електромагнітне реле

1. терміни та визначення
2. Перше Магнітоелектричний реле

Електромагнітне реле - пристрій для комутації електричних ланцюгів, де магніт є рухомою частиною, а дротова обмотка спочиває.

терміни та визначення

Студенти Смітсонівського інституту першим електромагнітним реле називають пристрій, винайдене Джозефом Генрі для демонстрації студентам на лекціях. Суть його нагадувала телеграф: при натисканні кнопки сигнал йшов через провід довжиною в милю, згорнутий бухтою, керуючи тяжінням електромагніту. В результаті останній утримував або опускав вантаж масою понад 300 кг.

Що стосується російськомовних джерел, заслуги створення реле (без опису принципу дії) приписуються Шиллінг. 21 жовтня 1832 року в пітерської квартирі він демонструє втілену в життя ідею Ампера про індикації алфавіту за допомогою мультиплікаторів - вимірювальних приладів постійного струму з поворотною рамою. У телеграфі застосовувався електромагнітний взвод годинникового механізму дзвінка, ставився до розряду винаходів в області реле.

схема пристрою

Дивні тлумачення виникають там, де відсутні педантичність, точність, правильність в термінах. Автори переконалися особисто, що в англомовному домені під реле розуміються будь-які ключові пристрої, керовані електричним струмом. Що в корені невірно. Згідно з визначенням Шилінг і описане винахід Джозефа Генрі допускається класифікувати, як реле, а до того ж:

1. Орієнтується по магнітному полю Землі рамка Ампера (1820-1821 рік) є магнітоелектричним реле, що вказує наявність в ланцюзі струму по просторової орієнтації.
2. Провід Араго (1820 рік), що притягає металеві тирса вважається індикатором-реле наявності струму в ланцюзі.
3. Стрілка Ерстеда (1820 рік), що орієнтується в просторі по магнітному полю прямого провідника, є електромагнітним реле, першим з продемонстрованих наукової громадськості.
4. Мультиплікатор Швейггера (1820 рік) є багатопозиційним електромагнітним поляризаційним реле, що показує наявність струму в ланцюзі.
5. Спостережуване в 1802 році Джованні Романьозі дію провідника зі струмом на феромагнітний матеріал є першим з винайдених електромагнітних реле.
6. Сигнали індіанців сусіднього племені цілком допустимо назвати Костро-димовим реле, першим з відомих людству.

Нескладно привести масу прикладів, наприклад, магніт Стерджен, що опускає і піднімає вантаж на відстані від джерела, перший практичний електростатичний телеграф 1816 роки, доводячи золоте правило: «Меж маразму сторін спору не існує».

З наведених прикладів легко зрозуміти, що термін з англомовних словників неточний, розпливчастий. Згідно з тим тлумачення в реле перетворюються дверний дзвінок, люстра освітлення, електродриль, електрична дуга та інше. Зрозуміло, що речі не відповідають суті розглянутого предмета.

Під реле розуміється пристрій, створене людиною для власних потреб, розриває і замикає електричний ланцюг під керуванням варіантів факторів, що впливають.

Тепер перераховані вище предмети побуту не підходять під визначення реле, як новинки 1831 і 1832 роки від Генрі і Шилінга, описані вище. Назвемо їх телеграфом, електромагнітом, мультиплікатором, будильником, красивим фортепіано, але ніяк не будуть вони по суті своїй реле. До того ж, в цьому випадку прерогатива впровадження магнітоелектричних реле однозначно належить Амперу, який зумів орієнтувати рамку в магнітному полі Землі, подаючи в контур струм. Та й Ерстед робив щось схоже ... Примітно, що деякі типи датчиків згідно з цим визначенням можна віднести до реле, наприклад, транзисторні ключі. І це знову ж таки вірно, тому за твердотільної електронікою майбутнє.

Отже, усунувши з визначення одну невизначеність (тавтологія не повинна залишитися непоміченою), слід доповнити і деякі інші терміни. Зараз мова йде про епітети, тому що не кожен може пояснити, чому це раптом «реле» Ампера називається магнітоелектричним, а Генрі - електромагнітним. На скромну думку авторів - хоча про це ніде прямо не говориться - справа йде таким чином:

1. В електромагнітному реле якір (рухома частина установки) є феромагнітним сплавом. У Генрі це підвісна майданчик, заставлена ​​гирями.
2. У Магнітоелектричний реле якорем служить обмотка. Зрозуміло, що Ампер не зміг би повернути розплавлене металеве ядро ​​Земної кулі.

Перше Магнітоелектричний реле

Для ілюстрації першого в світі реле зручно користуватися експериментальною установкою Берта Сойєра (Bert Sawyer), показаної на скрині (канал Ютуб: youtube.com/channel/UC-RNJLpsykDpbZDeotK3xw). Це маловідомий в Росії коромисельний двигун Джозефа Генрі, датований липнем 1831 роки (American Journal of Science 20: 342). Прилад являє собою здвоєний Магнітоелектричний самозворотними реле. Суть конструкції:

1. Двигун змонтований на станині з щільної деревини у вигляді прямокутника.
2. Ті, хто стоїть з боків циліндри імітують популярні за часів Генрі гальванічні елементи з цинкових і мідних гуртків. Зрозуміло, у Берта Сойєра там стоять перетворювачі змінної напруги живлення мережі промислової частоти в постійний струм.
3. Поверх плоских контактних майданчиків елементів живлення стоять чаші-ковпачки. На першому скрині порожні, установку ще не готували до роботи. Пізніше сюди наливається вода з-під крана, що є непоганим провідником. У 30-ті роки XIX століття використовували і ртуть, як в пристроях Майкла Фарадея.
4. Краї елементів живлення по центру з'єднує сталева балка, що грунтується на двох опорах. Це нерухома частина реле.
5. Коромисло перекинуто через вісь на двох А-образних опорах, що знаходиться рівно по центру.
6. По кожному плечу коромисла намотаний електромагніт з лакованої мідного дроту, який живиться контактами, які перебувають з протилежного боку.
7. Уздовж краю станини (підставки) розташований електричний ключ у вигляді довгого відрізу латунного стержня, що повертається навколо осі, що знаходиться на кінці.

Після підготовки чаш і замикання ключа коромисло починає схилятися по черзі на боку (див. Другий скрін) навколо осі. Частота коливання невелика і знаходиться в районі 2 Гц. Що відбувається вистачає, щоб заявити, що в наявності перше в світі Магнітоелектричний реле (магніт нерухомий). Контакти по черзі замикають і розмикають власний ланцюг харчування обмоток обох плечей.

Заслуга Генрі - вчений показав можливість переривання шляху руху електричного струму. Перш ртуть (можливо, і воду) використовували часто. Це зробив Майкл Фарадей восени 1821 року, створивши перший електричний двигун. Його досвід (після доповіді, почутого 11 вересня 1821 роки) повторив в грудні Ампер. Про що доповів (Академії) 7 січня 1822 року. Називаються і інші приклади використання рідких контактів, початок використання яких поклав сер Хампфрі Деві на початку 1800-х років, відкривши електроліз. Першим, який виявив провідність, вважають великого Алессандро Вольта, повторив досліди Луїджі Гальвані.

Отже, ідея автоматичного розмикання і замикання контактів (без участі людини) належить Джозефу Генрі. Тепер легко довести, що це було перше реле. Думки створити новий двигун і телеграф витали в голові винахідника з 1827 року. Генрі в щорічному звіті для Смітсонівського інституту за 1857 рік свідчить, що знає про трьох видах телеграфу (див. Скрін):

1. Електростатичний (запропонований в середині XVIII століття - см. імпульсні реле ).
2. Гальванічний, доклав руку і Генрі.
3. Електромагнітний - де сигнал тривоги в приймач надходить у вигляді обертової стрілки якого сигналу дзвінка.

У зазначеній папері Генрі свідчить, що (до листопада 1832 роки) розробив метод управління слабким сигналом великими потужностями на значній відстані: електромагніт харчується через реле від місцевого джерела. За словами вченого, це робота, на відміну від попередніх досліджень не опубліковано у журналі Silliman`s Journal або іншої пресі. Виходить, Джозеф Генрі є винахідником концепції електромагнітних (і магнітоелектричних) реле. Вчений реалізував задумки і на практиці на базі шкільної лабораторії, визнаючи власні досліди мало відомими громадськості і погано задокументованими, Джозеф Генрі каже:

1. До мене відомі електричні магніти, ніхто не намагався ними управляти з дальньої дистанції.
2. Я перший зумів керувати великої сили магнітом на відстані. Знадобилося істотно змінити конструкції існуючих на той час виробів. Наприклад, застосовувалося паралельне включення безлічі обмоток для збільшення струму.
3. Першим зумів намагнітити шматок м'якої сталі на відстані і привернув увагу громадськості до того, що передача подібного впливу на далекі дистанції допустима до використання в телеграфу.
4. Першим змусив задзвонити дзвіночок з дальньої дистанції.
5. Мої неопубліковані напрацювання допомогли містеру Гейл адаптувати телеграф Морзе для роботи на далеких відстанях.

Дослівна мова зі справи Морзе проти О`Райлі приведена на скрині: на початку квітня 1837 Джозеф Генрі перебував в Європі, де зустрівся з професором Вітстоном і професором Бачем (Bache). Вчені мужі обговорили ідеї телеграфу, де виявилося, що ними створені дві ідеї реалізації однаковою концепції реле в сфері зв'язку на далекі дистанції:

1. Вітстон пояснив, що хоче зробити поворотний реле для дистанційного керування ланцюгом, розмикати і замикає контакти місцевого джерела живлення. Що дозволить різко знизити вимоги до передавача. Знову сконструйоване реле відносилося до класу електромагнітних і брало принцип дії від мультиплікатора.
2. Тоді Генрі повідомив, що вже багато років обмірковує іншу конструкцію, аналогічну за дією. У його баченні контакти повинен замикати і розмикати рухається поступально якір електромагніту. Цей принцип сьогодні використовується переважною більшістю електричних автоматів захисту.

Таким чином, названих вище людей вважають найбільш ймовірними винахідниками електромагнітного реле. Магнітоелектричний абсолютно точно виготовлено професором Генрі, як сказано вище по тексту. Що стосується співвітчизника, на превеликий жаль, його думка залишається невідомим через відсутність історичних документів на офіційних російських сайтах.