Wie können Schaltvorgänge mit einem Relais ausgelöst werden?

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1 Naturwissenschaften - Physik - Elektrik und Elektronik - 9 Elektromagnetismus (P375900) 9.5 Steuern mit einem Relais Experiment von: Phywe Gedruckt: :36:47 intertess (Version 3.2 B24, Export 2000) Aufgabe Aufgabe Wie können Schaltvorgänge mit einem Relais ausgelöst werden? Zeige, dass man ein elektromagnetisches Relais zum Öffnen, Schließen und Umschalten von Stromkreisen (Arbeitsstromkreisen) verwenden kann. Raum für Notizen. Wenn Sie als Lehrer angemeldet sind, finden Sie nachstehend eine Schaltfläche für Zusatzinformationen. - -

2 Zusätzliche Informationen Die Schüler kennen den Aufbau und die Wirkungsweise eines Elektromagneten und im Allgemeinen auch schon dessen Anwendung in einem einfachen Relais. Die vorgeschlagenen Vorüberlegungen erleichtern die Übersicht über die Schaltung des im Versuch eingesetzten Umschaltrelais. Hinweise zum Aufbau und zur Durchführung Um die Schaltung übersichtlich zu gestalten, sollten die Schüler die Verbindungen zu den Schaltkontakten B und C des Relais mit 25-cm-Verbindungsleitungen herstellen. Anmerkungen Relais haben den Vorteil, dass man mit schwachen Steuerströmen Arbeitsströme mit großen Leistungen schalten kann. Solche Relais heißen Schütze. Relais können auch mit niedrigen Steuerspannungen hohe Arbeitsspannungen schalten

3 Material Material Material aus "TESS advanced Physik Set Elektrik/Elektronik-Baustein-System Elektrik, EB-BS" (Bestellnr ) und "TESS advanced Physik Ergänzungsset Elektrik/Elektronik-Baustein-System Elektromagnetismus und Induktion, EB-IND" (Bestellnr ) Position Material Leitungs-Baustein, winklig, SB Bestellnr Menge 4 2 Leitungs-Baustein, T-förmig, SB Leitungs-Baustein, unterbrochen, SB Leitungs-Baustein, Anschlussbaustein, SB Ausschalter, SB Lampenfassung, E0, SB Relais 6 V, SB Verbindungsleitung, 32 A, 500 mm, rot Verbindungsleitung, 32 A, 500 mm, blau Zusätzliches Material 0 Glühlampe, 2 V / 0, A, E0, 0 Stück Stück Netzgerät, V DC / 6 V, 2 V AC Für das Experiment benötigte Materialien - 3 -

4 Aufbau Aufbau Baue den Versuch entsprechend der Abb. und Abb. 2 mit der Glühlampe L im Arbeitsstromkreis auf. Der Schalter sollte ausgeschaltet sein. Stelle für den Steuerstromkreis eine Gleichspannung von 6 V- und für den Arbeitsstromkreis eine Wechselspannung von 2 V~ ein. Abb. Abb

5 Durchführung Durchführung Vorüberlegungen Betrachte das zur Verfügung stehende Relais bevor du mit dem Versuch beginnst. Zwei Kontakte des einen Relaisbausteins sind mit der Spule des Relais verbunden (R und R'). Die drei Kontakte im anderen Relaisbaustein gehören zum Schalter des Relais. Wenn der Stromkreis in dem die Spule des Magneten liegt (Steuerstromkreis) nicht geschlossen ist, dann sind die leitenden Verbindungen so hergestellt, wie es der Aufdruck auf dem Relaiskächstchen zeigt. Eine Verbindung, die bei geöffnetem Steuerstromkreis geschlossen ist heißt Ruhekontakt. Das Relais wirkt als Öffner eines Arbeitsstromkreises. Eine Verbindung, die bei geöffnetem Steuerstromkreis geöffnet ist heißt Arbeitskontakt. Das Relais wirkt als Schließer eines Arbeitsstromkreises. Vervollständige Tabelle auf der Ergebisseite mit Hilfe der Abb. 3. Abb. 3 Das Experiment Schalte das Netzgerät ein und beobachte die Glühlampe L. Schließe und öffne den Steuerstromkreis mehrmals mit dem Ausschalter. Beobachte die Glühlampe L und notiere Deine Beobachtungen unter () auf der Ergebnisseite. Unterbreche den Arbeitsstromkreis durch Entfernen der Glühlampe L und baue den Arbeitsstromkreis 2 mit der Glühlampe L2 auf (Abb. 4 und Abb. 5). Schließe und öffne den Steuerstromkreis mehrmals mit dem Ausschalter. Beobachte die Glühlampe L2 und notiere Deine Beobachtungen unter (2) auf der Ergebnisseite. Schließe den Arbeitsstromkreis wieder mit der Glühlampe (Abb. 6 und 7). Schließe und öffne den Steuerstromkreis mehrmals mit dem Ausschalter. Beobachte dabei beide Glühlampen und notiere Deine Beobachtungen unter (3) auf der Ergebnisseite. Schalte das Netzgerät aus

6 Abb. 4 Abb. 5 Abb. 6 Abb

7 Ergebnisse Ergebnisse Steuerstromkreis ist geschlossen geöffnet Tabelle Verbindung besteht zwischen den Punkten nnnnnnnnnn nnnnnnnnnn unterbrochen ist die Verbindung zwischen den Punkten nnnnnnnnnn nnnnnnnnnn Steuerstomkreis ist geschlossen geöffnet Verbindung besteht zwischen den Punkten A und B A und C unterbrochen ist die Verbindung zwischen den Punkten A und C A und B () Der Arbeitsstromkreis wird unterbrochen, wenn der Steuerstromkreis geschlossen wird und umgekehrt

8 (2) Der Arbeitsstromkreis wird geschlossen, wenn der Steuerstromkreis geschlossen wird und umgekehrt. (3) Beim Schließen und Unterbrechen des Steuerstromkreises wird von einem Arbeitsstromkreis auf den anderen umgeschaltet

9 Auswertung Auswertung Frage : Relais können als Öffner (), Schließer (2) oder Umschalter (3) eingesetzt werden. Nenne Beispiele für denkbare Anwendungen von Relais. Anwendungen von Relais sind möglich bei: Telefonanlagen der Straßenbeleuchtung Feuermeldern Frage 2: Welche Vorteile hat die Anwendung von Relais als Schalter? - 9 -

10 Relais können weit entfernte und schwer zugängliche Arbeitsstromkreise steuern und dadurch zu Geld- und Materialeinsparungen beitragen