Question

Почему операционный усилитель, включенный без обратной связи, работает как
релейный элемент?

Answer 1

Операционный усилитель всегда работает в режиме операционного усилителя - умножает разницу напряжений на входах на коэффициент усиления.
Вполне возможно без обратной связи, вручную, поймать момент линейного режима, с помощью потенциометра и вольтметра.
Если разница большая - усилитель просто перегружен.

Answer 2

Без ОС он не реле) Он компаратор то есть устройство сравнения сигналов. Коэффициент усиления у ОУ очень большой (у реального ОУ порядка 1 млн, у идеального ОУ = бесконечности) . ОУ усиливает входной сигнал во много раз, но упирается в напряжение питания. Вот тебе реле и получается.