【自学嵌入式笔记：模电】33. 继电器入门

33. 继电器入门

一、开关电路：基础控制单元

1. 定义与作用

开关电路是一种 基础电子电路，通过电信号控制电流或电压的流动、输出。其核心逻辑为 “用电控制电” —— 利用小电信号（如低电压、弱电流），实现对大电流、高电压负载的通断管理。

2. 核心意义

• 是现代电子技术的基石，广泛应用于计算机、自动化设备等电路设计；
• 实现 “弱电控制强电”：通过隔离小信号与大负载，保障系统安全，同时提升控制灵活性（如用单片机信号控制大功率电器）。

二、继电器：电信号控制的“电磁开关”

1. 基本概念

继电器是一种 基于电磁感应原理 的元件，通过 小电流信号 控制 大电流/高电压电路 的通断。核心价值：用弱电控强电，实现物理隔离与安全控制。

2. 工作原理（电磁感应）

继电器利用“通电线圈产生磁场”的特性工作：

• 当控制端（如电路中D、E引脚）通电时，线圈产生磁场，吸引衔铁移动，触发触点切换；
• 当控制端断电时，磁场消失，弹簧拉动衔铁复位，触点恢复初始状态。

3. 结构组成（结合示意图）

部件	作用说明
电磁线圈	通电产生磁场，驱动衔铁机械动作
衔铁	受磁场吸引移动，实现触点切换
弹簧	断电时拉动衔铁复位，恢复初始触点
触点（A/B/C）	物理连接电路，不同触点对应不同回路

4. 工作过程（分步骤）

1. 通电吸合：

   • 控制端（D、E）通电 → 线圈产生磁场 → 衔铁被吸引 → 触点B、C接触 → 目标电路导通（如大功率负载工作）。

2. 断电释放：

   • 控制端断电 → 磁场消失 → 弹簧拉动衔铁复位 → 触点A、B接触 → 目标电路断开（如大功率负载停止）。

5. 典型应用场景

• 智能家居：用低电压信号（如单片机5V输出）控制220V灯光、空调通断；
• 电力系统：高压电路保护（用弱电信号控制断路器，避免直接接触强电）；
• 工业自动化：机器人、产线设备中，精准控制电机、加热丝等大负载。

三、关键联系：开关电路与继电器

• 继电器是 开关电路的具体实现，通过电磁特性扩展“用电控电”的能力；
• 核心价值：隔离强弱电 —— 小信号端（控制电路）与大负载端（主电路）物理隔离，提升系统安全性与抗干扰能力。

（实践建议：可通过仿真工具（如Circuit JS）模拟继电器电磁吸合过程，或用Arduino+继电器模块搭建“手机APP控制台灯”等简易项目，验证“小电控大电”逻辑。）