Un relai est un dispositif de commande qui permet d’ouvrir et de fermer un circuit électrique à partir d’un signal provenant d’un autre circuit électrique à proximité.
Les relais sont généralement utilisés pour commander un appareil branché dans un circuit à haute tension, appelé circuit de puissance, à partir d’un circuit à basse tension appelé circuit de commande. Les circuits de commande et de puissance ne sont pas en contact l’un avec l’autre.
Pour mettre l’appareil en marche, l’interrupteur du circuit de commande doit être fermé. Le signal du relai permet la fermeture du circuit de puissance. Puisque du courant circule dans le circuit de puissance, l’appareil se met en marche.
Il existe deux types de relais : les relais électromagnétiques et les relais à semi-conducteur.
Un relai électromagnétique comprend deux parties principales : un électroaimant relié au circuit de commande et un interrupteur relié au circuit de puissance.
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Dans un relai électromagnétique, l’interaction entre l’électroaimant relié au circuit de commande et l’aimant du pivot permet l’ouverture ou la fermeture de l’interrupteur relié au circuit de puissance. Les deux images suivantes décrivent le fonctionnement de ce type de relai.
Lorsqu’il n’y a pas de courant qui circule dans le circuit de commande, l’aimant du pivot n’est pas attiré par l’électroaimant. L’interrupteur du circuit de puissance est ouvert, alors l’appareil alimenté par ce circuit est en arrêt.
Lorsque du courant circule dans le circuit de commande, l’électroaimant produit un champ magnétique, ce qui attire l’aimant du pivot. Le mouvement du pivot entraine la fermeture de l’interrupteur du circuit de puissance. L’appareil alimenté par ce circuit se met donc en marche.
Le schéma électrique suivant représente un avertisseur sonore commandé à l’aide d’un relai.
Lorsque l’interrupteur du circuit de commande est ouvert, aucun courant ne circule dans l’électroaimant du relai. L’interrupteur du circuit de puissance est donc lui aussi ouvert et l’avertisseur sonore est éteint.
Lorsque l’interrupteur du circuit de commande est fermé, le courant circule dans l’électroaimant du relai. Le champ magnétique de l’électroaimant entraine la fermeture de l’interrupteur du circuit de puissance et l’avertisseur sonore se met en marche.
Des relais sont utilisés pour commander les différents appareils dans une voiture. C’est, entre autres, le cas des phares.
Le circuit de commande est dans l’habitacle où le conducteur peut fermer manuellement l’interrupteur. Le circuit de puissance alimente les phares lorsque du courant circule dans le relai.
Sources : Adapté de Montypeter, Shutterstock.com et de Natallia Ploskaya, Shutterstock.com
Le relai à semi-conducteur est aussi appelé relai statique. Dans ce type de relai, le circuit de commande est relié à une diode électroluminescente (DEL) et le circuit de puissance est relié à un capteur photosensible (sensible à la lumière). Le capteur photosensible est généralement fabriqué à partir de silicium, un métalloïde semi-conducteur.
Dans un relai à semi-conducteur, l’interaction entre la DEL et le capteur photosensible permet l’ouverture ou la fermeture du circuit de puissance. Les deux images suivantes décrivent le fonctionnement de ce type de relai.
Lorsqu’il n’y a pas de courant qui circule dans le circuit de commande, la DEL est éteinte. Le capteur photosensible du circuit de puissance est inactif, ce qui empêche le passage du courant. L’appareil alimenté par ce circuit est en arrêt.
Lorsque du courant circule dans le circuit de commande, la DEL s’allume. Le capteur photosensible du circuit de puissance s’active sous l’effet de la lumière, ce qui permet le passage du courant. L’appareil alimenté par ce circuit se met en marche.
Contrairement au relai électromagnétique, un relai à semi-conducteur ne contient pas de pièces mécaniques mobiles. Il est donc moins sensible à l’usure mécanique et son fonctionnement n’est pas perturbé par les vibrations.