Электрический звонок и реле
⚡ Физика · 8 класс
Электромагнит в действии
Если по катушке с железным сердечником пропустить электрический ток, она становится электромагнитом и начинает притягивать железные предметы, как обычный магнит. Но есть важное отличие: как только ток выключают, магнитные свойства такой катушки исчезают почти мгновенно. Этим электромагнит удобнее постоянного магнита — им можно управлять, включая и выключая ток. На переключении притяжения и основана работа электрического звонка и реле.
Как устроен звонок
В электрическом звонке есть электромагнит, железная пластина-якорь с молоточком на конце, металлическая чашка-колокол и пружинящий контакт. Когда нажимают кнопку, цепь замыкается, по катушке идёт ток, электромагнит притягивает якорь, и молоточек ударяет по чашке — раздаётся звон. Но при движении якоря пружинящий контакт размыкается, ток в цепи прерывается, и электромагнит сразу теряет силу. Пружина возвращает якорь в исходное положение, контакт снова замыкается — и весь процесс повторяется заново.
| Шаг | Что происходит | Результат |
|---|---|---|
| Контакт замкнут | идёт ток, электромагнит притягивает якорь | удар молоточка по чашке |
| Якорь сдвинулся | контакт разомкнулся, ток исчез | магнит отпускает якорь |
| Контакт снова замкнут | пружина вернула якорь, цикл повторяется | новый удар |
Из-за того что эти шаги повторяются очень быстро — десятки раз в секунду, молоточек ударяет по чашке многократно, и мы слышим непрерывный звон, пока удерживаем кнопку.
Кнопка нажата -> ток -> магнит притягивает якорь -> контакт размыкается -> ток исчезает -> пружина возвращает якорь -> контакт замыкается -> снова ток. Цикл повторяется десятки раз в секунду.Реле
Реле устроено похоже на звонок, но служит для другой цели. Слабый ток в катушке электромагнита притягивает якорь, и тот замыкает или размыкает контакты совсем другой цепи — с сильным током. Таким образом слабым сигналом управляют мощными устройствами, а управляющая и рабочая цепи остаются разделёнными. Реле применяют в автоматике, сигнализациях, автомобилях и многих бытовых приборах. Удобство реле в том, что управляющий ток может быть совсем слабым и безопасным, а управлять он способен мощной цепью с большим током или высоким напряжением. Например, в автомобиле слабый сигнал от кнопки на руле через реле включает мощные фары или стартер. Так электромагнит позволяет управлять сильными электрическими устройствами лёгким нажатием кнопки на расстоянии.
Частая ошибка: думать, что звонок звонит, пока ток течёт постоянно и без перерывов. На самом деле его собственный контакт сам прерывает ток много раз в секунду — именно эта прерывистость и создаёт многократные удары молоточка.
Кратко о главном
- Электромагнит притягивает якорь только при включённом токе.
- В звонке контакт сам прерывает ток, и якорь начинает колебаться.
- Молоточек бьёт по чашке десятки раз в секунду — слышен непрерывный звон.
- Реле слабым током управляет сильной цепью.