Principio de funcionamiento y construcción del relé térmico de sobrecarga

El coeficiente de expansión es una de las propiedades básicas de cualquier material. Dos metales diferentes siempre tienen diferentes grados de expansión lineal. Una tira bimetálica siempre se dobla cuando se calienta, debido a esta desigualdad de expansión lineal de dos metales diferentes.

Principio de Funcionamiento del Relé Térmico

Un relé térmico funciona dependiendo de la propiedad mencionada anteriormente de los metales. El principio básico de funcionamiento del relé térmico es que, cuando una tira bimetálica se calienta por una bobina de calefacción que lleva corriente excesiva del sistema, se dobla y cierra contactos normalmente abiertos.

Construcción del Relé Térmico

La construcción del relé térmico es bastante simple. Como se muestra en la figura, la tira bimetálica tiene dos metales: el metal A y el metal B. El metal A tiene un coeficiente de expansión menor y el metal B tiene un coeficiente de expansión mayor.

Cuando fluye una corriente excesiva a través de la bobina de calefacción, esta calienta la tira bimetálica.
Debido al calor generado por la bobina, ambos metales se expanden. Pero la expansión del metal B es mayor que la del metal A. Debido a esta expansión desigual, la tira bimetálica se doblará hacia el metal A, como se muestra en la figura siguiente.

Al doblarse la tira, el contacto NO se cierra, lo que finalmente energiza la bobina de disparo del interruptor de circuito.
El efecto de calentamiento no es instantáneo. Según la ley de Joule, la cantidad de calor generado es

Donde, I es la corriente excesiva que fluye a través de la bobina de calefacción del relé térmico.
R es la resistencia eléctrica de la bobina de calefacción, t es el tiempo durante el cual la corriente I fluye a través de la bobina de calefacción. Por lo tanto, de la ecuación anterior, queda claro que, el calor generado por la bobina es directamente proporcional al tiempo durante el cual la corriente excesiva fluye a través de la bobina. Por lo tanto, hay un retraso prolongado en la operación del relé térmico.

Por eso, este tipo de relé generalmente se utiliza donde se permite que la sobrecarga fluya durante un tiempo predeterminado antes de que se active. Si la sobrecarga o la corriente excesiva disminuye a un valor normal antes de este tiempo predeterminado, el relé no se activará para desconectar el equipo protegido.
Una aplicación típica del relé térmico es la protección contra sobrecargas de motores eléctricos.

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