Relés, Contactores y Sensores: Fundamentos y Aplicaciones en Electricidad

Relés, Contactores y Sensores: Componentes Clave en Electricidad y Electrónica

Los relés, contactores y sensores son elementos fundamentales en el campo de la electricidad y la electrónica, desempeñando roles cruciales en el control y la automatización de sistemas. A continuación, se describen sus características, ventajas y desventajas.

Relés

Los relés son dispositivos electromecánicos que actúan como interruptores controlados eléctricamente. Utilizan una pequeña corriente para controlar un circuito de mayor potencia. Al aplicar tensión a la bobina del relé, se genera un campo magnético que atrae una armadura, la cual acciona los contactos, abriendo o cerrando el circuito.

Ventajas de los Relés

• Fácil adaptación a diferentes tensiones.
• Termicamente independientes (funcionan en rangos de -40°C a 80°C).
• Permiten la conexión de varios circuitos independientes.
• Alta resistencia.
• Separación galvánica entre el circuito de mando y el principal.

Desventajas de los Relés

• Abrasión de los contactos debido al arco voltaico y oxidación.
• Mayor tamaño en comparación con los transistores.
• Ruido durante la conmutación.
• Velocidad de conmutación limitada (3ms a 17ms).
• Susceptibilidad a la suciedad en los contactos.

Contactores

Los contactores son interruptores electromagnéticos diseñados para conectar y desconectar circuitos de alta potencia. Similar a los relés, utilizan una corriente de mando para controlar un circuito de mayor capacidad. Se emplean comúnmente para controlar motores eléctricos y otros equipos de alta demanda energética.

Ventajas de los Contactores

• Capacidad para controlar grandes potencias con una energía de mando reducida.
• Separación galvánica entre el circuito de mando y el principal.
• Mantenimiento reducido.
• Independencia de la temperatura.

Desventajas de los Contactores

• Abrasión de los contactos.
• Ruido de conmutación elevado.
• Grandes dimensiones.
• Velocidad de conmutación limitada (10ms a 50ms).

Contadores

Los contadores son dispositivos que registran pulsos eléctricos. La preselección del valor a contar se realiza presionando un botón de puesta a cero y ajustando los valores deseados. Al alcanzar el valor preseleccionado, se acciona un juego de contactos. Pueden ser incrementales o decrementales, y se pueden resetear manual o eléctricamente.

Sensores

Los sensores son dispositivos que detectan cambios en el entorno y los convierten en señales eléctricas. Existen diversos tipos, cada uno diseñado para detectar diferentes parámetros.

Presostatos

Los presostatos convierten señales neumáticas (presión) en señales eléctricas ajustables.

Temporizadores

Los temporizadores controlan el tiempo de activación o desactivación de un circuito.

• Temporizador con retardo a la conexión: Al accionar el pulsador, comienza a contar y, una vez transcurrido el tiempo, se conecta.
• Temporizador con retardo a la desconexión: Al accionar el pulsador, comienza a contar y, una vez transcurrido el tiempo, se desconecta.

Fototransistores

El fototransistor es un transistor sensible a la luz. La base recibe una señal luminosa del emisor, lo que provoca una señal amplificada del colector al emisor. Generalmente, se utiliza luz infrarroja, no visible al ojo humano.

Sensores Inductivos

Los sensores inductivos detectan metales. Pueden operar en CA (2 hilos, 20V a 250V, hasta 50 impulsos por segundo) o en DC (3 hilos, 10V a 30V, hasta 2000 impulsos por segundo). La distancia de reacción varía de 0.8mm a 15mm, y operan en un rango de temperatura de -25°C a +70°C. Existen versiones NPN y PNP. La inversión de polaridad puede dañar el transistor, por lo que algunos modelos incluyen protección contra polarización inversa.

Sensores de Proximidad

Los sensores de proximidad detectan la presencia de objetos cercanos. Pueden ser de apertura lenta o instantánea.

Sensores Capacitivos

Los sensores capacitivos detectan una amplia variedad de objetos, incluyendo líquidos, sólidos no metálicos. Son similares a los inductivos, pero de mayor tamaño.

Sensores Magnéticos

Los sensores magnéticos son sensibles a campos magnéticos producidos por un imán permanente.

Sensores Tipo Reed (Burbuja)

Los sensores tipo Reed, también conocidos como sensores de burbuja, se activan mediante un campo magnético.

Sensores Fotoeléctricos

Los sensores fotoeléctricos utilizan un haz de luz para detectar objetos. Existen tres tipos:

• Barrera: Un emisor y un receptor separados. El emisor dirige un rayo de luz hacia el receptor.
• Reflexión: El emisor y el receptor están en el mismo bloque, y el rayo de luz se refleja en un espejo especial.
• Proximidad: La reflexión del rayo se produce en la misma superficie del objeto detectado.

Selectores

Un selector es un conmutador con dos o más posiciones estables, en las que permanece tras su accionamiento.