Электроника шаг за шагом [Практическая энциклопедия юного радиолюбителя]

Там, где нужно плавно регулировать работу исполнительного механизма (например, плавно менять обороты двигателя), часто используются транзисторные и ламповые усилители постоянного тока. Их главная особенность, как говорит само название, связана с тем, что сигнал управления может меняться очень медленно, и, чтобы усилить такие очень медленно меняющиеся сигналы (их для образности называют постоянным током), из схемы исключают переходные конденсаторы (Т-193).

Там, где на исполнительный механизм подаются дискретные, ступенчатые команды, такие, например, как «включить», «выключить», «сменить направление тока», в качестве усилителя сигналов чаще всего используют реле. Их существует несколько разных типов, а в радиолюбительских схемах автоматики чаще всего используются электромагнитные нейтральные реле постоянного тока (Р-152;4, С-20). Основа такого реле — электромагнит, катушка которого расположена на стальном сердечнике с почти замкнутой магнитной цепью. Когда по обмотке реле идет ток, то стальной якорь под действием магнитного поля притягивается к сердечнику, когда же ток прекращается, пружина отводит якорь обратно. Притягиваясь к сердечнику, якорь нажимает на пружинящие контакты и замыкает их или размыкает, в зависимости от устройства контактной группы реле.

У разных типов реле разное количество контактов. Есть контакты нормально замкнутые, при срабатывании реле они размыкаются, есть контакты нормально разомкнутые, при срабатывании реле они замыкаются, а есть и такие контактные группы, в которых происходит переключение контактов. Таким образом, реле, особенно многоконтактное, кроме того, что оно усиливает сигнал, может еще и производить его определенную переработку (Р-152;5,6) — перебрасывать из одной цепи в другую, направлять в общую цепь разные сигналы, распределять управляющие сигналы между разными исполнительными механизмами. Бывает так, что реле вводят в систему автоматического управления только для того, чтобы производить сложные переключения, хотя, конечно, при этом почти всегда используется основная профессия реле — их умение усиливать сигналы.

Усилительные возможности реле объясняются очень просто: для притягивания якоря, то есть для срабатывания реле, нужно направить в его обмотку сравнительно малую электрическую мощность, и в то же время контакты реле могут управлять работой источников и потребителей большой электрической мощности. За словами «малая мощность» и «большая мощность» в данном случае стоят вполне конкретные цифры, Для каждого реле известен гок срабатывания; якорь заставляют притягиваться ампер-витки (Т-55), и, зная сопротивление реле, легко определить напряжение, которое нужно подвести к обмотке, чтобы получить необходимый ток срабатывания, а значит, и электрическую мощность, необходимую для срабатывания (Т-37, Т-41). Что же касается мощности, которой может управлять реле, то она главным образом ограничена конструкцией его контактной группы — начальным расстоянием между контактами, площадью их соприкосновения. Если заставить реле переключать слишком большие токи и напряжения, то оно может выйти из строя из-за подгорания контактов. Во всех случаях параллельно контактам полезно включать искрогасящую RC-цепочку, через нее замыкаются опасные высокочастотные составляющие тока искры, из-за которых глазным образом и подгорают контакты.

Когда мощности сигнала не хватает для срабатывания реле, его можно объединить с транзисторным усилителем (Р-152;7), а в некоторых случаях функции реле выполняет сам этот усилитель, работая в ключевом режиме; на входе одно из двух состояний «есть сигнал» или «нет сигнала» и на выходе соответственно «максимальный коллекторный ток» (режим насыщения) или «нет коллекторного тока». Транзистор, работающий в таком режиме, часто называют электронным реле (Р-152;8).