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大部分電路的組成，「開關掣」是一個不可或缺的零件，其最大目的是控制電流的流動，未按開關時，電路開啟；按下開關後，電路閉合，電流流通，就如此簡單。機械式開關掣，結構簡單，相對便宜，但應用在較特殊電路中，另一種開關零件，繼電器（Relay）便應運而生，當你清楚認識它後，便能靈活地應用在日常生活中。
一般繼電器（Relay）大致可分成電子式及機械式二種，以下論述是機械式繼電器。
圖一：各式各樣的繼電器
先來看看繼電器的結構和運作原理。繼電器的構造上分為兩部分，一邊用作操控輸入部分（控制端），一邊是組成開關部分（被控制端）。典型的繼電器款式是電磁繼電器（圖二），本文亦以此為講述例子。
圖二：電磁繼電器
把鐵芯外邊繞著線圈便成為電磁鐵。當線圈兩端加上一定電壓後，電流流過線圈，暫時變成磁鐵，而當線圈不通電時則磁力消失，從而操控其開關部分，繼電器正是利用這個原理構造（圖三）。
圖三：把電磁繼電器的外殼拆開觀察內部構造，當中最顯眼的是電磁鐵。
圖四為電磁繼電器的結構簡圖。控制端部分由電磁鐵組成，被控制端的部分則是由可動金屬片和接點組成。不通電時金屬片接向某個接點（或懸空），本圖則接向 A 點，當 D 點和 E 點之間加上電壓，電流流過電磁鐵，金屬片向另一個接點（C 點）吸合。
圖四：電磁繼電器的結構簡圖
說白一點，被控制端不過是普通的開關，只不過它不用人手直接控制，而是以非接觸方式來控制該電路開路和閉路罷了。控制端和被控制端所駁接的電路兩者獨立，互不影響。繼電器可作自動控制電路，例如將繼電器加入感應元件（Sensor），我們便可利用環境的變化，如溫度、壓力、光等，作為輸入控制的條件，得到更廣泛的應用，亦可用作電路保護，避免過熱或因過大電流而燒毀電子器材。以上所說只是繼電器一般典型應用。
繼電器有不同規格，封裝上多註明線圈額定電壓（Coil
Rating Voltage）和接點最大可承受的電流和電壓（圖五），應用時要特別注意。線圈額定電壓表示線圈激磁所需的電壓，若線圈兩端的電壓少於這數值，繼電器便不能工作。
圖五：繼電器上標有規格的例子
此繼電器的線圈額定電壓為 9VDC，即至少需要 9V 才能工作，而且輸入電壓必為直流電。至於 CONTACT 下方標示的兩列規格（5A 250VAC 及 5A 30VDC），表示繼電器被控制端的接點最大可承受電流，與及該部分電路的最大輸入電壓。如超過最大值，會縮短繼電器的使用壽命。
之前說繼電器的被控制端如普通的開關。最簡單的開關有兩個接點（Terminal），其中一個接點作訊號輸入點，叫「刀」或「軸」（Pole），另一個接點作訊號輸出點，叫「擲」或「切」（Throw）。這款開關便屬單刀單擲（Single Pole Single Throw，SPST）開關（圖六）。
圖六：SPST 開關的電路符號
同樣，繼電器亦分不同數目的「刀」和「擲」，例如：
SPST：Single Pole Single
Throw，單刀單擲 / 單軸單切
SPDT：Single Pole Double Throw，單刀雙擲 / 單軸雙切
DPST：Double Pole Single Throw，雙刀單擲 / 雙軸單切
DPDT：Double Pole Double Throw，雙刀雙擲 / 雙軸雙切
各電路符號見圖七。
圖七：繼電器的電路符號
「刀」的數目就如繼電器的控制端可同時控制多少個單刀開關。擁有雙刀的繼電器，即可令兩組獨立的單刀開關同時開啟或關閉。「擲」的數目是指每組單刀開關有多少個輸出點。單擲只能令訊號通過或不通過輸出點，雙擲則表示開關在「開」或「關」的狀態分別與不同接點接合。換句話說，它能獨立控制兩組接至不同電源的設備。
繼電器除作自動控制應用外，它的主要優勢是以小電流控制大電流電路，此外又因它能遙距控制電路，它適合用於某些不便直接走近開關設備的環境。假設燈泡位於有高幅射的室內，而且需要大電流點亮，這時適合使用繼電器控制（圖八）。可能你認為：我們不便把普通開關設在室內位置沒錯，但把電線拉長，將開關移到遠距離也可以控制燈泡點亮，為什麼要選擇繼電器呢？
圖八：簡單的繼電器應用例子——遙距控制設備的開關
別忘記這例子有設定條件，就是燈泡需大電流工作。電線有內阻（R），電流（I）流過電線有功率（P）損耗，其關係為 P = I2 x R，如果把電線拉長，即電線的內阻增大，功率損耗更大，令電線發熱。此情況下使用繼電器，便能以小電流控制燈泡電路，也可保護人體免受幅射影響。
雖然電磁式繼電器有以上優點，但它的機械結構亦為它帶來一些缺點。最主要的問題是不能做到高速開關，因此較難與高頻輸入訊號同步。金屬片在開合間易出現反彈（Rebound），對反應敏感的線路引致控制錯誤。它普遍體積大，並不便應用於小型電路上。另外它的接點會隨接合次數逐漸磨蝕，造成接觸不良。繼電器在切換開關時發出的「嗒」一聲，也造成噪音滋擾，電流大時更會現出火花。現今機械式繼電器已被電子式繼電器所取代，因為電子式繼電器，可作高速開關，低噪音、低秏損、低干擾等。
機械式繼電器看似缺點很多，不過只要發揮創意，對零件可運用得融會貫通，它其實可以做到意想不到的功能。結束本文前讓我給你一個挑戰題：
如何運用繼電器設計模擬栓鎖器（Latch）電路，按下開關一次（SET）時，燈泡永久亮著，直至按下另一個開關一次（RESET）後，燈泡才永久熄滅？
問題沒提供詳細的零件規格，例如燈泡的瓦數、線圈額定電壓等。大家可自由假設不同條件，電路設計以簡潔、選擇零件時不需互為遷就為佳。下一次將與大家分享不同解決方案，並分析各電路的優缺點。
