Jak działa przekaźnik samochodowy?

Przekaźnik samochodowy to zdalnie sterowany łącznik, który pozwala włączyć odbiornik pobierający duży prąd za pomocą słabego sygnału z przełącznika lub modułu elektronicznego. Działa jak elektromagnetyczny włącznik: cewka przyciąga metalową zworę, a ta zamyka obwód zasilający urządzenie.

Dlaczego przekaźnik jest potrzebny?

Bez przekaźnika prąd zasilający na przykład wentylator chłodnicy musiałby płynąć bezpośrednio przez przełącznik w kabinie. Taki odbiornik może wymagać znacznego natężenia, dlatego potrzebowałby także przewodów o dużym przekroju oraz styków odpornych na obciążenie. Mały przełącznik szybko zużywałby się lub uległby wypaleniu.

Przekaźnik rozdziela instalację na dwa obwody. Przełącznik obsługuje tylko obwód sterujący, w którym płynie niewielki prąd. Sam odbiornik korzysta natomiast z obwodu wykonawczego, prowadzącego prąd o większym natężeniu z akumulatora lub innego źródła zasilania.

Dzięki temu cienkie przewody i przełączniki w desce rozdzielczej nie muszą przenosić prądu potrzebnego do pracy silnika wentylatora, pompy czy oświetlenia. Przekaźnik nie jest jednak źródłem energii. Jest tylko łącznikiem, który pozwala bezpiecznie sterować przepływem prądu w osobnym obwodzie.

Jak działa przekaźnik samochodowy?

Mechanizm opiera się na działaniu elektromagnesu. Cewka z nawiniętym przewodem znajduje się wokół rdzenia, który po doprowadzeniu prądu wytwarza pole magnetyczne. Pole to porusza metalową zworę, nazywaną też kotwiczką, i zmienia położenie styków.

Proces przełączania przebiega w kilku etapach:

1. Kierowca naciska przełącznik albo układ sterujący aktywuje określony odbiornik.
2. Niewielki prąd płynie przez cewkę przekaźnika.
3. Cewka wytwarza pole magnetyczne i zaczyna działać jak elektromagnes.
4. Pole magnetyczne przyciąga metalową zworę połączoną ze sprężynką.
5. Poruszająca się zwora łączy odpowiednie styki obwodu wykonawczego.
6. Duży prąd płynie do odbiornika, na przykład klaksonu lub wentylatora.
7. Po wyłączeniu sterowania pole magnetyczne zanika, a sprężynka przywraca zworę do położenia spoczynkowego.

W ten sposób mały prąd sterujący nie zasila bezpośrednio urządzenia. Uruchamia jedynie cewkę, która mechanicznie przełącza mocniejszy obwód. W niektórych konstrukcjach przy cewce stosuje się diodę zabezpieczającą, określaną jako dioda flyback. Ogranicza ona skok napięcia pojawiający się przy odłączaniu zasilania cewki i może chronić elektronikę sterującą.

Z czego składa się przekaźnik?

Typowy przekaźnik samochodowy ma plastikową obudowę i kilka metalowych wyprowadzeń. Wewnątrz znajdują się elementy, które wspólnie realizują funkcję elektromagnetycznego przełącznika:

• Cewka z rdzeniem – uzwojenie z przewodu, które po doprowadzeniu prądu wytwarza pole magnetyczne.
• Zwora, czyli kotwiczka – ruchomy element metalowy przyciągany przez pole magnetyczne cewki.
• Styki – elementy przewodzące, które otwierają lub zamykają obwód wykonawczy.
• Obudowa – chroni cewkę, zworę i styki przed uszkodzeniami mechanicznymi oraz zabrudzeniami.

W przekaźnikach spotyka się oznaczenia styków NO i NC. NO, czyli „Normally Open”, oznacza styk normalnie otwarty. W stanie spoczynku obwód jest przerwany, a zostaje zamknięty po zasileniu cewki. NC, czyli „Normally Closed”, oznacza styk normalnie zamknięty. Taki obwód pozostaje zamknięty bez zasilania cewki i rozłącza się po jej aktywacji.

W popularnym przekaźniku pięciopinowym można także spotkać styk wspólny COM. Często odpowiadają mu oznaczenia 30, 87 i 87A: 30 jest stykiem wspólnym, 87 stykiem NO, a 87A stykiem NC. Nie każdy przekaźnik ma wszystkie te wyprowadzenia, dlatego ich układ zależy od konkretnej konstrukcji.

Gdzie stosuje się przekaźniki w samochodzie?

Przekaźniki znajdują się zwykle w skrzynkach bezpieczników, między innymi w komorze silnika albo we wnętrzu pojazdu. W bardziej rozbudowanych samochodach dodatkowa skrzynka może znajdować się także w bagażniku. Ich konkretne rozmieszczenie zależy od modelu auta.

Typowe zastosowania obejmują klakson, reflektory, wentylator chłodnicy, pompę paliwa i rozrusznik. Przekaźniki mogą sterować także wycieraczkami, elektrycznymi szybami, centralnym zamkiem, ogrzewaniem oraz klimatyzacją. W każdym z tych przypadków przełącznik lub sterownik wysyła sygnał do cewki, a styki przekaźnika doprowadzają większy prąd do właściwego odbiornika.

Najważniejsza zasada jest prosta: obwód sterujący uruchamia cewkę, a obwód wykonawczy zasila urządzenie. Taki podział ogranicza obciążenie przełączników, pozwala stosować krótsze i właściwie dobrane przewody wysokoprądowe oraz zwiększa bezpieczeństwo instalacji elektrycznej pojazdu.