enorme utilidad es la forma como se consigue hacer que funcione en forma de imán, es aquí donde juega su papel la corriente electrica, el relé posee una bobina de modo que cuando a través de esta circula una corriente eléctrica genera un "campo electromagnético" (hace que la bobina se comporte como un imán) perdiendo esta propiedad cuando deja de circular la corriente.
Y... ¿para qué son útiles los imánes?, entre otras cosas estos sirven para atraer "metales" ¿recuerdas lo que dijimos respecto a los metales en el tema de conductores? si, son buenos conductores por lo general, así que un relé es un interructor mecanico que se acciona mediante una corriente electrica la cual produce en una bobina, un campo electromagnético que le da movilidad a piezas metálicas para que estas hagan o no contactos que pueden ser usados para accionamientos eléctricos.
La parte maravillosa es que entre la corriente electrica que activa el relé y la corriente electrica que pasa por sus contactos no existe conexión física (el campo magnético se encarga de la interacción), de esta forma puedo usar una pequeña corriente (corriente de activación) para manejar una corriente grande (corriente en los contactos) sin que las fuentes se mezclen.
Aprovecharé el programa LiveWire para capturar el símbolo del relé para un esquema eléctrico:
- Relé de un contacto:
- Relé de dos contactos:
En efecto los relés pueden tener uno o más contactos y sus aplicaciones son muy amplias en el campo de accionamientos electricos, todo lo que necesite ser encendido y apagado puede ser controlado con un relé.
A parte de que puede ser controlado por corriente lo que le da una gran velocidad de accionamiento, que aisla la fuente de control de la fuente de potencia, pueden ser usados en automatización, de hecho fueron los pioneros antes de la llegada de semi conductores y gracias a ello existe un lenguaje de programación para dispositivos avanzados llamado "escalera" basados en lógica de relés.
Por sus características estos dispositivos son especiales para usarlos en la "etapa de actuadores" de los sistemas electrónicos cuando no se necesitan conmutaciones extremadamente rápidas siendo estos los que funcionan como intermediarios entre el controlador y el actuador, generalmente un controlador no tiene suficiente potencia para accionar un actuador, pero puede accionar un relé y este actuar sobre sus contactos para que la potencia llegue al actuador.
He decidido hacer un ejemplo en Livewire para explicar un poco la lógica de funcionamiento (de ahí la fuente de la siguiente imagen):
Se trata de la activación de un motor que trabaja con 110VAC/60Hz (V1) usando una fuente de 9VDC que bien pudiese provenir de un controlador
.
La activación se puede hacer con el pulsador SW1, cuando se acciona en el primer instante de tiempo la corriente circula a traves de SW2, SW1 y la bobina de RL2 haciendo que el Relé se active y por lo tanto sus contactos cambien de estado.
Para el segundo instante de tiempo ya no se estará presionando SW1 el cual al ser un pulsador se abrirá para cortar la corriente a través de sí mismo, pero como el relé accionó sus contactos, el primer contacto de la izquierda asume la ruta en lugar de SW1 para mantener activa la bobina del relé y que no se desconecte el proceso.
Por su parte el segundo contacto del relé (el de la derecha) se acciona para cerrar el circuito entre la fuente AC y el motor permitiendo que este entre en operación.
La función de SW2 es detener todo el proceso, es un pulsador nolmarmente cerrado que cuando se pulsa abre el circuito y deja de pasar corriente a través de la bobina del relé lo cual hace que sus contactos vulevan a su estado normal, como SW2 no cerrará el circuito hasta que se pulse todos los contactos de RL2 se abren y por ende también lo hace el circuito del motor haciendo que este deje de operar.
Las posibilidades son muy amplias ya que la fuente de activación puede provenir de cualquier controlador que activaría el relé si se cumplen ciertas condiciones, el pulsador de arranque pudiese ser un sensor, también el de parada lo que convertiria el proceso en uno automático y en lugar de un motor podemos colocar alguna otra cosa, incluso otro circuito que se active en cascada, una vez se domina el lenguaje escalera el límite es tu imaginación (y las aplicaciones que requieren conmutacioens a grandes velocidades claro)