Principe de fonctionnement du relais thermique Construction du relais de surcharge thermique

Le coefficient de dilatation est l'une des propriétés fondamentales de tout matériau. Deux métaux différents ont toujours des degrés de dilatation linéaire différents. Une lame bimétallique se courbe toujours lorsqu'elle est chauffée, en raison de cette inégalité de dilatation linéaire entre deux métaux différents.

Principe de fonctionnement du relais thermique

Un relais thermique fonctionne en se basant sur la propriété mentionnée ci-dessus des métaux. Le principe de fonctionnement de base d'un relais thermique est que, lorsque une lame bimétallique est chauffée par une bobine chauffante traversée par un courant excédentaire du système, elle se courbe et ferme les contacts normalement ouverts.

Construction du relais thermique

La construction du relais thermique est assez simple. Comme le montre la figure ci-dessus, la lame bimétallique comporte deux métaux – le métal A et le métal B. Le métal A a un coefficient de dilatation plus faible, tandis que le métal B a un coefficient de dilatation plus élevé.

Lorsqu'un courant excédentaire traverse la bobine chauffante, il chauffe la lame bimétallique.
En raison de la chaleur générée par la bobine, les deux métaux se dilatent. Mais la dilatation du métal B est supérieure à celle du métal A. En raison de cette dilatation différentielle, la lame bimétallique se courbera vers le métal A, comme le montre la figure ci-dessous.

La lame se courbe, le contact NO est fermé, ce qui finit par alimenter la bobine de déclenchement du disjoncteur.
L'effet de chauffage n'est pas instantané. Selon la loi de Joule, la quantité de chaleur générée est

Où I est le courant excédentaire traversant la bobine chauffante du relais thermique.
R est la résistance électrique de la bobine chauffante, t est le temps pendant lequel le courant I traverse la bobine chauffante. Il est donc clair, selon l'équation ci-dessus, que la chaleur générée par la bobine est directement proportionnelle au temps pendant lequel le courant excédentaire traverse la bobine. Ainsi, il y a un retard prolongé dans le fonctionnement du relais thermique.

C'est pourquoi ce type de relais est généralement utilisé là où le surcharge est autorisée à circuler pendant une durée prédéterminée avant de provoquer un déclenchement. Si la surcharge ou le courant excédentaire retombe à sa valeur normale avant cette durée prédéterminée, le relais ne sera pas activé pour déclencher l'équipement protégé.
Une application typique du relais thermique est la protection contre les surcharges des moteurs électriques.

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