BR202022001084U2

BR202022001084U2 - RELAY WITH POLARIZABLE TERMINALS

Info

Publication number: BR202022001084U2
Application number: BR202022001084-1U
Authority: BR
Inventors: André Luis Bonaventura
Original assignee: André Luis Boaventura
Filing date: 2022-01-19
Publication date: 2023-08-01

Abstract

Isolar eletricamente os terminais de um relé e promover a comutação entre os terminais isolados permitem a geração de uma corrente elétrica de deslocamento de Maxwell para um dispositivo qualquer, tal como um resistor (6).

Electrically isolating the terminals of a relay and promoting switching between the isolated terminals allows the generation of a Maxwell displacement electrical current for any device, such as a resistor (6).

Description

RELAY WITH POLARIZABLE TERMINALS

[01] O produto dessa inovação pertence ao campo dos artigos de geradores de corrente elétrica e relés elétricos.[01] The product of this innovation belongs to the field of electrical current generators and electrical relays.

State of the art

[02] A inovação consiste em adaptações nos terminais dos relés (semicondutores ou eletromecânicos: US7235803B2, US2950423A). Entre as diversas aplicabilidades do relé, destacamos a propriedade de direcionar o fluxo de corrente elétrica entre os terminais, isto é, entre o terminal comum com NA (normalmente aberto) ou NF (normalmente fechado).[02] The innovation consists of adaptations to the relay terminals (semiconductor or electromechanical: US7235803B2, US2950423A). Among the various applications of the relay, we highlight the property of directing the flow of electrical current between the terminals, that is, between the common terminal with NO (normally open) or NC (normally closed).

Deficient point of the state of the art

[03] Conforme será destacado ao longo deste relatório descritivo, o objetivo da invenção é inibir a passagem de corrente elétrica entre os terminais do relé. Portanto, o principal ponto deficiente do estado da técnica é o fluxo de corrente elétrica entre os terminais do relé.[03] As will be highlighted throughout this descriptive report, the objective of the invention is to inhibit the passage of electrical current between the relay terminals. Therefore, the main deficiency point of the prior art is the flow of electrical current between the relay terminals.

Utility Model Patent Proposal Solution

[04] A solução da proposta é isolar eletricamente alguns contatos do relé. O isolamento pode ser feito com materiais dielétricos ou ferroelétricos que são polarizáveis ou mesmo poliméricos. Materiais dielétricos ou ferroelétricos, na presença de um campo elétrico externo, permitem que os dipolos elétricos internos se organizem e promovem apenas a passagem (continuidade) do campo elétrico incidente. Essa é uma propriedade fundamental para se obter o produto desejado: um relé com terminais polarizáveis que geram corrente elétrica de deslocamento de Maxwell.[04] The proposed solution is to electrically isolate some relay contacts. Insulation can be done with dielectric or ferroelectric materials that are polarizable or even polymeric. Dielectric or ferroelectric materials, in the presence of an external electric field, allow the internal electric dipoles to organize themselves and only promote the passage (continuity) of the incident electric field. This is a fundamental property to obtain the desired product: a relay with polarizable terminals that generate Maxwell displacement electric current.

[05] Por isso, para elucidar o que é proposto, apresentamos a ilustração de um relé qualquer. O pronome “qualquer” visa a destacar que a invenção não se limita ao modelo (desenho) ou arranjo do relé, mas no isolamento elétrico de um ou mais terminais do dispositivo.[05] Therefore, to clarify what is proposed, we present an illustration of any relay. The pronoun “any” aims to highlight that the invention is not limited to the model (design) or arrangement of the relay, but in the electrical isolation of one or more terminals of the device.

Brief description of the figure

[06] FIG. 1 – Elementos de um relé qualquer, porém, as continuidades dos terminais NF (9) e NA (13) são isolados eletricamente por materiais isolantes (10 e 12, respectivamente). Os demais elementos são: fonte de corrente elétrica (1), núcleo ferroelétrico (2), bobina (3), haste comutadora (4), terminal comum (5), resistor (6), terra (7), mola (8) e campo elétrico (11).[06] FIG. 1 – Elements of any relay, however, the continuities of the NC (9) and NO (13) terminals are electrically isolated by insulating materials (10 and 12, respectively). The other elements are: electric current source (1), ferroelectric core (2), coil (3), commutator rod (4), common terminal (5), resistor (6), ground (7), spring (8) and electric field (11).

Detailed description of the invention

[07] Analisando a FIG. 1, observamos que a haste comutadora (4) - não revestida com material isolante - está em contato com o isolante elétrico (10) que reveste a continuidade do terminal NF (9). Sobre o terminal NF (9), há cargas elétricas positivas que geram um campo elétrico (11) que polariza o material isolante (10). Devido o campo elétrico (11) que incide na haste comutadora (4), cargas elétricas negativas subirão do terra (7), passando pelo resistor (6) e pelo terminal comum (5) do relé, estacionando na haste comutadora (4). Esse processo ocorrerá até o equilíbrio eletrostático entre essas cargas elétricas negativas provindas do terra (7) com as cargas elétricas positivas isoladas no terminal NF (9) ser atingido.[07] Analyzing FIG. 1, we observe that the switching rod (4) - not covered with insulating material - is in contact with the electrical insulator (10) that covers the continuity of the NC terminal (9). On the NC terminal (9), there are positive electrical charges that generate an electric field (11) that polarizes the insulating material (10). Due to the electric field (11) that affects the switching rod (4), negative electrical charges will rise from the ground (7), passing through the resistor (6) and the common terminal (5) of the relay, parking on the switching rod (4). This process will occur until the electrostatic balance between these negative electrical charges coming from ground (7) and the positive electrical charges isolated on the NC terminal (9) is reached.

[08] Quando a fonte de corrente elétrica (1) é acionada, a bobina (3) gera um campo magnético que fica concentrado no núcleo ferroelétrico (2). Então, o campo magnético atrai a haste comutadora (4) até encostar no material isolante (12) que reveste a continuidade do terminal NA (13). Contudo, o terminal (13) possui cargas elétricas negativas que geram um campo elétrico que polarizará o material isolante (12). Esse campo elétrico expulsa as cargas elétricas negativas que estavam na haste comutadora (4) e que foram atraídas do terra (7), conforme descrito no parágrafo anterior. Após esse fato, o campo elétrico atrairá cargas elétricas positivas do terra (7) que passarão pelo resistor (6) e pelo terminal comum (7) e estacionarão na haste comutadora (4). Tal processo (movimento de cargas elétricas) ocorrerá até atingir o equilíbrio eletrostático entre as cargas elétricas positivas provindo do terra (7) com as cargas elétricas negativas isoladas no terminal NA (13).[08] When the electric current source (1) is activated, the coil (3) generates a magnetic field that is concentrated in the ferroelectric core (2). Then, the magnetic field attracts the switching rod (4) until it touches the insulating material (12) that covers the continuity of the NA terminal (13). However, the terminal (13) has negative electrical charges that generate an electric field that will polarize the insulating material (12). This electric field expels the negative electrical charges that were on the switching rod (4) and that were attracted from the ground (7), as described in the previous paragraph. After this fact, the electric field will attract positive electrical charges from the ground (7) which will pass through the resistor (6) and the common terminal (7) and park on the switching rod (4). This process (movement of electrical charges) will occur until electrostatic balance is reached between the positive electrical charges coming from the ground (7) with the negative electrical charges isolated at the NA terminal (13).

[09] Quando o gerador de corrente elétrica (1) é desligado, o campo magnético do eletroímã cessa. A força restauradora da mola (8) puxa a haste comutadora (4) para a posição inicial, isto é, em contato com o material isolante (10) que reveste a continuidade do terminal NF (9). Como esperado, as cargas elétricas positivas atraídas do terra (7) e estacionadas na haste comutadora (4) - processo descrito no parágrafo anterior - são expulsas pelo campo elétrico gerado pelas cargas elétricas positivas do terminal NF (9) e as cargas elétricas negativas serão, novamente, atraídas do terra (7), passando pelo resistor (6) e estacionarão na haste comutadora (4) até atingir o equilíbrio eletrostático.[09] When the electric current generator (1) is turned off, the magnetic field of the electromagnet ceases. The restoring force of the spring (8) pulls the switching rod (4) to the initial position, that is, in contact with the insulating material (10) that covers the continuity of the NC terminal (9). As expected, the positive electrical charges attracted from ground (7) and parked on the commutator rod (4) - process described in the previous paragraph - are expelled by the electrical field generated by the positive electrical charges of the NC terminal (9) and the negative electrical charges will be , again, attracted from ground (7), passing through the resistor (6) and will park on the switching rod (4) until reaching electrostatic balance.

[10] Portanto, se o gerador de corrente elétrica (1) for acionado periodicamente, concluímos que o fluxo de cargas elétricas provinda do terra (7) é equivalente a uma corrente elétrica (i), cuja origem é derivada da Lei de Maxwell aplicada sobre a haste comutadora (4). Note que, na haste comutadora (4), há fluxo de campo elétrico (11) intermitente e que está em função da frequência do eletroímã. Portanto, a corrente elétrica (i) que passa pelo resistor (6) é equivalente à corrente de deslocamento de Maxwell (id). A intensidade de id está em função da área da haste comutadora (4), intensidade do campo elétrico (E) e pela frequência (f) do gerador de corrente elétrica (1); logo:
id = . A. E. f[10] Therefore, if the electric current generator (1) is activated periodically, we conclude that the flow of electric charges coming from the ground (7) is equivalent to an electric current (i), whose origin is derived from Maxwell's Law applied over the switching rod (4). Note that, in the commutator rod (4), there is an intermittent electric field flow (11) that depends on the frequency of the electromagnet. Therefore, the electric current (i) passing through the resistor (6) is equivalent to the Maxwell displacement current (id). The intensity of id is a function of the area of the commutator rod (4), intensity of the electric field (E) and the frequency (f) of the electric current generator (1); soon:
id = . AE f

[11] Na FIG. 1, apenas as continuidades dos terminais NF (9) e NA (13) foram revestidas por materiais isolantes. Porém, se somente a haste comutadora (4) fosse revestida com material isolante, o processo de geração de id, e consequentemente i, também ocorreria. O resistor (6) pode ser substituído por qualquer outro dispositivo que necessite de corrente elétrica (como televisões, celulares, carros elétricos, motos elétricas, baterias ou bobinas para aplicar a Lei de Faraday). Em suma, a invenção é uma fonte de corrente elétrica de Maxwell, devido à comutação dos contatos do relé.[11] In FIG. 1, only the continuities of the NC (9) and NO (13) terminals were covered with insulating materials. However, if only the switching rod (4) were covered with insulating material, the process of generating id, and consequently i, would also occur. The resistor (6) can be replaced by any other device that requires electrical current (such as televisions, cell phones, electric cars, electric motorcycles, batteries or coils to apply Faraday's Law). In short, the invention is a Maxwell source of electric current, due to the switching of the relay contacts.

[12] A inovação apresentada pode ser confeccionada em circuito impresso (culminando em um chip) ou pela união dos componentes por meio de fios e soldas, resultando em um módulo robusto de geração de corrente de deslocamento. Pode, também, combinar vários relés para aumentar a intensidade de corrente elétrica total, caracterizando um banco de relés.[12] The innovation presented can be made on a printed circuit (culminating in a chip) or by joining the components using wires and solders, resulting in a robust displacement current generation module. You can also combine several relays to increase the total electrical current intensity, characterizing a bank of relays.

Claims

RELAY WITH POLARIZABLE TERMINALS is characterized by being any relay with one or more electrically insulated terminals.

RELAY WITH POLARIZABLE TERMINALS, according to claim 1, is characterized by being a Maxwell source of electrical current, due to the switching of the relay contacts.

RELAY WITH POLARIZABLE TERMINALS, according to claims 1 and 2, is characterized by being an electric current generating chip (if the components are mounted on a printed circuit) or a robust electric current generating module (if the components are joined through wires and solders).

RELAY WITH POLARIZABLE TERMINALS, according to claims 1, 2 and 3, is characterized by combining several relays (bank of relays) to increase the total electrical current intensity supplied to any device, such as a resistor (6) or a coil to apply Faraday's Law (law of induction of an electromotive force).