رله یک سوئیچ الکترونیکی که تحت کنترل سایر مدارات الکترونیکی باز و بسته می شود. در اصل سوئیچ با یک آهنربای مغناطیسی برای باز و بسته کردن یک یا چند اتصال عمل می کند. این وسیله توسط "جوزف هنری" (Joseph Henry) در سال 1835 اختراع شد. چون رله می تواند مدار خروجی پر قدرتی را نسبت به مدار ورودی کنترل کند می توان آنرا به عنوان نوعی تقویت کننده در نظر گرفت.
عملیات
وقتی جریان از سیم پیچ عبور می کند، میدان مغناطیسی حاصله یک میله فلزی را که به طور مکانیکی به یک اتصال متصل شده است، را جذب می کند. این حرکت موجب اتصال یا قطع یک اتصال با یک اتصال ثابت می شود. وقتی جریان قطع می شود، میله فلزی با نیروی تقریبی نصف قدرت میدان مغناطیسی به محل اولیه خود بر می گردد. معمولا این نیرو توسط یک فنر (spring) تامین می شود، البته از نیروی گرانش (gravity) نیز در موتورهای استارتر صنعتی ممکن است استفاده شود. اغلب رله ها برای عملیات سریع ساخته می شوند. در کاربردهای ولتاژ پائین، کاهش نویز دارای اولویت بیشتری است و در کاردهای ولتاژ بالا کاهش قوس الکتریکی اولویت بیشتری دارد.
اگر انرژی سیم پیچ توسط DC تامین شود، خیلی اوقات یک دیود به دوسر سیم پیچ متصل می شود تا انرژی حاصل از میدان مغناطیسی را به هنگام قطع مصرف و یا به عبارتی پراکنده کند، که می تواند یک ضربه ولتاژ باشد و به سایر قسمتهای مدار ضربه بزند. اگر سیم پیچ برای کار با AC طراحی شده باشد، یک حلقه مسی در انتهای سیم پیچ، تابیده می شود. این حلقه(shading ring) یک جریان غیر هم فاز تولید می کند که کشش میله فلزی را در سیکلهای AC افزایش می دهد. یعنی هنگامی که جریان AC مقدار مینیمم خود را دارد این سیم با یک اختلاف فاز نسبت به آن دارای مقداری جریان است که می تواند میله را به سمت سیم پیچ نگه دارد و در غیر این صورت میله در هر سیکل از سیم پیچ جدا و دوباره متصل می شود و موجب ضربه زدن به سایر قسمتهای مدار می شود.
به تشابه با عملیات کارکرد رله مغناطیسی، خواهید دید که در رله های حالت جامد از تریستور یا سایر سوئیچهای حالت جامد استفاده می شود. برای رسیدن به ایزولاسیون الکتریکی از(light-emitting diode) یعنی LED با یک ترانزیستور نوری استفاده می شود.
انواع رله
Latching relay
این رله دو حالته(bistable) است. بعضی مواقع آنها را "Keep Relay" نیز می نامند. وقتی جریان قطع می شود، رله در حالت قبلی خود باقی می ماند. این عملیات توسط یک سیم پیچی استوانه ای، یک ضامن و بادامک و یا در حالت دیگر با دو سیم پیچ متقابل با یک فنر یا یک آهنربای دائمی و در حالتی دیگر توسط یک هسته با پسماند مغناطیسی (remnant core) برای نگه داشتن میله فلزی در جای خود هنگامیکه جریان قطع است، صورت می گیرد. در مثال ضامن و بادامک، با پالس اول رله روشن و با پالس بعدی خاموش می شود. در مثال دو سیم پیچ، پالس به یک سیم پیچ رله را روشن و با دادن پالس به رله متقابل (مخالف) رله خاموش می شود. این نوع رله دارای این مزیت است که توان را فقط در لحظه سوئیچ مصرف می کند و در حالت قبلی خود با توان ثابت خروجی باقی می ماند.
Reed relay
این رله دارای دسته ای اتصالات داخل خلاء یا لوله شیشه ای پر شده از گاز بی اثر است، که از اتصالات در مقابل فساد تدریجى در اثر مجاورت با هوا (atmospheric corrosion) حفاظت می کند. اتصالات با میدان مغناطیسی حاصل از سیم پیچ که دور لوله بسته شده، بسته می شوند. این رله ها دارای سرعت بیشتری نسبت به رله های معمول هستند.
Mercury-wetted relay
این رله نیز نوعی Reed Relay است که اتصالات آن به جیوه آغشته شده (mercury-wetted) است. اینچنین رله هائی برای سوئیچ کردن سیگنالهائی با ولتاژ پائین(یک ولت یا کمتر) به کار می روند استفاده می شوند، زیرا دارای مقاومت کم در اتصالات هستند. همچنین بدلیل جلوگیری جیوه از پرش های زائد، در شمارنده های سرعت بالا و وسایل زمان سنجی نیز کاربرد دارد. این رله به موقعیتش حساس است(position-sensitive) و باید به طور عمودی نصب شود تا درست کار کند. بدلیل سمیت و هزینه جیوه مایع، این نوع رله ها بندرت برای تجهیزات جدید استفاده می شوند.
Polarized relay
رله قطبی میله فلزی را بین قطبهای یک آهنربای دائم قرار می دهد تا حساسیت را افزایش دهد. رله های قطبی در اواسط قرن 21 در ارتباطات تلفنی برای آشکار سازی پالسهای ضعیف و تصحیح اعوجاج تلگرافی استفاده می شد. قطبها روی پیچهائی قرار داشتند که تکنسین ها می توانستند آنها را برای حساسیت بالا تنظیم کنند و سپس یک مقدار بایاس را برای جریان بحرانی به آنها اعمال می کردند که رله باید با آن کار کند.
Machine tool relay
این رله ها برای کنترل صنعتی ماشینها، ماشینهای انتقال و کنترل ترتیبی استاندارد شده اند. این رله با تعداد بسیاری اتصال مشخص می شود(بعضی مواقع در میدانهای مغناطیسی) که به راحتی از حالت نرمال باز به حالت نرمال بسته تبدیل می شوند. دارای سیم پیچهای قابل تعویض آسان است و ضریب شکلی(form factor) که قابلیت نصب تعداد زیادی از آنها را در یک پانل را میسر می سازد. اگر چه این رله ها زمانی ستون فقرات اتوماسیون صنعتی را در مونتاژ اتومبیل بودند ولی امروزه با کنترل کننده های منطقی برنامه پذیر(programmable logic controller) در کاربردهای کنترل ترتیبی جایگزین شده اند.
Contactor relay
این رله یک رله جریان قوى (heavy-duty relay) است که برای سوئیچینگ موتورهای الکتریکی و بارهای روشنائی استفاده می شود. در جریانهای بالا اتصالات از نقره خاص ساخته می شوند. قوسهای الکتریکی نا خواسته، موجب اکسید شدن اتصالات می شوند ولی! اکسید نقره هنوز یک هادی خوب است. چنین وسایلی اغلب برای استارتر موتورها استفاده می شوند. موتور استارتر() یک کنتاکتور با یک وسیله محافظ جریان زیاد است.
Solid state contactor relay
این رله نیز یک رله جریان قوى البته حالت جامد (heavy-duty solid state relay) به همراه یک دفع کننده حرارتی(heat sink) می باشد و در گرم کننده های الکتریکی، موتورهای الکتریکی کوچک و بارهای روشنائی کاربرد دارد، که در آنها به دوره های روشن و خاموش مکرر نیاز است. در آنها هیچ قسمت متحرکی برای داشتن سایش و یا اتصال پرشی برای لرزش وجود ندارد. آنها با سیگنالهای کنترل AC یا DC از سوی کنترلرهای منطقی برنامه پذیر (PLCs)، کامپیوتر های شخصی (PCs) ، منابع منطقی ترانزیستور - ترانزیستور (TTL=Transistor-transistor logic) و سایر کنترلهای میکروپروسس& #1608;ر فعال می شوند.
Buchholz relay
این رله یک حسگر مطمئن برای انباشت گاز در ترانسفورما& #1578;ورهای بزرگ است که در روغن شناورند، که هنگامیکه تجمع گاز به آهستگی شروع شود، هشدار می دهد و در صورتی که گاز به سرعت در روغن ترانسفورما& #1578;ور تولید شود، ترانسفورما& #1578;ور را قطع می کند.