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1. 직렬 릴레이의 응용
1.1. 자성의 응용
자성은 다양한 분야에서 활용되고 있다. 최초로 사용된 것은 나침반이다. 이후 자성은 발전기에 사용되어 극적인 발전을 이루었다. 발전기에서는 자력선을 쇄교하는 도체에서 기전력이 생성된다. 즉, 전기자 권선이 발전기 틀에 고정되어 있고 자력선을 생성하는 계자권선이 회전하면서 도체가 자력선을 쇄교하여 전압이 발생한다. 전기모터 또한 모터의 전기자와 관련된 자장과 계자권선 사이의 상호 작용을 이용한다. 이처럼 자기장은 여러 전기 분야에서 광범위하게 활용된다. 전자기 코일과 변압기 등에서도 전자기적 원리가 적용된다.
1.2. 릴레이 전자기 장치
릴레이는 산업현장이나 가정에서 널리 사용되는 전자기적으로 동작하는 원격제어 스위치이다. 릴레이에는 하나 또는 여러 개의 접점이 있는데, 전자석에 의해 여기되면 접점이 열리거나 닫히게 된다. 여기되지 않은 상태에서 열려 있는 접점을 정상 개방(normally open; NO) 접점이라고 하고, 닫혀 있는 접점을 정상 단락(normally closed; NC) 접점이라고 한다.
릴레이는 일반적으로 전자석, 회전자로 불리는 움직일 수 있는 소형 판, 그리고 회전자에 접촉되는 접점들로 구성된다. 전자석에 전류가 흐르면 자기장이 발생하여 회전자를 끌어당기게 되고, 이에 따라 접점이 열리거나 닫히게 된다. 예를 들어, 그림 30-2(a)와 같은 릴레이에서 전자석이 여기되면 이동 접점인 단자 3이 정지 접점인 단자 4에 접촉하여 닫힌 상태가 되고, 전자석의 여기가 해제되면 접점이 정상 개방 상태로 돌아간다. 또한 그림 30-2(b)와 (c)와 같이 기계적으로 결합된 2개의 회전자로 구성된 릴레이에서도 유사한 동작이 이루어진다.
이처럼 릴레이는 전자기적 원리에 의해 동작하여 스위칭, 지시, 전달 등의 기능을 수행할 수 있다. 릴레이의 이러한 특성은 낮은 전압과 전류로도 원격지에서 큰 전압과 전류를 제어할 수 있게 해준다. 따라서 릴레이는 다양한 산업 및 가전 분야에서 널리 활용되고 있다.
1.3. 원격조정 동작
릴레이의 중요한 장점 중 하나는 상대적으로 낮은 전압으로 원격위치에서 동작할 수 있다는 것이다. 릴레이의 전자석 코일은 멀리 떨어진 전원에 의해 저전류, 저전압으로 여기될 수 있다. 이에 반해 접점에 연결된 경우에는 더 큰 전압과 전류에 의해 동작할 수 있다. 이러한 특성을 이용하면 낮은 전압으로 제어할 수 있는 원격제어 시스템을 구현할 수 있다. 예를 들어, 277V를 제어하기 위해 12V 직류 전원을 사용할 수 있다. 또한 릴레이 회로는 단락과 개방을 위해 모두 사용될 수 있는데, 열 센서에 연결된 릴레이 코일이 과열 상태를 감지하면 NC 접점을 개방하여 히터의 전원을 차단할 수 있다. 이처럼 릴레이는 저전압 회로로 고전압 회로를 제어할 수 있어 원격제어 시스템 구현에 매우 유용하다.
1.4. 릴레이 사양(specifications)
릴레이 제조회사는 릴레이에 대한 사양서를 제공한다. 여기에는 릴레이의 정격, 직류 용인지 교류 용인지 등에 관한 사양이 포함된다. 릴레이 코일과 같이 외부 단자들은 육안으로 위치를 확인할 수 있지만, 봉함이 되어 있다면 육안으로 확인하는 것이 불가능하다. 따라서 저항계를 사용하여 단자를 확인한다. 임의의 두 단자 측정을 위해 저항계가 사용되며, 가능한 두 단자의 조합은 한정되어 있다. 코일의 저항...
