Los Relés. Función, Tipos, Posibles Fallas

En los trabajos de reparaciones eléctricas relacionadas con los coches, a menudo escuchamos acerca de los relés. Pero, ¿Qué son los relés y para qué sirven? Pues aquí tocaremos ese tema.

Un relé electrónico es un interruptor que se controla con un voltaje CC o CA de baja potencia. La parte del interruptor se utiliza para controlar cargas de red de alta potencia, actualmente hasta 10 o 16 amperios.

Un relé te permite agregar equipos a tu automóvil o controlar uno o más receptores en tu hogar. Es un interruptor con circuito de control que funciona en muy baja tensión desde un botón, un mando a distancia o cualquier otro dispositivo de control. Pero se puede utilizar para controlar equipos que operan con un voltaje más alto, como 230 V, gracias a su circuito de usuario separado.

La función de los relés

En el pasado no había relés en los autos, solo se tenía una fuente de energía (batería) conectada a los accesorios, con un interruptor en el camino para encender o apagar el accesorio en cuestión.

Este montaje es ciertamente sencillo y económico de realizar pero tiene algunas fallas.

En primer lugar, esto induce una corriente de alta intensidad en todo el recorrido eléctrico en el caso de los componentes que consumen mucha energía, por lo que tenemos un cableado en el coche que se calienta en grandes tramos, debido a la resistencia inducida, con lo que se corre el riesgo de un incendio.

Además, el circuito de alimentación es un poco más largo, debe ir de la batería al accesorio a través del interruptor, lo que induce pérdidas eléctricas significativas, ya que cuanto más largo sea un cable eléctrico, más perderá energía en el camino.

Esto acarrea un consumo potencialmente mayor a nivel de la batería a llenar o un déficit de energía en el accesorio que se suministra. Y por supuesto, necesita interruptores resistentes porque deben someterse a una carga relacionada con la del accesorio que se energiza.

Por lo tanto, los ingenieros decidieron dividir este circuito en dos para reducir la longitud del cableado: el circuito de control y el circuito de potencia.

El de control es de baja intensidad porque solo se utiliza para alimentar pequeños electroimanes que requieren poca corriente. El de potencia, que alimenta los componentes, debe en cambio transmitir energía a los componentes eléctricos del coche y, por lo tanto, necesitará mucha corriente.

Dividir el circuito en dos (alimentación y control) también induce dos tableros de fusibles. La consecuencia de esta disposición es disponer de dos tableros de fusibles, uno en el habitáculo (se llama UCH UCH) y el otro en el compartimiento del motor, generalmente cerca de la batería (se llama UPC de Protección y unidad de maniobra).

Porque cada uno de los circuitos está lógicamente protegido por razones obvias de seguridad, con fusibles más grandes para el circuito de potencia.

Principio de funcionamiento del relé

Entonces, la función principal del relé es ser un interruptor ordinario. Pero este está lejos de tus manos, por lo que se puede operar a distancia.

De hecho, un relé activa un interruptor interno cuando se le envía una corriente eléctrica. Pero, ¿Cómo es esto posible? Simplemente usamos un electroimán, es decir, un imán controlado.

Debes saber que la electricidad que pasa por un cable induce un campo magnético, es decir que simplemente se convierte en un imán. Además, la electricidad y el magnetismo son dos caras de la misma moneda, el electromagnetismo.

Al usar este precedente, podemos tener un actuador controlable de forma remota: cuando envío energía al relé, el electroimán (una bobina) se activa, lo que hace que mi interruptor se mueva.

Para polarizar e incrementar este efecto natural, y así obtener un imán virtual, es necesario tener el hilo conductor en espiral. Esto es lo que se llama solenoide. Cuando se envía corriente a la bobina, un imán comienza a aparecer milagrosamente (campo magnético polarizado inducido por la corriente eléctrica), que luego activa el interruptor del circuito de potencia que luego alimentará el accesorio deseado (faros, indicadores, arranque, etc.).

Cuando activa el interruptor manual, induce una corriente en la bobina que luego crea una fuerza magnética (imán) que moverá el interruptor de encendido.

¿Terminal 87a?

Además de los 4 pines habituales, puede haber un pin 87a además del 87. Esto es lo contrario de 87, es decir, que siempre hay un contacto, excepto cuando se opera el solenoide de relé.

Entonces, el enchufe 87 es un interruptor abierto, no activo, se cierra cuando el solenoide está electrificado. Y el enchufe 87a es un interruptor cerrado, y por lo tanto activo, que se abre cuando el solenoide está electrificado.

¿Diferencia entre fusible y relé?

La diferencia es muy simple, un relé es un interruptor que se puede activar de forma remota y un fusible es algo que está diseñado para ceder cuando pasa demasiada corriente a través de él. Es simplemente un alambre de metal calibrado más o menos grueso para que resista más o menos el calor inducido por el efecto Joule.

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Tipos de Relés. Clasificación por Diseño y Composición

Existen dos tipos de relés principales, según su constitución o composición.

Relés mecánicos

Los relés mecánicos son los más conocidos en el mundo automotriz. En comparación a los otros dos, estos son mucho más grandes y robustos. El relé mecánico consta de una bobina que al ser alimentada, se convierte en un electroimán que “mueve” una placa flexible y realiza el contacto.

Al dejar de alimentar la bobina, la placa flexible vuelve a su posición original. Estos relés son los más comunes, y son los que te conseguirás en el coche. De estos relés, existe una clasificación que podemos ver más adelante.

Relés de estado sólido

Existen relés de estado sólido, son componentes que tienen la misma función que un relé con bobina y contactos pero sin elementos mecánicos. El contacto se proporciona mediante la conducción de un triac impulsado por un opto-acoplador para garantizar el aislamiento eléctrico entre el control y la alimentación.

La corriente máxima en el lado del contacto es menor, un triac tiene una caída de voltaje de aproximadamente 1 V a diferencia de los contactos de un relé de bobina mecánica.

Tipos de relés. Clasificación por Polos y Tiros

A la hora de elegir o recuperar un relé, es necesario saber qué tipo de conexión es. Hay 4 familias principales de relés, según los contactos.

1. Relé SPST

El relé SPST, es el relé de tiro único de polo único. El relé SPST tiene 2 pines de contacto. En este caso, el relé tiene 4 pines en total, 2 para los contactos, 2 para la bobina.

Este tipo de relé solo puede cambiar un canal. Por ejemplo, puede encender o apagar una lámpara, cortar la fase O, el neutro.

2. Relé SPDT

El relé SPDT es el llamado de tiro doble monopolar. El relé SPDT tiene un solo contacto pero con un terminal común, un contacto normalmente abierto y un contacto normalmente cerrado.

Cuando se aplica voltaje a la bobina, se escucha un “clic”: el terminal común se conectará al contacto normalmente abierto “NO”, y el contacto normalmente cerrado “NC” se abre.

Tan pronto como se corta el voltaje a través de la bobina, se escucha un “clic” y el relé vuelve a su estado de reposo. De este modo podemos cambiar de un circuito a otro.

El relé SPDT tiene 5 pines en total, 3 para los contactos, 2 para la bobina. Si no se usa el contacto normalmente cerrado, el relé SPDT es equivalente a un relé SPST.

3. Relé DPST

El relé DPST, es el de tiro simple bipolar. El relé DPST es equivalente a 2 relés SPST que trabajan juntos, impulsados ​​por la misma bobina. Por ejemplo, puede cambiar 2 circuitos independientes al mismo tiempo con la misma acción, o cambiar tanto la fase como el neutro para conectar un circuito eléctrico a la red.

El relé DPST tiene 6 pines en total, 2 x 2 para los contactos, 2 para la bobina.

4. Relé DPDT

El relé DPDT es conocido como el de doble tiro bipolar. El relé DPDT es equivalente a 2 relés SPDT que trabajan juntos, impulsados ​​por la misma bobina. El relé DPDT tiene 8 pines en total, 2x3 para los contactos, 2 para la bobina.

Problemas y posibles fallas con los relés

Los relés son solo interruptores ordinarios, el síntoma de un relé HS será simplemente la inoperancia del dispositivo que se supone que debe recibir electricidad.

Si algo eléctrico ya no funciona en tu automóvil, el relé puede ser potencialmente la causa.

1. Oxidación de conectores

Lo primero que debes verificar, ¿están limpias las conexiones del relé? Con el tiempo, la oxidación puede cortar el contacto entre las piezas metálicas.

2. Problema con la bobina

Si la bobina ya no funciona, el relé ya no funcionará ya que ya no podrá generar la fuerza magnética que permite mover el interruptor de forma remota. Si la bobina está dañada es lógico que nada funcione.

3. Mal contacto

Si la bobina funciona bien y activa el interruptor gracias a su fuerza magnética, también es posible que el contacto no se haga bien al nivel de este famoso interruptor.

De hecho, los arcos eléctricos provocan la aparición de un depósito negro y polvoriento que luego impide el contacto. Debido a los arcos eléctricos, el depósito se forma con el tiempo y puede evitar el contacto.

El problema también se da en los arrancadores y en ocasiones basta con sacudirlo con cuidado para que vuelva a funcionar, cayendo el polvo.

4. Relé que permanece atascado

Las impurezas ubicadas en los contactos del relé a veces pueden causar el efecto contrario, es decir, pueden inducir un fenómeno de pegado o soldadura. En este caso, los contactos magnéticos permanecen atascados continuamente, lo que puede causar problemas.

Lo mismo ocurre si el relé tiene un tamaño insuficiente para la corriente que debe pasar, esto puede inducir la fusión del metal, lo que da como resultado la soldadura de los contactos móviles.

¿Cómo Probar un Relé?

¿Tienes dudas sobre el correcto funcionamiento de un relé? Puedes realizar pruebas fácilmente con un multímetro. En primer lugar, es importante conocer tu relé, es decir, sus características eléctricas, así como definir claramente a qué corresponden los terminales (30, 85, 86, 87 y posiblemente 87a).

Luego debe ser removido para poder manejarlo y acceder a los terminales de entrada.

1. Comprueba el devanado / solenoide del circuito de control

Aquí se trata de ver si el devanado que crea la fuerza magnética (electroimán) funciona bien, y por lo tanto, que la corriente lo atraviesa bien para generar la fuerza electromagnética.

Esto se hace para ver si la bobina no está cortada o dañada realizando una prueba de resistencia, conectando a la entrada y salida. Conectaremos el ohmímetro a los terminales 85 y 86. Si lees un valor entre 50 y 100 ohmios, todo estará bien.

Por otro lado, si casi no hay resistencia seguramente significará que la bobina está dañada, lo que produce un cortocircuito en esta última. Si la resistencia es muy alta, existe la posibilidad de que haya daño en el devanado.

2. Verifica el correcto funcionamiento del contacto

Ahora que sabemos que la bobina está en buen estado, veremos si el actuador se mueve cuando suministramos electricidad a la bobina, gracias a la fuerza magnética. Por lo tanto, es suficiente conectar una batería cuadrada de 9 voltios a los mismos terminales 85 y 86.

Una vez que la bobina está energizada, el actuador debe moverse y se debe escuchar claramente con un pequeño clic. Si no hay ruido entonces parece que el actuador está atascado.

Si escuchas un ruido entonces el interruptor del circuito de energía está activado, en este caso el accesorio que necesita energía debe encenderse / operar ya que el circuito ahora está cerrado.

3. Verifica el circuito de potencia

Si hasta ahora todo funciona, pero el dispositivo de destino no se enciende, es posible que el contacto esté dañado en el interruptor de encendido. Esto debe comprobarse con un ohmímetro.

Ten en cuenta que esta prueba solo es válida si suministras electricidad al relé, porque el interruptor del circuito de alimentación debe estar activado.

Entonces, cuando el relé está alimentado por los terminales 85 y 86, entonces la resistencia debe probarse en los terminales 30 y 87, que es el circuito de potencia. Si esta resistencia es inferior a 0,5 ohmios, todo está bien. Si se excede este valor, debe haber un mal contacto en el interruptor.

Voltaje de la bobina del relé

Para cada relé hay un voltaje de bobina. Puede ser continuo (5V, 12V, etc.) o alternativo (110V, 230V). Este es el voltaje que debe aplicarse a la bobina para cambiar el relé (escuche el "clic").

La corriente consumida depende del tipo de relé y es inversamente proporcional a la tensión de la bobina. En una gama de relés (5V, 12V, 24V, etc.), la potencia de la bobina es constante. Por ejemplo: 12V 40mA, 24V 20mA, 48V 10mA, etc.

Para determinar la corriente consumida por la bobina, basta con medir la resistencia con un ohmímetro y deducir la corriente. Esto es útil para dimensionar la fuente de alimentación de control.

En la mayoría de los relés, existe una amplia tolerancia en el voltaje de la bobina. La tensión suele oscilar entre el 70% y el 150%, o incluso el 200% de la tensión nominal. Un voltaje demasiado bajo no garantiza un buen contacto. Y demasiado voltaje quemará la bobina.

Polaridad del voltaje de la bobina

En la mayoría de los relés, se puede aplicar voltaje de CC en cualquier dirección de la bobina. Hay muy raras excepciones en las que la bobina del relé está polarizada. Si la tensión se aplica al revés, el relé no conmuta.

¿Cómo conectar un relé?

Siga este paso a paso para saber cómo conectar un relé en un automóvil. En el caso de un relé electromecánico, es un componente que se comporta como un interruptor excepto que su control es accionado por una bobina eléctrica.

• La bobina crea un campo magnético que atrae una parte metálica, lo que hace que los contactos se cierren o se abran.
• Estos contactos cierran el circuito de alimentación y permiten que la corriente fluya hacia el receptor.

La conexión de un relé de automóvil es necesaria, por ejemplo, para controlar faros adicionales, de largo alcance o tipo niebla.

1. Consigue un relé y un interruptor

• Elige un relé DC 12V a DC con 4 pines:
  • 2 pines marcados con 85 y 86 para la bobina DC 12 V.
  • 2 pines marcados con 30 y 87 para el contacto.
• También equípate con un interruptor de control de 2 posiciones.
  • Te permite pegar el relé que, al cerrar su contacto, encenderá los faros.
  • Por el contrario, cortar el interruptor abre el circuito y suelta el relé que cortará los faros.

2. Asegura el relé

• Ubique dónde colocar el relé, en el compartimiento del motor, al lado de la caja de fusibles general, etc. Debes seleccionar bien, ya que el calor lo puede dañar.
• Asegura el relé por su soporte de montaje, con un tornillo.

3. Asegura el interruptor

La fijación del interruptor depende de su forma.

Interruptor basculante rectangular

• Puede adaptarse a ciertas ubicaciones pre-cortadas en tu tablero, a menudo cubiertas.
• Si tu interruptor rectangular es más pequeño que la ubicación prevista:
  • Haz un corte en la contraventana para encajarlo.
  • Vuelve a colocar el obturador en su lugar.

Interruptor basculante cilíndrico

Es la fijación que es cilíndrica al nivel de la palanca de mando (parte cilíndrica provista de 2 tuercas).

• Taladra un tapón del diámetro de la rosca.
• Asegura el interruptor con una tuerca y una contratuerca.
• Luego vuelve a colocar el obturador en su lugar.

4. Conecta el interruptor de 2 posiciones

Muy importante lo siguiente, antes de cualquier intervención en la red eléctrica de tu coche, desconecta la batería.

La conexión de este tipo de interruptor requiere el uso de los denominados clips tipo crimpados.

• Pela los cables.
• Engarza cada terminal con una pinza.
• Inserta los terminales en la pestaña correspondiente. Se trata entonces de conectar los cables según el esquema eléctrico.
• Comenzando por la caja de fusibles ubicada debajo del tablero, busca un fusible reservado para accesorios.
• Conecta un cable a él que será el positivo que alimenta tu circuito de control a través del interruptor.
• Conecta el otro extremo de tu cable a la terminal “común” del interruptor. La terminal “común” está marcada con C o L.
• En el otro terminal del interruptor, conecta un cable con un terminal.
• Con este cable, une tu relé ubicado en el compartimiento del motor. Intenta encontrar un pasaje al compartimiento del motor utilizando, por ejemplo, el pasaje ya existente de un mazo de cables.

5. Conecta el relé

Continúa con la conexión, siguiendo el esquema eléctrico, comenzando por la sección de control.

• Toma el cable conectado al interruptor que pasó entre el compartimiento de pasajeros y el compartimiento del motor, y conéctalo al terminal 85 de tu relé.
• Conecta el terminal 86 a tierra, por ejemplo, utilizando el tornillo de fijación de tu relé, si está en contacto con una parte metálica.
• Ahora conecta la parte de potencia de tu relé, para alimentar los faros. El circuito de alimentación se alimentará mediante un fusible de protección.
• Comienza desde el positivo de la batería, con un cable para conectar un porta-fusibles.
• Desde el otro terminal del porta-fusibles y aún con un cable, ve al terminal 30 de tu relé.
• Finalmente, usa un cable para conectar el terminal 87 de tu relé al terminal positivo de tus faros.
• Y conecta el segundo terminal de los faros a tierra.

Tu circuito ahora está operativo.

La vida útil de los relés

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La vida útil de un relé depende de sus contactos. Una vez que los contactos se queman, los contactos de los relés o todo el relé deben reemplazarse.

La vida mecánica es el número de aperturas y cierres que puede realizar un contacto sin corriente eléctrica. La vida útil mecánica de un relé es relativamente larga y ofrece hasta un millón de operaciones.

La vida eléctrica es el número de aperturas y cierres que los contactos pueden realizar con corriente eléctrica a una corriente nominal determinada. La vida útil eléctrica de los contactos varía de 100.000 a 500.000 ciclos.