Un relais utilise un faible courant de commande dans une bobine pour actionner des contacts qui commutent un circuit séparé. La bobine et les contacts sont isolés électriquement, ce qui permet à un circuit de commande de faible puissance de commuter une charge bien plus importante. Un contacteur est essentiellement un relais de forte puissance conçu pour commuter fréquemment des circuits de puissance, avec des contacts robustes face aux arcs et généralement une protection contre les surcharges.
Commande de la bobine
Courant de bobine d’un relais
Problem. Une bobine de relais est prévue pour 12 V et mesure 120 Ω. Quel courant absorbe-t-elle et quelle puissance dissipe-t-elle ?
Solution. I = 12 ÷ 120 = 0,100 A = 100 mA. P = V × I = 12 × 0,100 = 1,2 W.
Les contacts sont repérés normalement ouvert (NO), normalement fermé (NC) et commun (COM). La caractéristique des contacts s’applique à un type de charge donné ; une valeur pour charge résistive ne se transpose pas automatiquement à un moteur, à une lampe à fort courant d’appel ou à une charge capacitive.
Charges inductives et roue libre
Lorsque le courant de bobine est interrompu, le champ magnétique qui s’effondre induit une tension pouvant être bien supérieure à la tension d’alimentation. Une diode de roue libre aux bornes d’une bobine continue fournit un trajet à ce courant et protège le transistor de commande. La diode doit être dimensionnée pour le courant de bobine et pour la tension inverse qu’elle subira, avec marge.
- La tension et la résistance de bobine déterminent le courant de commande.
- Les contacts NO se ferment sous tension ; les contacts NC s’ouvrent sous tension.
- Les caractéristiques des contacts dépendent de la charge et doivent être vérifiées sur la charge réelle.
- Une diode de roue libre est nécessaire aux bornes d’une bobine continue commandée par un semi-conducteur.
- Un relais statique n’a pas de contacts mobiles mais présente tout de même des fuites et des limites de surtension.
- Un relais isole un circuit de commande faible d’une charge commutée.
- Le courant de bobine vaut V/R et la puissance V × I.
- Les caractéristiques des contacts dépendent du type de charge.
- Une diode de roue libre protège le pilote de la surtension inductive.
Worked example
Une bobine de relais 24 V de 480 Ω absorbe 24 ÷ 480 = 50 mA et dissipe 24 × 0,050 = 1,2 W. Une diode de roue libre dimensionnée au-delà du courant de bobine et de la tension inverse est placée aux bornes de la bobine.