รีเลย์แยกวงจรสั่งงานออกจากวงจรโหลดอย่างไร

เมื่อเห็นรีเลย์อยู่กลางผัง อาจเผลอคิดว่ากระแสจากสวิตช์ไหลเข้าไปแล้วออกมาเป็นกระแสก้อนใหญ่ให้โหลด ความเข้าใจนี้ทำให้ตามสายผิดทาง รีเลย์แม่เหล็กไฟฟ้าแบบทั่วไปใช้กระแสในขดลวดสร้างแรงขยับหน้าสัมผัส ส่วนพลังงานที่โหลดรับมาจากเส้นทางจ่ายของโหลดเอง การแยกสองเส้นทางตั้งแต่ต้นช่วยอธิบายได้ว่าทำไมรีเลย์ตอบสนองแล้วอุปกรณ์ยังไม่ทำงาน และทำไมโหลดมีไฟได้ทั้งที่ไม่ได้ต่อผ่านขดลวด

ขดลวดเป็นโหลดของวงจรควบคุม

ขดลวดมีปลายสองด้าน ต้องได้รับความต่างศักย์และมีทางกลับจึงมีกระแส เมื่อกระแสสร้างสนามแม่เหล็กมากพอตามคุณสมบัติรีเลย์ กลไกจะเคลื่อนหน้าสัมผัส วงจรควบคุมจึงต้องจ่ายพลังงานจริง ไม่ใช่เพียงส่งคำสั่งที่ไม่กินกระแส สวิตช์หรือวงจรขับต้องเหมาะกับขดลวดที่ใช้ ทั้งกระแสขณะทำงานและพฤติกรรมตอนหยุดจ่ายไฟ

การบอกว่าขดลวดกินกระแสน้อยเป็นการเปรียบเทียบกับโหลดในหลายงาน ไม่ใช่กฎว่าทุกรุ่นกินเท่ากัน รีเลย์ต่างรุ่นอาจมีความต้านทานขดลวดและวงจรภายในต่างกัน การวัดจากขาหนึ่งเทียบตัวถังยังไม่บอกแรงดันคร่อมขดลวดครบถ้วน หากอีกขาหนึ่งยกศักย์ตามไปด้วย แรงดันที่สร้างกระแสจริงย่อมลดลง

1. 1
   วงจรขดลวด

   แหล่งจ่ายผ่านวงจรขับและขดลวดกลับแหล่งจ่าย

2. 2
   แรงแม่เหล็ก

   ขยับหน้าสัมผัสโดยไม่ส่งกระแสโหลดผ่านลวดพัน

3. 3
   วงจรโหลด

   หน้าสัมผัสปิดแล้วโหลดมีทางไปและกลับครบ

ขดลวดขยับหน้าสัมผัส ส่วนโหลดรับพลังงานผ่านทางจ่ายของตนเอง

หน้าสัมผัสเป็นประตูในวงจรโหลด

หน้าสัมผัสที่ปิดทำให้ทางจ่ายของโหลดต่อถึงกัน กระแสโหลดไม่ได้เดินผ่านลวดพันแม่เหล็ก ในผังควรลากเส้นทางจากแหล่งจ่ายผ่านการป้องกัน ผ่านหน้าสัมผัส เข้าโหลด แล้วกลับแหล่งจ่ายให้ครบอีกวงหนึ่ง แม้สองวงใช้แบตเตอรี่ลูกเดียวกัน เส้นลวดและจุดตัดต่อที่รับภาระก็ยังคนละส่วน

คำว่าการแยกทางไฟฟ้าภายในหมายถึงไม่มีตัวนำที่ตั้งใจเชื่อมขดลวดกับหน้าสัมผัสในโครงสร้างนั้น ไม่ได้รับรองว่าระบบทั้งคันแยกจากกันทุกจุด หากภายนอกผูกด้านลบของทั้งสองวงร่วมกัน ทั้งคู่มีจุดอ้างอิงร่วมอยู่แล้ว จึงต้องพิจารณาผังภายนอกด้วย ไม่ใช้ชื่อคุณสมบัติของรีเลย์แทนการตรวจเส้นทางของระบบ

ตัวอย่างสมมติของสองกระแสที่ไม่ต้องเท่ากัน

กำหนดแหล่งจ่ายคงที่ 12 โวลต์ ขดลวดแทนด้วยความต้านทาน 80 โอห์มในสภาวะคงตัว ส่วนโหลดเป็นตัวต้านทาน 3 โอห์ม ต่อผ่านหน้าสัมผัสอุดมคติ กระแสขดลวดเท่ากับ 12 ÷ 80 = 0.15 แอมป์ และกำลังขดลวดเท่ากับ 12 × 0.15 = 1.8 วัตต์ เมื่อหน้าสัมผัสปิด กระแสโหลดเท่ากับ 12 ÷ 3 = 4 แอมป์ กำลังโหลดเป็น 48 วัตต์

หากใช้แหล่งจ่ายเดียวและไม่มีแขนงอื่น กระแสที่ออกจากแหล่งจ่ายขณะทั้งสองวงทำงานรวมกันเป็น 4.15 แอมป์ ตรวจกลับด้วยกำลังรวม 49.8 วัตต์ หาร 12 โวลต์ได้ 4.15 แอมป์ตรงกัน ไม่ได้แปลว่าขดลวดขยายพลังงาน 1.8 วัตต์ให้เป็น 48 วัตต์ ตัวเลขทั้งหมดกำหนดเพื่อฝึกแยกวงจร ไม่ใช่พิกัดขดลวดหรือกระแสใช้งานของรีเลย์รุ่นจริง

1. 1
   ขดลวด 80 โอห์ม

   12 ÷ 80 = 0.15 แอมป์

2. 2
   โหลด 3 โอห์ม

   12 ÷ 3 = 4 แอมป์เมื่อหน้าสัมผัสปิด

3. 3
   ตรวจรวม

   0.15 + 4 = 4.15 แอมป์ และกำลังรวม 49.8 วัตต์

ค่าความต้านทานเป็นสมมติฐานช่วงคงตัว

แยกคำถามเมื่อคำสั่งมาแต่โหลดเงียบ

ในโจทย์เดิม ถ้าฟิวส์เฉพาะแขนงโหลดเปิด ขดลวดยังอาจรับ 12 โวลต์และขยับได้ แต่กระแสโหลดเป็นศูนย์เพราะลูปของโหลดขาด กรณีนี้แสดงว่าหลักฐานด้านควบคุมไม่สามารถยืนยันด้านกำลังได้โดยลำพัง หากกลับกันเป็นทางกลับขดลวดขาด หน้าสัมผัสปกติเปิดย่อมไม่ถูกสั่งให้ปิด แม้ด้านเข้าหน้าสัมผัสยังมีแรงดันอยู่

การบันทึกจึงควรแยกว่าได้ตรวจแรงดันคร่อมขดลวด สถานะคำสั่ง แรงดันเข้าหน้าสัมผัส หรือแรงดันคร่อมโหลด ไม่รวมทั้งหมดเป็นคำว่ารีเลย์มีไฟ ประโยคที่ระบุคู่จุดและสถานะช่วยให้ผู้ตรวจคนถัดไปเข้าใจสิ่งที่ยืนยันแล้ว โดยไม่ต้องเดาว่าคำว่ามีไฟหมายถึงขาใด

ข้อจำกัดที่วงจรอย่างง่ายยังไม่รวม

ขดลวดจริงเป็นตัวเหนี่ยวนำ กระแสจึงไม่ได้เปลี่ยนจากศูนย์เป็นค่าคงตัวทันที และตอนหยุดจ่ายไฟมีพลังงานสะสมที่ต้องจัดการ แบบจำลองความต้านทานข้างต้นใช้คำนวณช่วงคงตัวเท่านั้น หากมีไดโอด ตัวต้านทาน หรือวงจรขับเฉพาะ ต้องอ่านส่วนเหล่านั้นเพิ่มก่อนประเมินการทำงานและการใช้แทน

หน้าสัมผัสจริงก็มีความต้านทานและอายุการตัดต่อ โหลดมอเตอร์หรือหลอดไฟไม่ได้เท่ากับตัวต้านทานคงที่ตลอดเวลา การทราบกระแสเฉลี่ยจึงยังไม่เพียงพอสำหรับเลือกรีเลย์ ประเด็นนี้เชื่อมไปยังพิกัดชนิดโหลดโดยตรง ส่วนงานที่เกี่ยวกับระบบสำคัญให้ใช้ขั้นตอนและอะไหล่ตามคู่มือรถ ไม่ต่อข้ามหน้าสัมผัสเพื่อพิสูจน์แนวคิดจากบทความ

สรุปผังให้ตรวจย้อนกลับได้

เมื่ออ่านจบควรวาดเส้นทางได้สองวง ระบุว่าตัวใดสร้างแรงแม่เหล็กและตัวใดรับกระแสโหลด พร้อมชี้จุดร่วมภายนอก ถ้ายังลากทางกลับของวงใดไม่ครบ คำอธิบายยังมีข้อมูลขาด การรู้ว่าขดลวดกับหน้าสัมผัสแยกหน้าที่กันทำให้เลือกคำถามได้ตรง แม้ยังไม่ทราบว่าส่วนใดผิดปกติ

คำอธิบายที่ดีไม่จบเพียงรีเลย์ทำงานหรือไม่ทำงาน แต่ระบุว่าการควบคุมเปลี่ยนสถานะได้หรือไม่ และพลังงานถึงโหลดตามเงื่อนไขหรือไม่ ข้อแรกเป็นหลักฐานเกี่ยวกับกลไกสั่งงาน ข้อหลังต้องมีข้อมูลวงจรโหลดประกอบ ทั้งสองอย่างควรสอดคล้องกันก่อนตัดสินผลตรวจ