Cuando ocurre una sobrecarga en un motor eléctrico, genera un aumento en la intensidad de la corriente eléctrica que circula en los conductores causando un efecto de calentamiento y joule.
El principio de funcionamiento del relé de sobrecarga se basa en la acción conjunta de 3 elementos bimetálicos, cada uno correspondiente a una fase de suministro del motor, y 2 interruptores, responsables de detener el motor y señalar el problema.
Los elementos bimetálicos, formados por dos cuchillas muy delgadas hechas de materiales con diferentes coeficientes de expansión, superpuestos y soldados, cuando se calientan se doblan, esta flexión se transmite a través de engranajes mecánicos al interruptor que abre o cierra sus contactos (95-96 y 97 - 98) insertado en el circuito de control de la carga a proteger.