Princípio de Funcionamento do Relé Térmico Construção do Relé de Sobrecarga Térmica

O coeficiente de expansão é uma das propriedades básicas de qualquer material. Dois metais diferentes sempre têm graus diferentes de expansão linear. Uma lâmina bimetálica sempre se curva quando aquecida, devido a essa desigualdade de expansão linear entre dois metais diferentes.

Princípio de Funcionamento do Relé Térmico

Um relé térmico funciona dependendo da propriedade mencionada acima dos metais. O princípio básico de funcionamento do relé térmico é que, quando uma lâmina bimetálica é aquecida por uma bobina de aquecimento que carrega corrente excessiva do sistema, ela se curva e fecha contatos normalmente abertos.

Construção do Relé Térmico

A construção do relé térmico é bastante simples. Como mostrado na figura acima, a lâmina bimetálica tem dois metais – metal A e metal B. O metal A tem um coeficiente de expansão menor, enquanto o metal B tem um coeficiente de expansão maior.

Quando a corrente excessiva flui pela bobina de aquecimento, esta aquece a lâmina bimetálica.
Devido ao calor gerado pela bobina, ambos os metais são expandidos. No entanto, a expansão do metal B é maior do que a do metal A. Devido a essa expansão dissimilar, a lâmina bimetálica se curvará em direção ao metal A, como mostrado na figura abaixo.

A lâmina se curva, o contato NA (normalmente aberto) é fechado, o que, por fim, energiza a bobina de disparo do disjuntor.
O efeito de aquecimento não é instantâneo. Conforme a lei de Joule de aquecimento, a quantidade de calor gerada é

Onde, I é a corrente excessiva fluindo pela bobina de aquecimento do relé térmico.
R é a resistência elétrica da bobina de aquecimento, t é o tempo durante o qual a corrente I flui pela bobina de aquecimento. Portanto, a partir da equação acima, fica claro que o calor gerado pela bobina é diretamente proporcional ao tempo durante o qual a corrente excessiva flui pela bobina. Assim, há um atraso prolongado na operação do relé térmico.

Por isso, esse tipo de relé é geralmente usado onde a sobrecarga é permitida para fluir por um período predeterminado de tempo antes de disparar. Se a sobrecarga ou a corrente excessiva cair para o valor normal antes desse período predeterminado, o relé não será acionado para disparar o equipamento protegido.
Uma aplicação típica do relé térmico é a proteção contra sobrecarga de motores elétricos.

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