Que es un relevador, características, operación, estructura y diseño interno.

1. Relevadores
Electromagnéticos
PTE. / PTCeI. Irlan K. Alban Ojeda
960181636

2. Introducción
• Los relevadores electromagnéticos son dispositivos esenciales
en la ingeniería eléctrica y electrónica, utilizados para controlar
circuitos de potencia mediante señales de baja tensión.
Funcionan transformando una señal eléctrica en un movimiento
mecánico, lo que permite la apertura o cierre de contactos en
un circuito. Esta capacidad de manejar de manera indirecta
corrientes y voltajes elevados con una señal de control los hace
indispensables en aplicaciones de automatización, control
industrial y protección de equipos.
• Desde sus orígenes, los relevadores han evolucionado en
términos de precisión, velocidad y fiabilidad. Con el desarrollo
de normas de seguridad y estándares internacionales, estos
dispositivos han sido optimizados para ofrecer un desempeño
consistente bajo diferentes condiciones operativas. La
integración de relevadores electromagnéticos en sistemas
modernos, tales como los tableros de control y las interfaces de
automación industrial, ha permitido la mejora en la eficiencia
operativa, minimizando riesgos y facilitando el mantenimiento
predictivo en instalaciones eléctricas complejas.

3. Definición y
Funcionamiento
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4. Concepto de relevadores
electromagnéticos
Los relevadores electromagnéticos son
fundamentales en la automatización
industrial, ya que permiten la gestión
de cargas elevadas y la seguridad en el
control de maquinaria. Estos
dispositivos operan mediante la
creación de un campo magnético, que
activa un núcleo móvil, cerrando o
abriendo los contactos. Esto facilita el
control remoto de dispositivos,
proporcionando no solo eficiencia, sino
también protección contra
sobrecargas eléctricas y cortocircuitos
en sistemas complejos.

5. Principio de operación
El principio de operación de un relevador
electromagnético es clave para su
funcionalidad. Al aplicar una corriente a
través de la bobina, se genera un campo
magnético que produce una fuerza de
atracción sobre un núcleo móvil. Este núcleo
es una pieza ferromagnética que se desplaza
al ser atraído por el campo, moviendo un
Contactos eléctricos que cierran o abren el
circuito. Este mecanismo permite controlar
dispositivos de alta potencia de forma segura
y eficiente, crucial en aplicaciones industriales
y de automatización.

6. Componentes clave
y su función
Además de los componentes mencionados,
el sistema de resorte también juega un
papel crucial en el funcionamiento de los
relevadores electromagnéticos. Este resorte
devuelve el núcleo a su posición original
una vez que la corriente se detiene,
abriendo los contactos y desconectando el
circuito. La interacción entre la bobina, el
núcleo y el resorte garantiza una acción
rápida y efectiva, fundamental para
aplicaciones que requieren respuestas
instantáneas ante cambios en la corriente o
condiciones de operación.

7. Principios
Físicos
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8. Electromagnetismo
básico
El electromagnetismo es esencial en la
comprensión y diseño de dispositivos
eléctricos como los relevadores. Se basa en
las leyes de Faraday y Amper, que describen
cómo los cambios en un campo eléctrico
pueden generar un campo magnético y
viceversa. En un relevador, cuando la
corriente fluye por la bobina, se crea un
campo magnético que interactúa con el
núcleo ferromagnético, lo que permite la
conmutación de circuitos, destacando su
importancia en la automatización y control
industrial.

9. Fuerza de atracción
del núcleo
La fuerza de atracción del núcleo en un
relevador electromagnético no solo depende
de la corriente, sino también de la geometría
de la bobina y las características del material
del núcleo. Los núcleos de materiales
ferromagnéticos, como el hierro, son más
eficaces en la concentración del flujo
magnético, lo que aumenta la fuerza de
atracción. Esta relación directa entre la
corriente y la fuerza de atracción es crucial
para garantizar el funcionamiento correcto y
confiable del sometimiento de los contactos
en diversas aplicaciones eléctricas.

10. Ley de Ampère
aplicada
La Ley de Ampère se aplica en el diseño
de relevadores al permitir predecir cómo
variará el campo magnético en función
de la corriente que fluye a través de la
bobina. Cuanto mayor sea la corriente,
más fuerte será el campo magnético, lo
que resulta en una mayor fuerza de
atracción sobre el núcleo. Esto se traduce
en la optimización del diseño de bobinas
y núcleos para lograr una operación
adecuada bajo diferentes condiciones de
carga, mejorando la eficiencia y fiabilidad
del relevador en aplicaciones industriales.

11. Tipos y
Diferencias
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12. Relevadores de
estado sólido
Los relevadores de estado sólido (SSR) ofrecen
ventajas significativas en entornos industriales,
como su capacidad para manejar altas
frecuencias de conmutación y una vida útil
prolongada al eliminar el desgaste mecánico.
Esta tecnología se basa en dispositivos
semiconductores, como transistores y triacs,
para controlar eléctricamente la carga. Sin
embargo, aunque son altamente eficientes y
silenciosos, su diseño les limita en cuanto a la
capacidad de manejo de corriente, lo que
requiere una consideración cuidadosa al
seleccionar su aplicación.

13. Relevadores
térmicos
Los relevadores térmicos son especialmente
efectivos para la protección de circuitos
eléctricos contra sobrecargas, ya que su diseño
les permite desconectar la corriente cuando la
temperatura alcanza un umbral crítico. El
bimetálico, al expandirse, activa un mecanismo
de conmutación que interrumpe el flujo de
corriente. Si bien presentan respuestas más
lentas en comparación con los relevadores
electromagnéticos, su simplicidad y bajo costo
los hacen ideales para aplicaciones donde el
tiempo de respuesta no es crítico, como en
sistemas de refrigeración.

14. Comparaciones de rendimiento y
aplicabilidad
Al comparar el rendimiento y la aplicabilidad de los relevadores
electromagnéticos y los de estado sólido, es importante considerar
el entorno operativo. Los relevadores electromagnéticos son
preferidos en situaciones con cargas elevadas y cuando se requiere
un aislamiento eléctrico robusto. Por otro lado, los relevadores de
estado sólido son perfectos para ambientes donde la vibración o el
movimiento son frecuentes, gracias a su resistente diseño sin partes
móviles. Además, su bajo consumo eléctrico los hace más eficientes
en aplicaciones modernas de automatización.

15. Simbología y
Normas
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16. Simbología eléctrica
normalizada
La simbología eléctrica normalizada no solo
ayuda a la comprensión de los diagramas, sino
que también es esencial para garantizar la
seguridad y la interoperabilidad en el diseño de
sistemas eléctricos. Normas como las
establecidas por la IEC (Comisión Electrotécnica
Internacional) y ANSI (Instituto Nacional
Americano de Normas) proporcionan un
lenguaje común que reduce la posibilidad de
errores en la instalación y mantenimiento de
sistemas, mejorando así la eficiencia operativa y
el cumplimiento normativo en proyectos
eléctricos.

17. Normas ANSI y
IEC
Las normas ANSI e IEC no solo proporcionan
directrices sobre simbología eléctrica, sino
que también abarcan requisitos para la
seguridad, confiabilidad y rendimiento de
componentes eléctricos. Estas normas
facilitan la creación de productos y sistemas
que cumplen con regulaciones
internacionales, promoviendo la
interoperabilidad y reduciendo el riesgo de
fallos. Además, su aplicación es fundamental
para cumplir con los estándares globales en
la industria eléctrica, lo que resulta en una
mayor confianza por parte de los
consumidores y usuarios finales.

18. Interpretación de esquemas
eléctricos
La interpretación de esquemas eléctricos va más allá de
simplemente identificar símbolos; también implica comprender
las interconexiones entre componentes y la dinámica del circuito.
Esto incluye reconocer cómo fluyen la corriente y la tensión a
través de los diferentes elementos, así como anticipar cómo
responderá un sistema a las variaciones en las condiciones de
operación. Una sólida comprensión de estos esquemas permite a
los ingenieros realizar diagnósticos precisos, agilizar el
mantenimiento y optimizar el diseño de sistemas eléctricos.

19. Aplicaciones y
Casos Prácticos
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20. Control de motores
eléctricos
Además de la activación y desactivación, los
relevadores electromagnéticos
desempeñan un papel crucial en la
implementación de protecciones contra
fallos en motores eléctricos. Al monitorizar
condiciones como sobrecargas,
cortocircuitos y fallos de fase, estos
dispositivos pueden desconectar
rápidamente el motor para prevenir daños
permanentes. Esta función de protección
no solo extiende la vida útil de los motores,
sino que también mejora la seguridad
operativa en entornos industriales,
minimizando el riesgo de incidentes
costosos.

21. Sistemas de protección
eléctricos
Los relevadores en sistemas de protección eléctrica, como los
relevadores de sobrecarga y los de falta a tierra, son cruciales
para la seguridad y funcionamiento eficiente de las
instalaciones. Su capacidad para monitorear continuamente
las condiciones del circuito y reaccionar ante anomalías
garantiza que se cortará el suministro eléctrico de manera
rápida. Esto no solo protege los equipos, sino que también
minimiza el riesgo de incendios eléctricos y otros peligros
relacionados, asegurando un entorno de trabajo seguro y
confiable.

22. Integración en tableros de control
La integración de relevadores en tableros de
control es fundamental para la automatización
y gestión de sistemas industriales complejos.
Estos dispositivos permiten la conexión de
múltiples componentes y subsistemas,
ofreciendo una interfaz centralizada para la
supervisión y control. Además, su capacidad
para manejar señales de entrada y salida
facilita la implementación de lógica de control
avanzada, como el arranque y paro de motores,
control de luces y sistemas de alarma,
mejorando así la eficiencia operativa y la
seguridad en entornos industriales.

23. Conclusiones
En conclusión, la adecuada implementación y comprensión de
los relevadores electromagnéticos no solo optimiza el
rendimiento de los sistemas eléctricos, sino que también
garantiza la seguridad operativa y la protección de equipos
críticos. La continua evolución de la tecnología de relevadores,
incluyendo mejoras en la fiabilidad y capacidades de
integración, permite a los ingenieros enfrentar los desafíos
modernos en automatización y control industrial, asegurando
así un futuro más eficiente y seguro en la gestión de energía.