Relais sind elektrische schaltbare Schaltungseinheiten, die mit niedrigen Steuersignalen große Lasten schalten können, die relativ viel Leistung benötigen. Im Auto werden diese zum Beispiel verwendet, um den Anlasser zu steuern, der letztendlich den Motorstart bei etwa 4,8kW bis 6kW einleiten würde. Das Zündschloss kann diesen Schaltvorgang aufgrund der hohen Leistungsaufnahme nicht standhalten und würde zerstört werden.
Die folgende Abbildung visualisiert vier Relais.
Relais gibt es in diversen Größen und für verschiedene Anwendungen. Inzwischen werden sie jedoch oft durch andere Komponenten ersetzt, auf die später genauer eingegangen wird.
Das Relais könnte als ein elektromechanisches Bauteil angesehen werden, das zum einen Teil aus einer Elektronik und zum anderen Teil aus einer mechanischen Konstruktion besteht. Dabei besitzt es mindestens vier Anschlussklemmen.
Das Relais besteht aus verschiedenen Bauteilen. Im Relaisinneren ist ein Eisenkern, der zusammen mit einer Spule einen Elektromagneten bildet. Außerdem befindet sich ein so genannter beweglicher Anker im Relais, der durch eine Feder in einem Zustand verharrt. Dieser Anker schaltet einen metallischen Kontakt. Zwei Relaisanschlüsse sind mit der Spule verbunden und bilden den Steuerkreis. Die anderen beiden Anschlüsse sind mit dem inneren metallischen Kontakten verbunden und bilden den Laststromkreis.
Die obere Abbildung visualisiert das Prinzip eines deaktivierten Relais. Die innere Spule führt keinen nennenswerten Strom. Der Anker befindet sich dadurch in der Normalposition. Die Arbeitskontakte wiederum berühren sich nicht gegenseitig. Der Schalter ist also geöffnet.
Die obere Abbildung visualisiert das Prinzip eines aktivierten Relais. Die innere Spule führt jetzt einen Strom. Der Anker wird durch das Magnetfeld der Spule angezogen und drückt dadurch die Arbeitskontakte zusammen. Der Schalter ist jetzt geschlossen und es kann Strom durch den Laststromkreis fließen.
Die obere visualisierte Animation stellt das Arbeitsprinzip eines Relais dar. Ist der Steuerkreisschalter geschlossen, dann kann Strom durch die Spule fließen und erzeugt dadurch ein Magnetfeld. Das Magnetfeld wird durch den Eisenkern verstärkt und zieht den Anker zu dem Arbeitskontakt hin. Sobald die Verbindung besteht, wäre der Laststromkreis geschlossen und die Glühlampe würde beginnen zu leuchten.
Die obere Animation visualisiert ein gängiges Relais.
Das Relais besitzt dabei eine Maximalspannung für den fließenden Strom und eine Arbeitsspannung für den Steuerstromkreis.
Damit der Schaltvorgang funktioniert, zwischen dem Anker und dem Arbeitskontakt, muss das Magnetfeld eine Arbeitsenergie aufweisen. Die Stärke des Magnetfeldes ist dabei abhängig vom der Spulenstromstärke, um das Relais zuverlässig schalten zu können. Es muss dabei eine minimale Stromstärke durch den Steuerkreis fließen.
Die untere Abbildung visualisiert das Schaltzeichen des Relais, die oft in Schaltplänen auftauchen.
