LOS RELÉS. OPOSICIÓN A LA CONEXIÓN Y A LA DESCONEXIÓN (I)

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FICHA 12
LOS RELÉS. OPOSICIÓN A LA CONEXIÓN Y A LA DESCONEXIÓN (I)
Las bobinas de los relés tienen un comportamiento algo «rebelde»: se oponen siempre
a los cambios de corriente. Lenz investigó sobre este fenómeno y lo describió en lo que hoy
llamamos ley de Lenz.
OPOSICIÓN A LA CONEXIÓN
Cuando por una bobina no está pasando corriente y, de repente, cerramos un interruptor que permite el paso
de corriente hacia ella, la bobina tardará un tiempo en dejar que pase toda la corriente. Si el interruptor
se mantiene pulsado, la corriente acabará por estabilizarse y la bobina no presentará ninguna oposición.
PRACTICA
1. Puedes simular los siguientes circuitos con Crocodile Technology 3D. La gráfica ha sido obtenida
con un osciloscopio virtual, que es un instrumento que sirve para registrar, en un tiempo determinado,
la evolución de la corriente o el voltaje a que está sometido un componente. Lo encontrarás
en Parts Library → Presentation → Graph.
En los circuitos de las figuras se ha registrado la corriente que circula por el punto rojo durante las acciones
de cerrar el interruptor y abrirlo unos instantes más tarde.
Vemos cómo la bobina hace que la corriente tarde unos 0,8 s, aproximadamente, en alcanzar su valor máximo:
2
0,8 s
1
Oposición de la bobina de un relé al paso de corriente eléctrica.
Las bombillas no se oponen al paso de corriente eléctrica.
La bombilla, en cambio, deja pasar inmediatamente toda la corriente suministrada por la pila.
Recuerda que la bobina no se opone a una cantidad de corriente determinada, sino a los cambios
de corriente. Este comportamiento tiene poca incidencia en proyectos donde no se demande una velocidad
de conmutación elevada. En nuestros trabajos de taller apenas podremos apreciarlo.
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FICHA 12
LOS RELÉS. OPOSICIÓN A LA CONEXIÓN Y A LA DESCONEXIÓN (II)
OPOSICIÓN A LA DESCONEXIÓN
Cuando por una bobina está pasando una corriente que se mantiene constante y, de repente, abrimos
el interruptor provocando que la corriente cese instantáneamente, la bobina se opondrá a este cambio tan brusco
generando ella misma cierto voltaje. Este voltaje puede llegar a ser muy grande, aunque solo dura un tiempo
brevísimo, siendo capaz de generar una corriente de idénticas características llamada corriente inversa de pico.
En el circuito siguiente se puede observar el voltaje inverso de pico generado cuando se abre un interruptor
después de haberlo mantenido cerrado cierto tiempo.
ON
OFF
Voltaje de pico producido al desconectar (OFF) la bobina de un relé.
En este circuito no podemos observar la corriente de pico porque el interruptor abre inmediatamente el circuito,
impidiendo cualquier tránsito de corriente. Fíjate en el siguiente circuito, en el que hemos incorporado una rama
para que la bobina descargue su voltaje inverso:
1
2
1
2
A
A
B
1
2
B
A
B
Aparición de una corriente de pico
al desconectar la bobina de un relé.
• En la rama A de este circuito se observa cómo hay un retardo en el establecimiento de la intensidad
(90 mA o 0 mA) cuando el conmutador cambia de posición.
• Por la rama B no circula intensidad excepto cuando el conmutador cierra el contacto 2, tras haber tenido
cerrado el 1 anteriormente. El pico de corriente trata de suplir la intensidad que había antes.
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FICHA 12
LOS RELÉS. OPOSICIÓN A LA CONEXIÓN Y A LA DESCONEXIÓN (III)
¿Dónde está la resistencia en este circuito? Es cierto que no hay resistores, de modo
que la única resistencia es la que ofrecen los cables (los cables del circuito y los cables de la bobina).
Por ejemplo, ciertos relés de 6 V de voltaje nominal tienen unos 75 Ω de resistencia en su bobina.
Precisamente en esta resistencia, la corriente inversa de pico se transforma en calor; fenómeno
que se conoce como efecto Joule.
En la práctica, solo debe preocuparnos la corriente inversa de pico si trabajamos con componentes
muy frágiles como, por ejemplo, los transistores. Observa el siguiente circuito:
Aquí, la corriente inversa de pico trata de atravesar
el colector y salir por la base del transistor,
F
vía que teóricamente está abierta si no pasa intensidad
por la base.
Los colectores de los transistores son muy sensibles
a este tipo de invasiones, de modo que debemos protegerlos
para que no sufran daños irreparables.
F
Pico de corriente en el colector de un transistor.
La protección más sencilla es colocar un diodo simple en paralelo con la bobina del relé.
La idea es crear un circuito a través del cual pueda circular la corriente de pico y ser absorbida
por una resistencia (la del cable de la bobina).
Cuando llega corriente a la bobina, el diodo impide que se vaya por la rama paralela,
cortocircuitándola. Cuando cesa la corriente, el diodo permite que el pico generado por la bobina
circule por la rama paralela, donde se encuentra él.
Protección del colector del transistor conectando un diodo simple en paralelo con la bobina del relé.
En tus montajes puedes utilizar los modelos de diodos 1N4001, 1N4002... y 1N4007, todos de características
muy similares.
OBSERVA TU ENTORNO
Los tubos fluorescentes necesitan de unas bobinas llamadas reactancias para poder encenderse.
Sin embargo, como sabes, las bobinas se oponen a los cambios de corriente. Así, las reactancias
retardan el encendido de los tubos y, al apagarlos, generan una corriente que puede hacer
que salten chispas (aparece un pequeño arco eléctrico) en el interruptor.
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FICHA 12
LOS RELÉS. OPOSICIÓN A LA CONEXIÓN Y A LA DESCONEXIÓN (IV)
CUESTIONES
1
La resistencia de un cable metálico viene dada por la expresión:
R=ρ⋅
⎪⎧⎪ ρ: resistividad (Ω ⋅ m)
l
, siendo ⎪⎨ l: longitud del cable (m)
⎪⎪
S
⎪⎩ S: superficie (m2)
La bobina de un relé, realizada con hilo de cobre esmaltado de resistividad de 17,24 ⋅ 10−9 Ω · m
y de sección 0,5 mm2, presenta una resistencia de 75 Ω.
a) ¿Qué longitud de cable se habrá empleado?
b) ¿Cuántas vueltas tendrá la bobina si su diámetro es de 1 cm?
2
¿Cuál de las siguientes afirmaciones se corresponde con el circuito de la figura?
a) El motor no funcionará sea cual sea el estado
de los elementos de maniobra.
b) El motor siempre estará en funcionamiento,
pero cambiará su sentido de giro cuando se active
el interruptor.
c) El motor siempre girará en un único sentido.
d) El motor siempre estará parado porque hay
un cortocircuito en los contactos del relé.
3
¿Cuál de las siguientes afirmaciones se corresponde con el circuito de la figura?
a) Cuando se pulse Push, se encenderá la bombilla B
y cuando se deje de pulsar, se volverá a encender
la A.
b) Cuando se pulse Push, se encenderá la bombilla B,
y cuando se deje de pulsar, estarán encendidas
la B y la A.
c) Cuando se pulse Push, se encenderá la bombilla B,
y cuando se deje de pulsar, seguirá encendida la B
y apagada la A.
d) Cuando se pulse Push, se apagará la bombilla A
y la bombilla B seguirá apagada.
4
El circuito de la figura, ¿qué bombillas se encenderán al cerrar el interruptor?
a) Las bombillas A, B y F.
b) Las bombillas C, D y E.
D
c) Las bombillas A y F.
d) Las bombillas B y F.
A
E
B
C
F
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