Componenti passivi

Relè

Un relè è un interruttore azionato a corrente elettrica che grazie ad un impulso elettrico chiude o apre un circuito.

I componenti del relè:

Bobina

Ancora

Contatti

La bobina può essere di due tipologie:

Semplice: con un solo avvolgimento che comanda più contatti.

Multipla: con tre avvolgimenti comandati dallo stesso segnale o da segnali diversi. 

Anche i contatti possono dividersi in tre tipologie differenti: 

NA 

Normalmente aperto, il quale si chiude solo a la bobina eccitata.

NC

Normalmente chiuso, il quale si apre solo a bobina eccitata.

Contatto di scambio

Un vero e proprio deviatore.

I tipi di relè:

Relè a elettromagnete

Un relè elettromagnetico è un tipo di interruttore elettrico controllato da un elettromagnete.

Relè a mercurio

Quando l'interruttore è inclinato nella direzione appropriata il mercurio tocca una serie di contatti completando così il circuito elettrico.  

Inclinando l'interruttore nella direzione opposta, il mercurio si allontana da quella serie di contatti, interrompendo così quel circuito.

Relè a stato solido

Sfrutta materiali conduttori e isolanti per chiudere e aprire il circuito

Relè a circuito integrato

è un relè che funziona con un apposito circuito.

Dry-reed

Il dry-reed è un tipo di relè monostabile in cui i contatti sono contenuti in una ampolla in vetro sigillata ermeticamente, al cui interno è stato immesso gas inerte.

Vantaggio di questo dispositivo è la bassa usura nel tempo, dovuta alla totale protezione dei contatti da polvere ed umidità, nonché il ridotto rischio di innesco di archi voltaici. La chiusura del contatto può avvenire tramite un solenoide che circonda il bulbo, oppure con un elettromagnete, ma anche con un campo prodotto da un magnete avvicinato al dispositivo.

Monostabili (1 bobina)

Una sola posizione dei contatti è stabile, mentre l'altra si ha solamente quando è presente il segnale di eccitazione in ingresso

Bistabili (2 bobine)

Che possono essere raggiunte con l'applicazione di un segnale su uno dei due ingressi corrispondente alla posizione. Questa funzionalità è anche detta a flip-flop. 

In funzione del sistema che mantiene l'ultima posizione raggiunta i relè bistabili possono essere ulteriormente catalogati in relè a ritenuta magnetica o a ritenuta meccanica. I primi vengono eccitati tramite l'alimentazione della bobina di eccitazione e rimangono nella posizione "1" tramite un magnete permanente. La bobina di diseccitazione crea un campo magnetico che si oppone a quello prodotto dal magnete permanente e determina il ritorno alla posizione "0" per effetto della gravità o di una molla di richiamo. Nei relè a ritenuta meccanica la posizione raggiunta viene bloccata da un arpionismo meccanico che viene sganciato dalla bobina di diseccitazione.

Passo-passo

Il relè passo-passo una serie ciclica di configurazioni dei contatti viene percorsa, avanzando di un passo ad ogni impulso applicato all'ingresso. Sono costituiti da un contatto posizionato su una camma a sezione quadrata che ad ogni impulso ruota di un ottavo di giro (passo), il contatto si può trovare sul lato del quadro (contatto chiuso), oppure sul vertice del quadro (contatto aperto), e così in successione. Ogni volta che la bobina viene eccitata con la pressione di un qualsiasi pulsante, la camma ruota di un passo e, a causa della sua conformazione, alterna ad ogni azionamento una posizione del contatto chiuso ad una del contatto aperto.

A impulsi

Si definiscono in questo modo i relè che permettono un loro funzionamento tramite un'alimentazione limitata nel tempo.

A disco

Il relè a disco viene normalmente usato come relè di controllo di posizione del relè schermo dei segnali permanentemente luminosi.

Il principio di funzionamento, simile a quello dei contatori di energia tradizionali, quelli a disco che fino a pochi anni fa misuravano l'energia utilizzata nelle nostre case (i kWh), garantisce che un opportuno disco disposto all'interno del relè si muova solo se la coppia motrice, proporzionale al prodotto di due correnti sinusoidali e dello sfasamento tra di esse, superi un valore minimo preimpostato.

Speciali

Specialmente nel passato, prima dell'avvento della microelettronica erano impiegati relè dal funzionamento particolare, come quelli per la selezione decadica telefonica e i relè ripetitori per il segnale del telegrafo.

Amperometrici

La bobina viene inserita in serie sul circuito di un utilizzatore del quale si vuole controllare l'assorbimento o il regolare funzionamento. La bobina ha una resistenza interna propria molto bassa per influenzare il meno possibile la corrente assorbita dal carico e la corrente che l'attraversa dipende quindi dalla corrente assorbita dal carico. Se la corrente raggiunge un valore sufficiente il relè si eccita.

Differenziali

Il relè esegue un raffronto fra le correnti che attraversano due bobine del relè indipendenti fra loro ed interviene al raggiungimento della differenza impostata in fase di progetto e taratura. Sono un esempio i comuni salvavita. Le correnti in ingresso ed in uscita dal nostro circuito di casa verso la rete di distribuzione devono essere uguali ed il salvavita lo verifica. Se una persona tocca un punto in tensione dell'impianto una parte di corrente passa da una fase della rete a terra attraversando il corpo. Il salvavita rileva una corrente in ingresso superiore alla corrente in uscita, dove la differenza è la corrente che sta attraversando il corpo, ed interviene interrompendo l'erogazione di energia all'impianto. Ecco perché il relè differenziale, utilizzato per quello specifico scopo, è comunemente definito salvavita.

Temporizzati

Sono relè in grado di eccitarsi con un ritardo rispetto all'istante nel quale vengono alimentati (ritardo alla eccitazione) o in grado di diseccitarsi con ritardo rispetto al momento dell'interruzione dell'alimentazione (ritardo alla diseccitazione). 

Trasformatore

Cos'è?

Il trasformatore è una macchina elettrica che funziona solo in corrente alternata e viene usato per trasformare potenza elettrica da un livello di tensione ad un altro. 

Componenti

2 bobine
materiale ferromagnetico
4 morsetti
Come funziona?
Il Trasformatore statico è composto principalmente da due fili conduttori avvolti a formare una bobina attorno ai due lati di un pezzo di materiale ferromagnetico ad anello rettangolare detto nucleo. Ogni avvolgimento del filo attorno al lato del nucleo è detto spira. 
Alle due estremità di ciascun filo, sono presenti due morsetti su cui è possibile da una parte inserire un generatore di tensione alternata.
Il Trasformatore non fa altro che prendere in ingresso la tensione dalla prima bobina e trasferirla mediante campo elettromagnetico all'altro filo conduttore.
Il generatore di tensione genera una tensione di ingresso e permette alla corrente di fluire all'interno del filo conduttore. Il filo conduttore, percorso da corrente, genera un campo magnetico proporzionale alla tensione della bobina. Il nucleo che si trova all'interno della bobina per le proprietà dei materiali ferromagnetici, si magnetizza. 
Una delle proprietà interessanti del nucleo ferromagnetico è che il campo magnetico generato, è proporzionale non solo alla tensione prodotta dalla bobina ma anche al numero delle spire, ovvero di avvolgimenti, che compongono la bobina: maggiore è il numero delle spire più intenso è il campo magnetico prodotto. 
La scoperta di Faraday-Lenz dice che quando il nucleo si è interamente magnetizzato, la corrente alternata, fa sì che il campo Magnetico, si intensifichi e diminuisca continuamente, facendolo diventare variabile nel tempo. Per questo suo variare nella seconda bobina comincia a circolare corrente, che se avesse lo stesso numero di spire ha la stessa tensione della prima, grazie al campo magnetico che ne conserva le caratteristiche.
La seconda bobina ha un ruolo fondamentale: 
Se il numero delle sue spire è minore, rispetto alla prima, la tensione in uscita è minore ed il Trasformatore si dice in discesa.
Se il numero di spire è maggiore, invece, la tensione in uscita è maggiore e il trasformatore si dice in salita.

Condensatore

Cos'è?

Il condensatore è un componente elettrico che ha la capacità di immagazzinare l'energia elettrostatica.

Condensatore ceramico

I condensatori ceramici sono formati da 2 lamine metalliche conduttrici separate da una lamina di materiale dielettrico isolante tutto questo è ricoperto da uno strato di ceramica all'esterno. 

Condensatore elettrolitico

Sono composti da una serie di lamine di materiale dielettrico separate da lamine conduttrici, in questi bisogna rispettare la polarità altrimenti esplode.

Condensatore al tantalio

Troviamo una serie di sfere metalliche unite tramite sinterizzazione, poi l'ossido di tantalio e di manganese che però è liquido.

Super condensatore

Accumula una gran quantità di corrente in uno spazio ridotto, è un particolare tipo di condensatore in cui il dielettrico tra le armature è formato per elettrolisi su una delle due armature.

Induttore

Cosa sono gli induttori?

L'induttore è un componente elettrico che immagazzina energia sotto forma di campo magnetico.

Come funzionano?

funzionano grazie alla loro forma a spirale

In definitiva l'induttore si comporta abbassando gradualmente la frequenza, sempre più corrente attraversa il componente, mentre in corrente continua scompare qualunque effetto.

il movimento di elettroni su un conduttore genera un campo magnetico o campo elettromagnetico.

la variazione di un campo magnetico induce una tensione

quando si genera una corrente elettrica attraverso un campo magnetico la direzione di questa corrente è tale da generare un campo magnetico che si oppone al primo campo magnetico

quando la corrente circola su un conduttore con una certa resistenza aumenta il campo magnetico

quando il campo megnetico raggiunge al sua massima intensità si comporta da conduttore

quando viene staccato l'alimentatore si ha una variazione del campo magnetico che indurrà una tensione  

L'induttanza è la proprietà dei circuiti elettrici tale per cui la corrente che li attraversa induce una forza elettromotrice che è proporzionale alla variazione del flusso magnetico concatenato dal circuito. 

dipende da

il numero di giri della spirale

distanza tra i cavi

diametro

materiale all'interno per migliorare la permeabilità magnetica

Resistore

Cos'è?

Un resistore è un componente di un circuito che riduce il passaggio di corrente.

come funziona?

I resistori sono costruiti con dei materiali che hanno una determinata resistenza al passaggio di corrente. 

Come si leggono i valori di una resistenza?