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Porträt Relais – Totgesagte leben länger

| Autor / Redakteur: Barbara Stumpp / Simone Käfer

Elektromagnetische Schalter oder Relais verbinden oder trennen mittels zweier elektrisch leitender Materialien eine elektrische Verbindung. Dabei gibt es nur zwei Zustände: offen oder geschlossen. Je nach Betätigung, Bauart und Konstruktion unterscheidet man verschiedene Relaistypen.

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In den 1960ern konnte sich das Relais gegen Transistoren durchsetzen. Heute versucht es sein Glück als intelligente Variante mit Diagnosefunktion.
In den 1960ern konnte sich das Relais gegen Transistoren durchsetzen. Heute versucht es sein Glück als intelligente Variante mit Diagnosefunktion.
(Bild: Hans-Sauer-Stiftung)

Sinn und Zweck eines Schalters ist das Ein- und Ausschalten eines Stromes. Schalten kann man auf viele Arten: mechanisch, aber auch mittels Wärme oder elektrischer/magnetischer Felder. Schaltet man per Steuersignal oder Stromstoß, dann heißt der Schalter Relais oder Schütz. Der Begriff Relais kommt dabei aus einer ganz anderen Ecke: Vom 15. bis ins 17. Jahrhundert tauschten Postreiter ihre Pferde bei den Relaisstationen gegen ausgeruhte Tiere. Sicher ist: Ohne Relais gäbe es keinen Telegraphen.

Vorreiter war hier der englische Physiker Charles Wheatstone (1802–1875), der eine Schaltung erfand, mit der Stromkreise auch über lange Strecken geschlossen werden konnten. Ihre erste Anwendung fand diese Schaltung bei der Eisenbahn. Fuhr in einem Bahnhof ein Zug ab, dann meldete ein Klingelzeichen das im nächsten Bahnhof. Dazu musste die Batterie auf dem ersten Bahnhof mit der Klingel auf dem zweiten verbunden werden. Wegen der großen Distanzen war der Strom im Batteriestromkreis so gering, dass er zu schwach war, um die Klingel zum Läuten zu bringen. Wheatstone erfand eine Schaltvorrichtung, die die Klingel im zweiten Bahnhof in Gang setzte – angeregt durch die Batterie im ersten Bahnhof. Und es funktionierte selbst bei geringer Stromzufuhr.

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Mithilfe eines Elektromagneten wird dabei ein Arbeitsstromkreis geöffnet oder geschlossen. Ein Relais besteht aus zwei Stromkreisen, dem Steuerstromkreis und dem Arbeitsstromkreis. Der Steuerstromkreis betätigt über eine Magnetspule den Schalter des zweiten Stromkreises und schaltet so den Arbeitsstromkreis. Der Vorteil: Selbst ein kleiner Steuerstromkreise kann große und auch gefährliche Arbeitsstromkreise schalten.

Die Konkurrenz hieß Transistor und war bald schon überholt

Da die Telekommunikation nicht ohne Relais funktionierte, war die Technik ein wirtschaftlicher Erfolg. Aber als dann in den 1960er-Jahren der elektronische Transistor auf den Markt kam, ging es mit dem Relais abwärts. Die neuen Winzlinge fanden eigentlich überall Platz, sogar auf gedruckten Leiterplatten, waren zuverlässiger und nahezu unsterblich. Dazu war der Energieverbrauch minimal. Bedingt durch ihren Aufbau hatten die Transistoren allerdings ein Problem: Sie konnten nicht galvanisch trennen. Durch dieses Manko des Transistors sowie Verbesserungen in der Bauweise des Relais schaffte dieses es wieder auf die Erfolgsspur. Unter den verschiedenen Relaistypen haben zwei Varianten sich einen höheren Stellenwert erobert, das Reed-Relais und das Silizium-Mikrorelais. Reed-Schaltkontakte sind unter Vakuum oder Schutzgas in einen Glaskolben eingeschmolzene Kontaktzungen. Das Schalten geschieht über ein äußeres Magnetfeld.

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