Hola, ¿qué tal? Espero te encuentres muy bien y listo para aprender algo nuevo y muy interesante el día de hoy. Como viste en el titulo de este artículo, vamos a conocer a fondo un dispositivo electrónico muy famoso: el RELEVADOR. Este dispositivo tiene muchas aplicaciones importantes, las cuales iremos conociendo y, sobre todo, comprendiendo paso a paso.

Para que queden mucho más claros todos los puntos, iré explicándote desde la definición fundamental del relevador, hasta circuitos ejemplos de los relevadores, pasando por características, simbología, tipos de relevadores, entre otros subtemas específicos. Descuida, puede que suene a mucha teoría, pero verás que todo se tornará muy sencillo de comprender, pues todo estará conectado.

Al finalizar este artículo, tu ya podrás reconocer a un relevador física y funcionalmente; podrás trabajar con estos dispositivos con una confianza gigantesca, pues todos los puntos teóricos que estás por aprender te servirán para lograr este objetivo.

Sin más preámbulo, ¡comencemos!

¿Qué es un relevador?

Un relevador o también conocido como “relé” lo podemos definir sencillamente de la siguiente forma:

El relevador es un dispositivo de naturaleza electromagnética que tiene como función principal ser un interruptor controlado eléctricamente.

Esta es la definición general de un relevador, pero veámoslo con mayor detenimiento. Los relevadores son dispositivos electrónicos que funcionan como interruptores; sin embargo, a diferencia de otro tipo de interruptores, los relevadores son accionados de forma eléctrica. gracias a una bobina que se encuentra en su interior en conjunto con un electroimán (por eso se dice que es un dispositivo de naturaleza electromagnética). 

El funcionamiento esencialmente es el mismo, pero puede llegar a tener cambios sustanciales dependiendo del tipo de relevador, más adelante veremos esto.

Como dato interesante, la palabra "relé" viene del francés “relais”, que significa “relevo”. Esto quizá te recuerde mucho a aquellas carreras en las que los miembros de un mismo equipo se turnan para completar la carrera, pasándose el relevo por medio de un bastón. Déjame decirte que lo que hacen los relevadores es muy parecido; reciben una señal eléctrica y pueden enviarla a otros dispositivos, encendiéndolos o apagándolos por su propiedad de interruptor.

Antes de pasar a conocer la simbología, el funcionamiento y otros detalles de los relés, veamos brevemente la historia de estos aparatos.

Historia de los relevadores

Los relevadores tienen muchísimos años, pues el crédito de invención se le da al científico estadounidense Joseph Henry, en el año de 1835, con la misión de optimizar su telégrafo eléctrico que inventó en 1831.

No obstante, también se le da el crédito de invención al científico inglés Edward Davy en el mismo año que Joseph Henry; se dice que Edward fue quien inventó el relevador eléctrico.

Algo que se suele ignorar en la historia de los relevadores, es que los fundamentos de este dispositivo aparecieron en el año 1809, a manos de Samuel Thomas von Sommerring, que diseño en ese año un relevador electrolítico que funcionaba en su propio telégrafo electroquímico.

Hoy en día, es uno de los componentes electrónicos más utilizados. Ahora que ya hemos conocido la historia del relé, veamos como podemos reconocer a este aparato mediante su simbología.

Simbología del relevador

Conocer la simbología es sumamente importante, porque a la hora de estar trabajando con un relevador en alguna práctica de laboratorio o si estamos diseñando un sistema, las hojas de datos te describirán el funcionamiento del relé por medio de simbología. En el caso de los relevadores, sus símbolos vienen estrechamente relacionados con el tipo de contacto, los cuales se dividen en cuatro:

• SPST.
• SPDT.
• DPST.
• DPDT.

Símbolo del relevador SPST

Esta es la simbología del contacto SPST (Single-Pole Single-Throw), que en español quiere decir que es un contacto de un solo polo y un solo tiro. Este tipo de contactos pueden ser normalmente cerrados (NC o NO) o normalmente abiertos (NA). Por ejemplo, en la imagen tenemos un relevador normalmente abierto (NA), lo que significará que en estado de reposo no pasará corriente al circuito en el que se encuentre, hasta que se cierre el interruptor, y los contactos normalmente cerrados funcionarán de forma contraria.

Símbolo del relevador SPDT

Este tipo de contacto en relevadores es el más común, y hay un 99% de probabilidad de que, si trabajas con estos dispositivos, te lo encuentres, pues es muy común utilizarlo en prácticas de estudio de electrónica. El SPDT se caracteriza por tener un contacto común o polo (4) y dos pines que sirven como opciones de funcionamiento: normalmente abierto (3) y normalmente cerrado (5). Los pines 1 y 2 corresponden a la bobina.

Símbolo del relevador DPST

DPST o Dos-Polos y Un-Tiro. Este relevador se caracteriza por poseer dos contactos que se activan por medio de la bobina (4 y 6) y dos tiros (3 y 5) que pueden ser normalmente abiertos (NA) o normalmente cerrados (NO o NC).

Símbolo del relevador DPDT

Finalmente están los DPDT o Doble-Polo y Doble-Tiro, los cuales se caracterizan por poseer dos polos o comunes (4 y 7) separados por dos contactos, los cuales pueden ser normalmente abierto (3 y 6) o normalmente cerrados (5 y 8).

Como puedes observar, no es muy complicado reconocer los tipos de contacto en los relevadores; solo basta con que eches un vistazo al número de pines o “patitas” que tenga el relevador con el que te encuentras trabajando. Más adelante vamos a trabajar con el relevador SPDT para trabajar un circuito ejemplo, pues es el más común.

Por ahora dejemos las simbologías por un rato y vayamos a conocer las partes que constituyen a un relevador.

Compra tus relevadores

Te dejo las siguientes opciones para que compres hoy mismo tus relevadores y te lleguen lo antes posible.

Partes de un relevador

Para entender el funcionamiento del relevador, primero debemos repasar las partes que constituyen a un relevador, cosa que haremos brevemente a continuación:

• Bobina: la bobina consiste en un hilo de cobre (o algún otro material conductor) que se encuentra enrollado en un núcleo de hierro.
• Armadura: esta armadura es metálica y es atraída por la bobina cuando actúa como imán.
• Contactos: los contactos son plaquillas metálicas conductoras que se encargan de la conexión del relevador.

Funcionamiento del relevador

El funcionamiento del relevador en sencillo de describir:

• La bobina crea un campo magnético cuando se hace pasar una corriente eléctrica sobre ella.
• Provocando que el núcleo de hierro se comporte como un electro-imán, teniendo la capacidad de atraer piezas metálicas.
• Y aquí es donde entra en acción la armadura, la cual empuja a los contactos para cambiar su posición; este fenómeno permite el paso de la corriente por los contactos o evitarlo.

Recuerda que usualmente tenemos tres contactos: 

• Común.
• Normalmente abierto (NA).
• Y normalmente cerrado (NC o NO).

Como te dije anteriormente, puede que el funcionamiento cambie un poco al estar hablando de algún tipo de relevador en particular, pero eso lo veremos en los tipos de relevadores.

Ojalá hayas comprendido el funcionamiento esencial del relevador ¿Verdad que no es tan complicado? Ahora conozcamos las características inherentes de estos dispositivos y sus ventajas.

Características de un relevador

Conocer las características generales de los relevadores es algo muy importante, pues son aspectos que se deben tomar en cuenta al comprar o al estar diseñando un sistema que ocupe este tipo de componentes. Es por eso que, a continuación, te menciono punto a punto las características más importantes:

Voltaje de la bobina

Es muy importante conocer el valor de voltaje con el que empieza a funcionar la bobina, el cual lo puedes encontrar en otras fuentes como voltaje nominal de bobina. El valor de este voltaje es establecido por el fabricante, y pueden variar dependiendo del modelo que se obtenga.

Voltaje establecido

Este tipo de voltaje representa al voltaje mínimo que se necesita para que el relevador pueda realizar la operación de conmutación. El valor del voltaje establecido siempre es menor al voltaje ideal de la bobina, y depende mucho de qué tipo de relé estemos empleando.

Corriente de la bobina

Al igual que es importante conocer el valor del voltaje de la bobina, también es importante conocer la corriente que va a consumir la bobina cuando se introduzca el voltaje. Esta característica es muy importante al diseñar los relevadores y sus controladores, pues este último deberá dejar pasar la corriente suficiente para accionar la bobina y el núcleo de hierro.

Potencia de los contactos

Representa la potencia máxima con la que pueden trabajar los contactos del relevador, la cual se puede representar por medio de volts o de amperes, dependiendo del fabricante.

Número de contactos

Un relevador puede tener varios contactos, dependiendo de si se trata de un relevador SPST, SPDT, DPST y DPDR, los cuales ya vimos en las simbologías.

Estas han sido las características más importantes de los relevadores, y como te mencione al inicio, es importante tomarlas en cuenta a la hora de utilizar estos componentes en nuestros diseños. 

Otra cosa que también debes tomar en cuenta son los tipos de relés que existen y sus características singulares, algo que repasaremos a continuación.

Tipos de relevadores

Existen muchísimos tipos de relevadores, y depende de muchos factores como el tipo y número de contactos (tal cual lo vimos en las simbologías) o el tipo de corriente de accionamiento. 

Lo que es verdad, es que nos vamos a centrar en los relevadores que controlan potencias medias y bajas; aquellos relevadores que controlan potencias grandes ya no se llaman relevadores, sino contactores. 

Ahora que ya están claros los puntos anteriores, conozcamos la variedad de relevadores que existen.

Relevadores electromecánicos

Los relevadores electromecánicos son aquellos que esencialmente funcionan con una bobina, una armadura de hierro, entre otras partes. Aquí nos dividimos en cinco categorías:

Relevadores de núcleo móvil

• Estos relevadores se caracterizan por estar formados por un émbolo; además, utiliza un solenoide para el control de contactos (dispositivo que crea un campo magnético muy intenso y uniforme en el interior y muy débil en el exterior) gracias a la fuerza de atracción. Usualmente se ocupan estos relevadores en aquellas aplicaciones que necesitan un control de altas corrientes eléctricas.

Relevadores de armadura

• En este tipo de relés, se posee un electro-imán que provoca la oscilación de una armadura a ser activado, controlando los contactos que, como vimos anteriormente, pueden ser normalmente cerrado (NC) y normalmente abierto (NA). A pesar de ser los más antiguos, siguen siendo los relevadores más utilizados.

Relevadores polarizados

• Se constituyen por una armadura que esta unida a un imán, provocando un efecto de electro-imán. A la hora de que se excita con corriente eléctrica, se mueve la armadura y se crea el control de contactos, cerrándolos y abriéndolos.

Relevadores reed

• Los relevadores de tipo reed o de lengüeta están compuestos de una ampolla de vidrio, con contactos montados en laminas conductoras dentro de ella. Otra parte muy importante es una bobina que se encuentra alrededor de la ampolla,, la cual conmuta a los contactos.

Relevadores tripolares

• Son usados de forma versátil en sistemas monofásicos, bifásicos y trifásicos).

Relevadores de corriente alterna

Cuando te encuentres con un relevador de corriente alterna, debes saber que la bobina se activa con corriente alterna, y el flujo magnético que hay en el circuito también es de naturaleza alterna. Todo esto provoca que se genere sobre los contactos una fuerza pulsante con una doble frecuencia.

Aquí en América Latina los contactos (cuando son conectados a la red de corriente alterna) oscilan a 2x50 Hz, pero generalmente se modifica la resonancia en los contactos para evitar la oscilación.

Relevador de estado solido

Estos relevadores son muy parecidos a los relevadores electromecánicos, pero son creados para un uso más rudo. Está compuesto por un aislamiento de entrada que generalmente es un optoacoplador, un circuito de disparo para detectar la corriente de línea y un triac como interruptor de potencia. Los relés de estado solido están diseñados para aplicaciones donde se requiere conmutar altos amperajes, además de un uso continuo de los contactos del relevador, situación que no podría soportar los relevadores electromecánicos.

Relevadores de láminas

Este tipo de relevadores están constituidos por un electroimán que es excitado por una corriente alterna; este electroimán atrae algunas varillas sintonizadas para crear resonancia eléctrica a varias frecuencias. Estos relevadores se utilizan mucho en el telecontrol.

Relevadores de acción retardada

Describir a estos relés es sencillo: son aquellos que disponen de retardos en sus conexiones, ya sea por motivos de diseño o por la alimentación de la bobina que contiene el relevador. Sin embargo, hay dos tipos de retardos: retardo a la conexión y retardo a la desconexión. Veamos de que trata cada una.

Relevadores con retardo a la conexión

• Mecánicamente podemos obtener este retardo aumentando la masa que posee la armadura con el objetivo de que exista una mayor inercia del sistema móvil. Otra técnica muy utilizada es la de aplicar corriente continua en la alimentación del relevador; esto se logra conectando el relé con una resistencia previa y un capacitor en paralelo con la bobina, o establecer al relevador dos devanados con corriente en oposición.

Relevadores con retardo a la desconexión

• Para obtener el retardo a la desconexión mediante técnicas mecánicas, es disminuir la presión de los resortes del relé; no obstante, la forma más eficiente de obtener este tipo de retardo es por medio de la corriente continua, conectando al relé con un capacitor en paralelo, aplicándole un devanado adicional en cortocircuito o un devanado adicional controlado por contacto auxiliar.

Relevadores con retención de posición

Los relevadores con retención de posición tiene un diseño especial, pues posee remaches de alta remanencia dentro de agujeros en el núcleo y la armadura del mismo. Otro detalle que posee el diseño es que las caras polares en contacto están bien rectificadas, lo que provoca que al cerrar el circuito magnético del relevador quede en una misma posición así la bobina sea desconectada. La posición de reposo inicial se va a retomar solo cuando entre una corriente de sentido contrario.

Existen otros tipos de relevadores, como los relevadores mojados en mercurio, los relevadores de enclavamiento, relés de vacío, y muchos más; no obstante, los que acabamos de conocer son los más importantes y los que debes reconocer.

Estamos llegando a la recta final de este artículo, y para llegar por completo a ese punto, debemos conocer la importancia del relevador; no hay mejor forma de conocer esta importancia más que realizar una aplicación real con este componente. Vamos allá.

Circuito ejemplo de relevadores

Para este circuito ejemplo he diseñado un circuito en donde se utilicen dos relevadores de 12v tipo SPDT aplicados a un par de motores y a un sistema de luces LED's que indiquen que motor esta siendo activado mediante un botón normalmente abierto (NA). Cuando el botón este sin accionar, un motor estará operando mediante un relevador, pero si accionamos el botón, ese relevador que estaba operando inicialmente se cerrará, dando paso al funcionamiento de otro relevador y, por ende, de otro motor. En este circuito tenemos una fuente de alimentación de 12v, justo lo que necesita el relevador.

Como te mencione anteriormente, cuando se encuentra sin accionarse el botón, el motor #1 esta operando gracias al relevador dos (RL2) en conjunto con el LED rojo. Esto se ve de la siguiente forma:

Cuando accionamos el botón y lo dejamos pulsado, se activará el motor 2 gracias a relevador 1 (RL1), y el LED amarillo es el que va a indicar esta operación. Esto se ve de la siguiente forma:

Como puedes ver, es una aplicación muy sencilla, pero funcional para saber como trabajan los relevadores. Así como yo coloqué motores, tu puedes colocar otro tipo de componentes, como lamparas o algo por el estilo.

Ya hemos completado la parte de los ejemplos prácticos, y ha sido bastante sencillo. Ahora, y como punto final, veamos las aplicaciones que poseen los relevadores.

Aplicaciones de los relevadores

• Recordemos algo esencial sobre los relevadores: estos se ocupan en aquellas aplicaciones donde se requiere controlar un circuito de alta potencia o alto voltaje con un circuito de baja potencia o bajo voltaje. Como pudiste ver en los antecedentes históricos del relé, primero fueron aplicados a la telegrafía, en la cual había una señal débil recibida que podía controlar un contacto para regenerar la señal y poder transmitirla después.
• Otra aplicación histórica de los relevadores es en las centrales telefónicas, pues eran de gran ayuda en los circuitos de control auxiliares. Hubo una compañía llamada “The Relay Automatic Telephone Company” que se dedicó a fabricar centrales telefónicas basadas solo en conmutaciones por medio de relevadores. Todo esto fue posible gracias al estudio que se le dio al control lógico aplicado a los relevadores; este control lógico aplicaba todas las operaciones y del algebra booleana.
• Hoy en día los relevadores ocupan un gran espacio en aquellas aplicaciones donde se necesita controlar cargas inductivas y resistivas mediante control digital, en los sistemas de comunicación, en la seguridad en sistemas mecánicos (los relevadores de protección electromecánicos se utilizan para detectar sobrecargas en líneas eléctricas) y circuitos de potencia.
• Ya puedes darte una idea de la importancia que tienen los relevadores en la historia pasada y actual de la electrónica y la tecnología en general; su versatilidad ha permitido la creación de muchos sistemas automatizados que han facilitado muchos trabajos humanos.

Conclusiones

¡Enhorabuena! Hemos llegado al final de este artículo; fue un poco extenso por la teoría, pero todo eso es muy necesario para que comprendieras el poder y lo tan interesante que son los relevadores. Pudimos comprender desde la definición básica del relevador, un poco de historia y todas sus características, hasta un ejemplo práctico, el cual tienes la oportunidad de replicar en un circuito real por su sencillez.

Los relevadores son históricos, pues han pasado muchísimas décadas desde que se inventaron por primera vez, y hoy en día siguen teniendo una gran influencia en los sistemas digitales y en la automatización de procesos, por decir algunos ejemplos de aplicación, pues con este componente se puede hacer bastantes cosas interesantes.

Antes de despedirnos, te dejo algunos puntos que valen la pena recordar en esta racha final, con el objetivo de tener todo más fresco y comprendido, ¡vamos allá!

• Los relevadores, o también llamados relé, son interruptores que pueden ser controlados eléctricamente, gracias a sus propiedades electromagnéticas.
• Los relevadores están constituidos de una bobina de cobre, un núcleo de hierro, una armadura metálica y contactos que permiten la conexión del relevador con un circuito o sistema.
• Los contactos suelen categorizarse en tres: común, normalmente cerrado (NC o NO) y normalmente abierto (NA). Esto depende mucho con que tipo de relevador o con que tipo de sistema de contactos estemos trabajando.
• Existen cuatro tipos de contactos en los relevadores: SPST, SPDT, DPST y DPDT. El más utilizado es el SPDT, que posee únicamente los contactos que mencionamos en el punto anterior.
• Los relevadores se utilizan comúnmente en aplicaciones que requieran controlar una carga, o sencillamente en donde se necesite un interruptor que pueda ser controlado eléctricamente.
• Una de las mayores ventajas que existen al usar relevadores, es que existe una separación eléctrica entre la corriente eléctrica de accionamiento, y los circuitos o componentes que están conectados con los contactos, pues esto permite manejar altas potencias con pequeños voltajes de control.

Y así es como hemos llegado al final. Espero que te haya gustado mucho este artículo y hayas aprendido bastante sobre los relevadores; ya estas lista/o para manejar estos componentes con seguridad, pues te llevas muchos conocimientos suficientes para hacerlo.

No olvides compartir esta fuente de conocimiento y tampoco olvides seguir aprendiendo y aplicando lo aprendido.

¡Hasta la próxima!