Реостат принцип работы: Реостат принцип работы. Для чего нужен реостат, принцип его работы в цепи

Содержание

Реостат принцип работы. Для чего нужен реостат, принцип его работы в цепи

Реостат (от греч. rhéos — течение, поток и statós — стоящий, неподвижный)

электрический аппарат (устройство) для регулирования и ограничения тока или напряжения в электрической цепи, основная часть которого — проводящий элемент (ПЭ) с переменным электрическим сопротивлением. Величина сопротивления ПЭ может изменяться плавно или ступенчато. При необходимости изменения тока или напряжения в небольших пределах Р. включают в электрическую цепь последовательно (например, при ограничении пускового тока в электрических машинах). Для регулирования тока или напряжения в широком диапазоне (от нуля до максимального значения) применяется потенциометрическое включение Р., являющегося в этом случае регулируемым делителем напряжения (См. Делитель напряжения).

В соответствии с назначением Р. их разделяют на пусковые, пускорегулировочные, нагрузочные и Р. возбуждения. По способу теплоотвода различают Р. с воздушным, масляным и водяным охлаждением. В зависимости от материала, из которого изготовлен ПЭ, Р. делятся на металлические (наиболее распространены), жидкостные и угольные. Простейшие металлические Р. — ползунковые, у которых сопротивление изменяется перемещением контактного ползунка непосредственно по виткам проволоки из материала с высоким удельным сопротивлением (манганин, константан, нихром, фехраль, сталь), намотанной на цилиндр из электроизоляционного материала (См. Электроизоляционные материалы) (фарфор, стеатит). Жидкостный Р. состоит из сосуда, наполненного электролитом (10-15%-ный раствор Na 2 CO 3 или K 2 CO 3 в воде), с опущенными в него электродами. Регулирование его сопротивления осуществляется изменением расстояния между электродами или глубины их погружения в жидкость. Угольный Р. выполняют в виде столбиков, набранных из тонких угольных шайб. Его сопротивление регулируется изменением давления, приложенного к столбикам.

Лит.: Чунихин А. А., Электрические аппараты, М., 1975.

Т. Н. Дильдина.


Большая советская энциклопедия. — М.: Советская энциклопедия . 1969-1978 .

Синонимы :

Смотреть что такое «Реостат» в других словарях:

    — (от греч. rheos течение поток и…стат), устройство для регулирования напряжения и тока в электрической цепи, основная часть которого проводящий элемент с активным электрическим сопротивлением, значение которого можно изменять плавно или… … Большой Энциклопедический словарь

    РЕОСТАТ, переменный РЕЗИСТОР для регуляции ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ТОКА. Резистив ным элементом может быть металлическая проволока, угольный электрод или электропроводная жидкость, в зависимости от сферы применения. Реостаты используются для регулирования … Научно-технический энциклопедический словарь

    РЕОСТАТ, реостата, муж. (от греч. rheos поток и лат. status неподвижное положение, стояние) (физ.). Прибор, при помощи которого в электрическую цепь вводится то или иное сопротивление с целью изменения силы тока. Толковый словарь Ушакова. Д.Н.… … Толковый словарь Ушакова

    РЕОСТАТ, а, муж. (спец.). Прибор для регулирования силы тока и его напряжения. | прил. реостатный, ая, ое. Толковый словарь Ожегова. С.И. Ожегов, Н.Ю. Шведова. 1949 1992 … Толковый словарь Ожегова

    — (Rheostat) прибор с сопротивлением, которое вводят в электрическую цепь для изменения напряжения или тока в ней. По назначению бывают регулировочные и пусковые Р., по конструкции проволочные, ламповые, жидкостные и угольные. Самойлов К. И.… … Морской словарь

    Прибор, служащий для регулирования сопротивления электр. цепей с целью изменения силы тока или напряжения. Р. имеют самое разнообразное устройство. Р. для регулировки напряжения машин, пуска в ход моторов и т. п. обычно выполняются в виде… … Технический железнодорожный словарь

    Сущ., кол во синонимов: 1 агометр (1) Словарь синонимов ASIS. В.Н. Тришин. 2013 … Словарь синонимов

    реостат — EN rheostat resistor the resistance of which can be adjusted without interruption of electric current FR rhéostat, m résistance dont la valeur peut être réglée sans… … Справочник технического переводчика

    РЕОСТАТ — электрический аппарат (устройство), включаемый в электрическую цель для регулирования (плавно или ступенями) и ограничения силы тока или напряжения. Р. состоит из активного (омического) сопротивления и подвижного контакта (переключателя ступеней) … Большая политехническая энциклопедия

    АГОМЕТР ИЛИ РЕОСТАТ прибор для измерения силы сопротивлений, вводимых в гальваническую цепь и для поддерживания тока при одной и той же степени напряжения. Словарь иностранных слов, вошедших в состав русского языка. Павленков Ф., 1907. АГОМЕТР,… … Словарь иностранных слов русского языка

    Мощный тороидный реостат Реостат (потенциометр, переменное сопротивление, переменный резистор; от др. греч … Википедия

На уроке рассматривается прибор под названием реостат, сопротивление которого можно изменять. Подробно рассматривается устройство реостата и принцип его работы. Показывается обозначение реостата на схемах, возможные варианты включения реостата в электрическую цепь. Приводятся примеры применения реостата в повседневной жизни.

Тема: Электромагнитные явления

Урок: Реостаты

На предыдущих уроках мы говорили, что существуют не только потребители и источники электрического тока, но еще и так называемые элементы управления. Одним из важных элементов управления является реостат или любой другой прибор, основанный на его действии. В реостате используется проводник из заранее известного материала с определенной длиной и сечением, а значит, мы можем узнать его сопротивление. Принцип работы реостата основан на том, что мы можем изменять это сопротивление, следовательно, можем регулировать силу тока и напряжение в электрических цепях.

Рис. 1. Устройство реостата

На рисунке 1 представлен реостат без оболочки. Это сделано для того, чтобы можно было посмотреть все его части. На керамическую трубу (1) намотан провод (2). Его концы выведены к двум контактам (3а). Также имеется штанга, в конце которой расположен контакт (3б). По этой штанге движется скользящий контакт (4), так называемый «ползун».

Если расположить скользящий контакт посередине (рис. 2а), то будет задействована только половина проводника. Если передвинуть этот скользящий контакт дальше (рис. 2б), то будет задействовано больше витков провода, следовательно, его длина возрастет, сопротивление увеличится, а сила тока уменьшится. Если же передвинуть «ползун» в другую сторону (рис. 2в), то, наоборот, сопротивление уменьшится, и сила тока в цепи возрастет.

Рис. 2. Реостат

Внутри реостат полый. Это необходимо, поскольку при протекании тока реостат нагревается, а эта полость обеспечивает быстрое охлаждение.

Когда мы изображаем схему (рисунок электрической цепи), то каждый элемент обозначается определенным символом. Реостат обозначается следующим образом (рис. 3):

Рис. 3. Изображение реостата

Красный прямоугольник соответствует сопротивлению, синий контакт — подводящий к реостату провод, зеленый — скользящий контакт. При таком обозначении легко понять, что при движении ползунка влево сопротивление реостата уменьшится, а при движении вправо — увеличится. Также может использоваться следующее изображение реостата (рис. 4):

Рис. 4. Еще одно изображение реостата

Прямоугольник обозначает сопротивление, а стрелка — то, что его можно изменять.

В электрическую цепь реостат включается последовательно. Ниже приведена одна из схем включения (рис. 5):

Рис. 5. Включение реостата в цепь с лампой накаливания

Зажимы 1 и 2 подключаются к источнику тока (это может быть гальванический элемент или подключение к розетке). Стоит обратить внимание, что второй контакт должен быть подключен к движущейся части реостата, которая позволяет менять сопротивление. Если увеличивать сопротивление реостата, то накал лампочки (3) будет уменьшаться, а значит, ток в цепи тоже уменьшается. И, наоборот, при уменьшении сопротивления реостата лампочка будет гореть ярче. Этот метод часто используется в выключателях для регулировки интенсивности освещения.

Реостат также можно использовать для регулировки напряжения. Ниже представлены две схемы (рис. 6):

Рис. 6. Включение резистора в цепь с вольтметром

В случае использования двух сопротивлений (рис. 6а) мы снимаем определенное напряжение со второго резистора (устройство, которое основано на сопротивлении проводника), и таким образом, как бы регулируем напряжение. При этом надо точно знать все параметры проводника для правильной регулировки напряжения. В случае с реостатом (рис. 6б) ситуация заметно упрощается, поскольку мы можем непрерывно регулировать его сопротивление, а значит, и изменять снимаемое напряжение.

Реостат — достаточно универсальный прибор. Кроме регулировки силы тока и напряжения, он также может использоваться в различных бытовых приборах. Например, в телевизорах регулировка громкости происходит с помощью реостатов, переключение каналов в телевизоре также неким образом связано с использованием реостатов. Также стоит обратить внимание, что для безопасности лучше использовать реостаты, снабженные защитным кожухом (рис. 7).

Рис. 7. Реостат в защитном кожухе

На этом уроке мы рассмотрели строение и применение такого элемента управления, как реостат. На следующих уроках будут решаться задачи, связанные с проводниками, реостатами и законом Ома.

Список литературы

  1. Генденштейн Л.Э, Кайдалов А.Б., Кожевников В.Б. Физика 8 / Под ред. Орлова В.А., Ройзена И.И. — М.: Мнемозина.
  2. Перышкин А.В. Физика 8. — М.: Дрофа, 2010.
  3. Фадеева А.А., Засов А.В., Киселев Д.Ф. Физика 8. — М.: Просвещение.
  1. Центр образования «Технологии обучения» ().
  2. Школьный демонстрационный физический эксперимент ().
  3. Электротехника ().

Домашнее задание

  1. Стр. 108-110: вопросы № 1-5. Перышкин А.В. Физика 8. — М.: Дрофа, 2010.
  2. Как можно регулировать накал лампы с помощью реостата?
  3. Всегда ли при движении ползунка реостата вправо сопротивление будет уменьшаться?
  4. Чем обусловлено применение именно керамической трубы в реостате?

Обычно редко кто задумывается, каким образом в различных приборах регулируется уровень звука. Во многих электрических приборах регулировка громкости звука осуществляется за счет изменения силы тока. Для этого чаще всего применяется специальный аппарат, разработанный Иоганном Христианом Поггендорфом, который регулирует силу тока и напряжение электрической сети, он получил название – реостат.

Итак, реостат представляет собой прибор, основная задача которого заключается в регулировке напряжения и силы тока. Этот элемент электрической сети весьма распространен, его применяют в физике, радиотехнике, электронике.

Устройство реостата

Устройство реостата для опытного физика не вызывает трудностей и представляет собой керамический полый цилиндр с металлической обмоткой, концы которой выведены на специальные контакты, получившие название клеммы, расположенные с обеих сторон керамического цилиндра. В качестве обмотки применяется материал, обладающий большим удельным сопротивлением, за счет этого даже небольшое изменение длины отражает изменение и сопротивления. Вдоль цилиндра расположен металлический шланг, на котором закреплен движущийся контакт, который получил название ползунок.

Керамический цилиндр внутри пуст для того, чтобы происходило охлаждение прибора при прохождении через него электроэнергии. Для безопасности ряд приборов имеют специальный кожух, скрывающий все внутренности механизма.

Принцип работы

Вне зависимости от типа реостата, принцип работы у всех примерно аналогичен. Например, ползунковый реостат работает следующим образом:

  • Подключение к сети происходит через клеммы, расположенные с обеих сторон цилиндра;
  • Ток проходит по всей длине, в зависимости от места расположения ползунка. Так, если ползунок находится в центре прибора, то ток проходит только до середины; если ползунок находится в конце прибора, тогда ток проходит целиком, соответственно напряжение максимальное.

Чаще всего задействована в работе только часть прибора, т.е. ползунок не доходит до края реостата. Изменение места расположения бегунка прямо пропорционально изменению силы тока. Подключение реостата к электрической сети осуществляется последовательно.

Виды реостатов

Разновидность реостатов зависит от их основного назначения:

  • Пусковые реостаты предназначены для запуска электродвигателей с постоянным или переменным током;
  • Пускорегулирующие реостаты не только предназначены для запуска двигателей с постоянным током, но и для регулировки силы тока;
  • Балластные реостаты, еще получили название нагрузочные, поглощают энергию, которая необходима для регулирования нагрузки на электрогенераторах, т.е. создают нужное сопротивление в электрической сети;
  • Реостаты возбуждения применяются в электрических машинах для регулировки постоянного и переменного тока, они поглощают лишнюю энергию;
  • В особорую группу выделяют реостаты, предназначенные для деления напряжения, их называют потенциометрами. Они позволяют применять в одном приборе различные напряжения, не используя дополнительные приспособления, такие как трансформаторы и блоки питания. В этом случае реостат имеет 3 клеммы, где нижние клеммы используются для входа тока, а верхняя и одна нижняя – в качестве выхода. Регулировка напряжения осуществляется при движении ползунка.

Благодаря применению в электрических приборах и машинах реостатов, происходит уменьшение снижения скачков электрического тока и перегрузок двигателя, это, в свою очередь, увеличивает срок службы электрических приборов.

Реостат на электрической схеме имеет свое особое обозначение.

Виды реостатов по материалу их изготовления

Главным элементом, определяющим принцип работы реостата, является материал, из которого он изготовлен. Кроме того, при прохождении через прибор тока должно происходить его охлаждение: воздушное или жидкостное. Воздушное охлаждение происходит благодаря полому цилиндру и применимо во всех приборах. Жидкостное охлаждение используется только для реостатов, изготовленных из металла. Охлаждение происходит за счет полного погружения в жидкость или отдельных частей прибора. Жидкостные реостаты могут быть водными или масляными.

Можно выделить следующие реостаты по материалу изготовления:

  • Металлические реостаты с воздушным типом охлаждения наиболее распространены, поскольку применимы в различных сферах и для различных приборов, сопротивление в них может быть постоянным или ступенчатым. Достоинством подобных конструкций являются компактные размеры, достаточно простая конструкция, доступная ценовая стоимость. Металлические жидкостные реостаты представляют собой сосуд, наполненный жидкостью. В качестве материала изготовления могут быть использованы сталь, чугун, хром, никель, железо и др.;
  • Жидкостные реостаты применимы для регулировки силы тока;
  • Керамические – применимы при относительно небольших нагрузках;
  • Угольные на сегодняшний день применяются только в промышленной сфере и представляют собой ряд шайб из угля, сжатых друг с другом при помощи пружин. Изменение сопротивления данного типа реостата происходит при помощи изменения силы сжатия пружин.

Задаваясь вопросом, зачем в повседневной жизни нужен данный прибор, можно получить банальный ответ: ни один современный телевизор не обходится без реостата. Благодаря этому прибору, происходит регулировка уровня громкости, также он связан с возможностью переключения каналов.

Как видно, это действительно универсальный и незаменимый компонент. Стоит подчеркнуть, что разновидностей реостатов весьма много, в зависимости от их основного предназначения. На сегодняшний день реостат применяется в промышленной сфере, в автомобилестроении, в современной электронной технике. Он широко применим в радиотехнике и различных типах электродвигателей. Выход из строя реостата способен вывести из строя всю систему электросети.

Видео

На практике часто приходится менять силу тока в цепи, делая ее то больше, то меньше. Так, изменяя силу тока в динамике радиоприемника, мы регулируем громкость звука. Изменением силы тока в электродвигателе швейной машины можно регулировать скорость его вращения.

Во многих случаях для регулирования силы тока в цепи применяют специальные приборы — реостаты.

Простейшим реостатом может служить проволока из материала с большим удельным сопротивлением, например, никелиновая или нихромовая. Включив такую проволочку в цепь источника электрического тока через контакты А и С и передвигая подвижный контакт С, можно уменьшать или увеличивать длину включенного в цепь участка АС. При этом будет меняться сопротивление цепи, а, следовательно, и сила тока в ней, это покажет амперметр.

Реостатам, применяемым на практике, придают более удобную и компактную форму. Для этой цели используют проволоку с большим удельным сопротивлением, а для того чтобы длинная проволока не мешала ее наматывают спиралью.

Один из реостатов (ползунковый реостат) изображен на рисунке а), а его условное обозначение в схемах — на рисунке б).


В этом реостате никелиновая проволока намотана на керамический цилиндр. Над обмоткой расположен металлический стержень, по которому может перемещаться ползунок. Своими контактами он прижат к виткам обмотки.

Электрический ток в цепи проходит от витков проволоки к ползунку, а через него в стержень, имеющий на конце зажим 1. С помощью этого зажима и зажима 2, соединенного с одним из концов обмотки и расположенного на корпусе реостата, реостат подсоединяют в цепь.

Стрелками указано как протекает электрический ток через реостат

Перемещая ползунок по стержню, можно увеличивать или уменьшать сопротивление реостата, включенного в цепь. То есть мы увеличиваем или уменьшаем количество витков по которым протекает электрический ток (чем больше витков, тем больше сопротивление).

Каждый реостат рассчитан на определенное сопротивление (чем больше проволоки намотано, тем большее сопротивление может дать такой реостат) и на наибольшую допустимую силу тока, превышать которую не следует, так как обмотка реостата накаляется и может перегореть. Сопротивление реостата и наибольшее допустимое значение силы тока указаны на реостате (см. рисунок а ).

[Значения 6Ω и 3 А означают что данный реостат способен изменять свое сопротивление с 0 до 6 Ом, и ток с силой больше чем 3 Ампера пропускать по нему не стоит. ]

Теперь самое время перейти от теории к практике!

Часть 1. Регулировка силы тока в лампочке.

На видео видно, как передвигая ползунок реостата вправо и влево, лампочка горит ярче или тусклее.

Понять принцип опыта можно взглянув на схему (см. рисунок 4).


На рисунке указана схема цепи, которую мы собирали в видео. Полное сопротивление цепи состоит из сопротивления R л лампочки и сопротивления включенной в цепь части проволоки (на рисунке заштрихована) реостата. Незаштрихованная часть проволоки в цепь не включена. Если изменить положение ползунка, то изменится длина включенной в цепь части проволоки, что приведет к изменению силы тока.

Так, если передвинуть ползунок в крайнее правое положение (точка С), то в цепь будет включена вся проволока, сопротивление цепи станет наибольшим, а сила тока — наименьшей, поэтому нить лампочки будет гореть тускло или совсем не будет гореть (так как эл. ток такой силы не может разогреть спираль лампочки до свечения).

Если же передвинуть ползунок реостата в положение А, то электрический ток совсем не будет идти по проволоке реостата и, следовательно, сопротивление реостата будет равно нулю. Весь ток будет расходоваться на горение лампы, и она будет светить максимально ярко.

Часть 2. Включение лампочки от карманного фонаря в сеть 220 В.

Внимание! Не повторяйте этот опыт самостоятельно. Напоминаем, что поражение электрическим током осветительной сети может привести к смерти.

Что произойдет, если включить лампочку от фонарика в осветительную сеть напряжением 220 В? Понятно, что лампочка, рассчитанная на работу от батареек с суммарным напряжением 3,5 Вольт (3 пальчиковых батарейки), не способна выдержать напряжение в 63 раза большее — она сразу перегорит (может и взорваться).

Как тогда это сделать? На помощь придет уже известный нам прибор — реостат.

Нам нужен такой реостат, который способен был задержать бурный поток электрического тока, идущего от осветительной сети, и превратить его в тоненький ручеек электричества, который будет питать нашу хрупкую лампочку не нанося ей вреда.

Мы взяли реостат с сопротивлением 1000 (Ом). Это значит, что если эл. ток будет проходить по всей проволоке этого реостата, то на выходе из него получится ток с силой всего лишь 0,22 Ампер.

I=U/R=220 В / 1000 (Ом) = 0, 22 А

Для питания же нашей лампочки нужно даже более сильное электричество (0,28 А). То есть реостат не пропустит достаточное количество тока, чтобы зажечь нашу маленькую лампочку.

Это мы и наблюдаем во второй части видео, где в крайнем положении ползунка лампочка не горит, а при передвижении его вправо лампочка начинает загораться все ярче и ярче (подвигая ползунок мы запускаем все больше тока).

В определенный момент (на определенном положении ползунка реостата) лампочка перегорает, потому что реостат (при данном положении ползунка) пропустил слишком много электричества, которое и пережгло нить накаливания лампочки.

Так можно ли включить низковольтную лампочку в осветительную сеть? Можно! Только следует задержать все лишнее электричество реостатом с достаточно большим сопротивлением.

Часть 3. Включение лампы на 3,5 В вместе с лампой 60 Вт в сеть 220 В.

Мы взяли лампу мощностью 60 Вт, рассчитанную на напряжение 220 В, и лампочку от карманного фонарика на 3,5 В и силу тока 0,28 А.

Что произойдет, если включить эти лампочки в осветительную сеть напряжением 220 В? Понятно, что 60-ти ваттная лампочка будет гореть нормально (она на это и предназначена), а вот лампочка от карманного фонарика немедленно перегорит при включении ее в сеть (т.к. рассчитана работать от батареек только на 3,5 Вольта).

Но в опыте видно, как при подключении лампочек друг за другом (последовательно) и включении их в сеть 220 В обе лампы горят нормальным накалом и даже не думают перегорать. Даже когда ползунок реостата в крайнем положении (т.е. он не создает никакого сопротивления току) маленькая лампочка не перегорает.

Почему так? Почему даже при выключенном реостате (при его нулевом сопротивлении) лампа не перегорает? Что не дает ей перегореть при таком большом напряжении? И действительно ли напряжение на маленькой лампочке такое большое? Будет ли работать маленькая лампа если заменить лампу мощностью 60 Вт на стоваттную лампочку (100 Вт)?

Вы уже сможете ответить на большинство вопросов, если внимательно следили за ходом рассуждений в предыдущей части статьи. В этом опыте маленькой лампочке не дает перегорать большая лампочка. Она выступает в роли реостата с большим сопротивлением и берет на себя почти всю нагрузку.

Давайте попробуем разобраться как такое может происходить, что маленькая лампочка не перегорает благодаря лампочке в 60 Вт и доказать расчетным методом, что для нормального накала обеих лампочек необходимо одна и та же сила тока.

На помощь в решении этого вопроса нам придет физика, а конкретно ее раздел электричество (изучается в 8 классе).

Для того чтобы создать электрический ток, необходимо составить замкнутую электрическую цепь из электрических приборов.
Элементы электрической цепи соединяются проводами и подключаются к источнику питания.

Самая простая электрическая цепь состоит из:
1. источника тока
2. потребителя электроэнергии — (лампа, электроплитка, электродвигатель, электробытовые приборы)
3. замыкающего и размыкающего устройства — (выключатель, кнопка, рубильник)
4. соединительных проводов

Чертежи, на которых показано, как электрические приборы соединены в цепь, называются электрическими схемами.
На электрических схемах все элементы электрической цепи имеют условные обозначения.

1 — гальванический элемент
2 — батарея элементов
3 — соединение проводов
4 — пересечение проводов на схеме без соединения
5 — зажимы для подключения
6 — ключ
7 — электрическая лампа
8 — электрический звонок
9 — резистор (или иначе сопротивление)
10- нагревательный элемент
11 — предохранитель

Существуют сопротивления, величину которых можно плавно изменять.
Это могут быть переменные резисторы или сопротивления, называемые реостатами.

Таким образом, реостаты — это приборы, сопротивление которых можно регулировать.
Они применяются тогда, когда необходимо менять силу тока в цепи.
Реостат отличается от переменного резистора своей конструкцией и большой мощностью.

На электрической схеме реостат имеет своё условное обозначение:

С помощью перемещаемого движка (2) можно увеличивать или уменьшать величину сопротивления (между контактами 1 и 2), включаемого в электрическую цепь.

Попробуй, глядя на рисунок, выяснить для себя в какую сторону надо перемещать движок, чтобы:
а) увеличить сопротивление, включенное в цепь?
б) уменьшить сопротивление?
Умение пользоваться реостатом пригодится тебе для проведения лабораторных работ.
Приготовься к этому заранее!

ИНТЕРЕСНО

В электрических схемах применяются символические изображения входящих в нее элементов и устройств. Физические величины также принято обозначать буквенными символами.
Немецкий профессор Г.К. Лихтенберг из Геттенгена первый предложил ввести электрические символы, обосновал их практическое применение и использовал в своих работах!
Благодаря ему, в электротехнике появляются математические знаки плюс и минус для обозначения электрических зарядов. Символы, предложенные Г.К. Лихтенбергом, прижились и известны теперь даже школьникам.
Г.К Лихтенберг родился в Германии и в 1769 году стал профессором физики. Многочисленные работы по математике, метеорологии, геодезии и электричеству способствовали избранию Лихтенберга Почетным членом Петербургской Академии наук.
В 1769 году в Геттингене он установил первый в Германии громоотвод на университетской библиотеке.

ЗНАЕШЬ ЛИ ТЫ

В 1881 году в Париже на электротехнической выставке впервые демонстрировалось самое современное для того времени изобретение. Это был обычный для нас выключатель. Публика была в восторге!

Английский ученый со смешной фамилией Кавалло, живший на рубеже 18-19 веков, первым предложил конструкцию электрических проводов. Он предлагал натянутую отожженную медную или латунную проволоку нагревать в пламени свечи или просто куском раскаленного железа, покрывать смолой и обматывать полотняной лентой, также равномерно покрытой смолой. Изолированную таким способом проволоку следовало защищать чехлом из шерсти. Ну чем не основные элементы современного кабеля: токопроводящая жила, изоляция, защитный покров. Провод предполагалось изготовлять отрезками по 6–9 м, а места соединения отрезков тщательно обматывать промасленным шелком.

А НУ-КА, СООБРАЗИ

Если у вас есть электрозвонок, питающийся от батарейки, источник тока, провода, то как соединить провода, чтобы замыкание цепи вызвало только один удар молоточка звонка?

Не забывайте выключать свет!

классификация и устройство, принцип работы переменного сопротивления и применение

Значениями силы тока и напряжения можно управлять при помощи специального простого устройства, которое было разработано Иоганном Христианом Поггендорфом. Оно называется реостатом, или переменным резистором. Для того чтобы разобраться в принципе действия устройства, необходимо рассмотреть зависимость тока и напряжения от величины сопротивления.

Общие сведения

Электрическим током называется движение свободных заряженных частиц под воздействием электромагнитного поля. Любое вещество состоит из атомов, которые образуют кристаллическую решетку при помощи ковалентных связей. При протекании электрического тока по проводнику происходит взаимодействие его частиц с узлами кристаллической решетки. Носители заряда обладают кинетической энергией (Ek), которая зависит от массы частицы (m) и ее скорости (V3). Она определяется по формуле: Ek = m * sqr (V3) / 2.

При столкновении частиц с узлами кристаллической решетки происходит полная или частичная передача энергии атому.

Однако энергетический потенциал свободного носителя заряда восстанавливается, поскольку на него постоянно воздействует электромагнитное поле. Процесс взаимодействия частиц с атомами повторяется определенное количество раз, пока не прекратится воздействие электромагнитного поля или частица не пройдет полностью через проводник. Это физическое явление называется электрическим сопротивлением или проводимостью. Последняя величина является обратной сопротивлению. Сопротивление обозначается литерой «R», а проводимость — «G».

Единицей измерения сопротивления является Ом. Рассчитывается при помощи определенных формул или измеряется электронно-измерительным прибором, который называется омметром.

Физическая зависимость

Величина R зависит от количества свободных носителей заряда, число которых определяется исходя из электронной формулы вещества. Ее можно определить из периодической таблицы химических элементов Д. И. Менделеева. Вещества классифицируются по проводимости следующим образом: проводники, полупроводники и изоляторы (непроводники).

К проводникам относятся все металлы, электролиты и ионизированные газы.

В металлах носителями заряда являются свободные электроны, в электролитах — анионы и катионы, а в ионизированных газах — электроны и ионы. Полупроводники способны проводить электрический ток при определенных условиях. В полупроводниках свободные электроны и дырки являются носителями заряда. Изоляторы или диэлектрики не способны проводить электричество, поскольку в их структуре вообще отсутствуют свободные носители заряда.

Величина, определяющая тип материала и способность его к проводимости, называется удельным сопротивлением (p). Существует и обратная величина относительно удельного сопротивления. Она называется удельной проводимостью (σ) и связана с p следующей формулой: p = 1 / σ. При выполнении расчетов необходимо учитывать зависимость электрического сопротивления материала и от других физических величин или факторов, к которым относятся следующие:

  • геометрические составляющие;
  • электрические величины;
  • температурные показатели.

Эти три группы факторов необходимо учитывать при изготовлении реостатов, резисторов и других элементов резистивной нагрузки. Во время ремонта и проектирования устройств следует также рассматривать все факторы, поскольку неверные расчеты могут привести к выходу радиоаппаратуры из строя.

Геометрия материала

К геометрии проводника (полупроводника) относятся его длина (L) и площадь поперечного сечения (S). Величину S можно вычислить по абстрактному алгоритму, который подойдет для всех форм проводников и полупроводников. Он имеет следующий вид:

  1. Визуально определить форму фигуры поперечного сечения (окружность, прямоугольник или квадрат).
  2. Найти в справочной литературе или интернете формулу поиска площади поперечного сечения фигуры.
  3. Измерить необходимые геометрические параметры (например, диаметр) и подставить их в формулу.
  4. Произвести математические вычисления.

Если проводник является многожильным (состоит из множества проводников), то следует вычислить площадь сечения одного проводника, а затем произвести ее умножение на количество проводников. Исходя из всего, можно вывести зависимость величины сопротивления от типа вещества, длины и площади сечения проводника: R = p * L / S.

Физический смысл зависимости следующий: электрический ток движется по проводнику, тип которого определяется параметром р, и его частицы проходят через определенную длину L с сечением S (при малой площади сечения происходят более частые столкновения электронов с узлами кристаллической решетки).

Однако геометрические параметры — не единственные факторы, влияющие на значение проводимости материала.

Влияние параметров электричества

Для того чтобы учитывать влияние силы тока и напряжения на R, следует обратить внимание на закон Ома. У него существует две формулировки, применяемые для расчетов: для полной цепи или ее участка. Закон Ома для полной цепи показывает зависимость величины тока (i) от электродвижущей силы (e) и величины R, состоящей из суммы внутреннего (Rвнут) и внешнего (Rвнеш) сопротивлений.

Переменная Rвнут является внутренним сопротивлением источника питания (генератора, аккумулятора, трансформатора и т. д. ). Rвнеш — сопротивление всех потребителей электрической энергии и соединительных проводов. Закон Ома для полной цепи связывает все эти величины таким соотношением: i = e / (Rвнеш + Rвнут). Величина Rвнеш определяется по формуле: Rвнеш = (e / i) — Rвнут.

Для участка цепи соотношение для нахождения сопротивления упрощено, поскольку не учитывается ЭДС и Rвнут. Этот закон показывает прямо пропорциональную зависимость силы тока (I) от напряжения (U), а также обратно пропорциональную от величины сопротивления R: I = U / R. В некоторых случаях для точных вычислений этих факторов может быть недостаточно, поскольку существует еще одна зависимость — температурные показатели материала.

Влияние температуры на проводимость

Удельное сопротивление влияет на проводимость материала, однако оно зависит от температуры. Для доказательства этой гипотезы нужно собрать электрическую цепь, состоящую из следующих компонентов: лампы накаливания, источника питания (12 В), куска нихромовой проволоки и амперметра. Источник питания можно подобрать любой.

Важно чтобы величина напряжения не была выше, чем номинальное значение разности потенциалов лампы, т. е. аккумулятор 12 В, и лампа тоже должна быть на 12 В. Элементы цепи соединяются последовательно. Кусок проволоки рекомендуется разместить на огнеупорном кирпиче, поскольку, при протекании электротока через нихром, произойдет его нагревание.

Амперметр нужен для мониторинга значений силы тока, которые будут изменяться с течением времени. Лампа является световым «сигнализатором», позволяющим визуально наблюдать за увеличением сопротивления. Яркость ее свечения будет постепенно угасать. При протекании тока по цепи происходит визуальное подтверждение закона Ома для участка цепи. При увеличении R ток уменьшается. Зависимость удельного сопротивления р зависит от следующих переменных величин:

  1. Табличного значения удельного сопротивления (р0), рассчитанного при температуре +20 градусов по шкале Цельсия.
  2. Температурного коэффициента «а», который для металлов считается больше 0 (а > 0), а для электролитов — меньше 0 (a < 0).

Табличное значение р0 можно выяснить из специальных электротехнических справочников или из интернета. Описывается зависимость р от температуры таким соотношением: p = p0 * [1 + a * (t — 20)]. Можно при необходимости произвести подстановку р в формулу зависимости R от длины и сечения: R = p0 * [1 + a * (t — 20)] * L / S.

Не имеет смысла выполнять точные расчеты сопротивления, но эти особенности следует учитывать при изготовлении и ремонте различных устройств.

Сопротивление нужно измерять омметром, однако радиолюбители-профессионалы рекомендуют использовать мультиметр. Он является комбинированным и позволяет измерять не только сопротивление, а также величину тока и напряжения. Существуют модели, которые могут измерять частоту, проверять полупроводниковые приборы и т. д.

Переменный резистор

Очень часто возникает необходимость изменять величину тока и напряжения при помощи изменения номинала резистора. Выполнить эту задачу поможет простой радиоэлемент, который называется реостатом. Он широко применяется для регулировки уровня громкости, увеличения напряжения на лабораторном источнике питания и т. д. Переменные резисторы, применяемые в радиотехнике, отличаются от лабораторных конструкциий. Однако принцип действия этих радиоэлементов одинаков. Части устройства очень похожи по своему предназначению. Например, ползунковый механизм, который применяется для регулировки тока.

Виды и устройство реостатов

Реостаты классифицируются по устройству и способу применения. По устройству реостаты делятся на 4 типа: проволочный, ползунковый, жидкостный и ламповый. Первый тип переменного резистора состоит из проволоки (материала с высоким удельным сопротивлением) и корпуса-изолятора. Проволочный проводник проходит через контакты, при соединении с которыми можно получить необходимую величину сопротивления.

Ползунковый реостат состоит тоже из проволоки с высоким удельным сопротивлением, корпуса-диэлектрика (на него она намотана) и ползунка. При передвижении ползунка происходит уменьшение или увеличение величины электросопротивления. Устройство применяется в лабораториях при проектировании различных электрических приборов, а также для проведения опытов в области физики или химии. Кроме того, модернизированная версия применяется в различной радиоаппаратуре.

Не слишком распространенным типом является модель жидкостного переменного резистора. Она имеет следующее строение: бак с электролитическим раствором и подвижные электроды.

Если уменьшить расстояние между пластинами-электродами, то произойдет уменьшение электрического сопротивления.

Реостат бывает еще и ламповым. Он включает в свой состав набор ламп накаливания, которые соединены параллельно. Если изменить количество включенных ламп, то можно изменить его сопротивление. Однако устройство имеет один существенный недостаток: зависимость величины электрической проводимости от температуры нитей накаливания. По способу применения переменные резисторы следует классифицировать таким образом:

  • пусковые;
  • пускорегулирующие;
  • балластные;
  • для возбуждения;
  • потенциометры.

Первый тип предназначен для плавного запуска электродвигателей. Пускорегулирующие переменные резисторы позволяют плавно запускать электрические двигатели постоянного тока, а также поддерживают регулировку величины силы тока. Балластные следует применять в электрических цепях для регулировки нагрузочной способности генератора электроэнергии. Они создают необходимую величину сопротивления в сети. Реостаты возбуждения используют в электрических машинах для поглощения лишней энергии.

Потенциометр предназначен для регулировки величины напряжения. Реостат устроен следующим образом: три клеммы позволяют получить от источника питания с фиксированным значением напряжения разные значения его величины. Например, понижающий трансформатор со значением напряжения на вторичной обмотке, равным 36 В. При использовании 2 транзисторов, диодного моста и реостата можно получить ряд напряжений от 0 до 34 В (2 В — потери при выпрямлении диодным мостом). Эта особенность позволяет делать и выпускать универсальные делители напряжения.

Схема и принцип работы

Обозначение реостата на схеме осуществляется в виде обыкновенного резистора, но со стрелкой, показывающей непостоянное значения сопротивления радиокомпонента. Принцип работы реостата довольно простой и основан на зависимости величины силы тока от величины сопротивления. Проводник, который находится на корпусе-изоляторе, подключен в электрическую цепь.

Ползунок — часть реостата, которая соединена с одним его выводом. При перемещении ползунка происходит регулирование значений тока или напряжения.

Реостат может выглядеть, как корпус-изолятор, из которого выведен специальный регулятор величины сопротивления. Однако некоторые модели, которые применяются в лабораториях, могут быть открытого типа. Они предназначены для демонстрации принципа действия устройства.

Электроток протекает по пути наименьшего сопротивления. Следовательно, ползунком можно регулировать протекание тока. Если проводник (материал с высоким удельным сопротивлением) задействован полностью, то, значит, и величина сопротивления будет максимальной. В случае, когда ползунок находится посередине проводника, сопротивление реостата равно R / 2. Подключение в электрическую цепь потенциометра, как и любого типа реостата, осуществляется последовательно.

Таким образом, реостат широко применяется в электрических схемах и позволяет регулировать значения тока и напряжения.

Реостаты их виды устройство и принцип работы. Что такое реостат

Обычно редко кто задумывается, каким образом в различных приборах регулируется уровень звука. Во многих электрических приборах регулировка громкости звука осуществляется за счет изменения силы тока. Для этого чаще всего применяется специальный аппарат, разработанный Иоганном Христианом Поггендорфом, который регулирует силу тока и напряжение электрической сети, он получил название – реостат.

Итак, реостат представляет собой прибор, основная задача которого заключается в регулировке напряжения и силы тока. Этот элемент электрической сети весьма распространен, его применяют в физике, радиотехнике, электронике.

Устройство реостата

Устройство реостата для опытного физика не вызывает трудностей и представляет собой керамический полый цилиндр с металлической обмоткой, концы которой выведены на специальные контакты, получившие название клеммы, расположенные с обеих сторон керамического цилиндра. В качестве обмотки применяется материал, обладающий большим удельным сопротивлением, за счет этого даже небольшое изменение длины отражает изменение и сопротивления. Вдоль цилиндра расположен металлический шланг, на котором закреплен движущийся контакт, который получил название ползунок.

Керамический цилиндр внутри пуст для того, чтобы происходило охлаждение прибора при прохождении через него электроэнергии. Для безопасности ряд приборов имеют специальный кожух, скрывающий все внутренности механизма.

Принцип работы

Вне зависимости от типа реостата, принцип работы у всех примерно аналогичен. Например, ползунковый реостат работает следующим образом:

  • Подключение к сети происходит через клеммы, расположенные с обеих сторон цилиндра;
  • Ток проходит по всей длине, в зависимости от места расположения ползунка. Так, если ползунок находится в центре прибора, то ток проходит только до середины; если ползунок находится в конце прибора, тогда ток проходит целиком, соответственно напряжение максимальное.

Чаще всего задействована в работе только часть прибора, т.е. ползунок не доходит до края реостата. Изменение места расположения бегунка прямо пропорционально изменению силы тока. Подключение реостата к электрической сети осуществляется последовательно.

Виды реостатов

Разновидность реостатов зависит от их основного назначения:

  • Пусковые реостаты предназначены для запуска электродвигателей с постоянным или переменным током;
  • Пускорегулирующие реостаты не только предназначены для запуска двигателей с постоянным током, но и для регулировки силы тока;
  • Балластные реостаты, еще получили название нагрузочные, поглощают энергию, которая необходима для регулирования нагрузки на электрогенераторах, т.е. создают нужное сопротивление в электрической сети;
  • Реостаты возбуждения применяются в электрических машинах для регулировки постоянного и переменного тока, они поглощают лишнюю энергию;
  • В особорую группу выделяют реостаты, предназначенные для деления напряжения, их называют потенциометрами. Они позволяют применять в одном приборе различные напряжения, не используя дополнительные приспособления, такие как трансформаторы и блоки питания. В этом случае реостат имеет 3 клеммы, где нижние клеммы используются для входа тока, а верхняя и одна нижняя – в качестве выхода. Регулировка напряжения осуществляется при движении ползунка.

Благодаря применению в электрических приборах и машинах реостатов, происходит уменьшение снижения скачков электрического тока и перегрузок двигателя, это, в свою очередь, увеличивает срок службы электрических приборов.

Реостат на электрической схеме имеет свое особое обозначение.

Виды реостатов по материалу их изготовления

Главным элементом, определяющим принцип работы реостата, является материал, из которого он изготовлен. Кроме того, при прохождении через прибор тока должно происходить его охлаждение: воздушное или жидкостное. Воздушное охлаждение происходит благодаря полому цилиндру и применимо во всех приборах. Жидкостное охлаждение используется только для реостатов, изготовленных из металла. Охлаждение происходит за счет полного погружения в жидкость или отдельных частей прибора. Жидкостные реостаты могут быть водными или масляными.

Можно выделить следующие реостаты по материалу изготовления:

  • Металлические реостаты с воздушным типом охлаждения наиболее распространены, поскольку применимы в различных сферах и для различных приборов, сопротивление в них может быть постоянным или ступенчатым. Достоинством подобных конструкций являются компактные размеры, достаточно простая конструкция, доступная ценовая стоимость. Металлические жидкостные реостаты представляют собой сосуд, наполненный жидкостью. В качестве материала изготовления могут быть использованы сталь, чугун, хром, никель, железо и др.;
  • Жидкостные реостаты применимы для регулировки силы тока;
  • Керамические – применимы при относительно небольших нагрузках;
  • Угольные на сегодняшний день применяются только в промышленной сфере и представляют собой ряд шайб из угля, сжатых друг с другом при помощи пружин. Изменение сопротивления данного типа реостата происходит при помощи изменения силы сжатия пружин.

Задаваясь вопросом, зачем в повседневной жизни нужен данный прибор, можно получить банальный ответ: ни один современный телевизор не обходится без реостата. Благодаря этому прибору, происходит регулировка уровня громкости, также он связан с возможностью переключения каналов.

Как видно, это действительно универсальный и незаменимый компонент. Стоит подчеркнуть, что разновидностей реостатов весьма много, в зависимости от их основного предназначения. На сегодняшний день реостат применяется в промышленной сфере, в автомобилестроении, в современной электронной технике. Он широко применим в радиотехнике и различных типах электродвигателей. Выход из строя реостата способен вывести из строя всю систему электросети.

Видео

Для того чтобы создать электрический ток, необходимо составить замкнутую электрическую цепь из электрических приборов.
Элементы электрической цепи соединяются проводами и подключаются к источнику питания.

Самая простая электрическая цепь состоит из:
1. источника тока
2. потребителя электроэнергии — (лампа, электроплитка, электродвигатель, электробытовые приборы)
3. замыкающего и размыкающего устройства — (выключатель, кнопка, рубильник)
4. соединительных проводов

Чертежи, на которых показано, как электрические приборы соединены в цепь, называются электрическими схемами.
На электрических схемах все элементы электрической цепи имеют условные обозначения.

1 — гальванический элемент
2 — батарея элементов
3 — соединение проводов
4 — пересечение проводов на схеме без соединения
5 — зажимы для подключения
6 — ключ
7 — электрическая лампа
8 — электрический звонок
9 — резистор (или иначе сопротивление)
10- нагревательный элемент
11 — предохранитель

Существуют сопротивления, величину которых можно плавно изменять.
Это могут быть переменные резисторы или сопротивления, называемые реостатами.

Таким образом, реостаты — это приборы, сопротивление которых можно регулировать.
Они применяются тогда, когда необходимо менять силу тока в цепи.
Реостат отличается от переменного резистора своей конструкцией и большой мощностью.

На электрической схеме реостат имеет своё условное обозначение:

С помощью перемещаемого движка (2) можно увеличивать или уменьшать величину сопротивления (между контактами 1 и 2), включаемого в электрическую цепь.

Попробуй, глядя на рисунок, выяснить для себя в какую сторону надо перемещать движок, чтобы:
а) увеличить сопротивление, включенное в цепь?
б) уменьшить сопротивление?
Умение пользоваться реостатом пригодится тебе для проведения лабораторных работ.
Приготовься к этому заранее!

ИНТЕРЕСНО

В электрических схемах применяются символические изображения входящих в нее элементов и устройств. Физические величины также принято обозначать буквенными символами.
Немецкий профессор Г.К. Лихтенберг из Геттенгена первый предложил ввести электрические символы, обосновал их практическое применение и использовал в своих работах!
Благодаря ему, в электротехнике появляются математические знаки плюс и минус для обозначения электрических зарядов. Символы, предложенные Г.К. Лихтенбергом, прижились и известны теперь даже школьникам.
Г.К Лихтенберг родился в Германии и в 1769 году стал профессором физики. Многочисленные работы по математике, метеорологии, геодезии и электричеству способствовали избранию Лихтенберга Почетным членом Петербургской Академии наук.
В 1769 году в Геттингене он установил первый в Германии громоотвод на университетской библиотеке.

ЗНАЕШЬ ЛИ ТЫ

В 1881 году в Париже на электротехнической выставке впервые демонстрировалось самое современное для того времени изобретение. Это был обычный для нас выключатель. Публика была в восторге!

Английский ученый со смешной фамилией Кавалло, живший на рубеже 18-19 веков, первым предложил конструкцию электрических проводов. Он предлагал натянутую отожженную медную или латунную проволоку нагревать в пламени свечи или просто куском раскаленного железа, покрывать смолой и обматывать полотняной лентой, также равномерно покрытой смолой. Изолированную таким способом проволоку следовало защищать чехлом из шерсти. Ну чем не основные элементы современного кабеля: токопроводящая жила, изоляция, защитный покров. Провод предполагалось изготовлять отрезками по 6–9 м, а места соединения отрезков тщательно обматывать промасленным шелком.

А НУ-КА, СООБРАЗИ

Если у вас есть электрозвонок, питающийся от батарейки, источник тока, провода, то как соединить провода, чтобы замыкание цепи вызвало только один удар молоточка звонка?

Не забывайте выключать свет!

Инструкция

Используя учебник по , повторите, как распределяется ток в случаях параллельного и последовательного включения резисторов в электрическую цепь. Знание данных закономерностей позволит правильно подключить реостат. Как известно, при параллельном подключении резистора в цепь ток, проходящий ранее через элемент, к которому подключается , разделяется на две части: одна часть течет через первоначальный элемент, а другая – через резистор.

Нарисуйте схему параллельного включения реостата в цепь, если вам необходимо шунтировать некоторый элемент цепи и контролировать силу тока через него в максимально возможных пределах. При максимально возможном значении сопротивления реостата ток через исследуемый элемент остается первоначальным, а при минимальном сопротивлении весь ток проходит через реостат в обход элемента.

Обратите внимание, что параллельного включения реостата не позволит вам контролировать общий ток в цепи, ибо при параллельном подключении элементов общая сила тока не изменяется, она только распределяется между отдельными ветвями.

Если же вам необходимо иметь возможность изменять общий ток цепи, то реостат нужно подключить последовательно с элементами цепи. Тогда появится возможность изменять общее сопротивление цепи, регулируя таким образом и общий ток.

Заметьте, что при подключении реостата последовательно с исследуемым элементом появляется возможность увеличивать и уменьшать напряжение на элементе. Это обосновывается тем, что напряжение в цепи распределятся по элементам в соответствии с правилом: чем больше сопротивление, тем больше напряжение, падающее на данном элементе.

Обратите также внимание на то, что при подключении реостата в цепь последовательно с исследуемым элементом можно контролировать не только напряжение на данном элементе, но и силу тока. Ведь при изменении тока в общей цепи его значение изменяется и в отдельных элементах цепи, включенных последовательно в цепь. Между тем, существует определенное различие между двумя способами регулирования силы тока через элемент. В случае подключения реостата последовательно вы получаете возможность изменять силу тока в исследуемом элементе, не затрагивая всю схему, а значит, не вторгаясь в режим работы устройства. В случае же включения реостата последовательно в электрическую цепь любые манипуляции с ним приводят к колебаниям силы тока во всей цепи, нарушая, таким образом, работу прибора.

Изменение тока, происходящее при изменении сопротивления, зависит от того, каким именно является исследуемой резистивный элемент, а именно, от того, какой вольт-амперной характеристикой он обладает.

Вам понадобится

  • Учебник по физике 8 класса, лист бумаги, шариковая ручка.

Инструкция

Прочитайте в учебнике по формулировку выражения закона Ома. Как известно, именно этот закон описывает связь электрического тока и напряжения на участке цепи. По закону Ома, сила тока прямо пропорциональна напряжению на участке цепи и обратно пропорциональна сопротивлению данного участка. Таким образом, очевидным является, что при увеличении сопротивления ток, проходящий через него, уменьшается.

Обратите внимание, что зависимость тока от сопротивления участка цепи является гиперболической, что говорит о резком спаде тока при увеличении значения сопротивления.

Помните, что такая зависимость тока от сопротивления является справедливой лишь для участка цепи, состоящего из одного элемента, а также лишь для обычных линейных резистивных элементов. Линейность в данном случае означает то, что вольт-амперная (зависимость тока от напряжения) представляется в виде прямой линии.

Напишите на листе бумаги выражение для закона Ома . Оно будет равно произведению силы тока на сопротивление резистора. Придайте сопротивлению несколько постоянных значений и запишите соответствующие законы Ома для каждого из них. Вы получите уравнения прямых с различными коэффициентами.

Реостатом называется аппарат, состоящий из набора резисторов и устройства, с помощью которого можно регулировать сопротивление включенных резисторов.

В зависимости от назначения различают следующие основные виды реостатов:

пусковые — для пуска электродвигателей постоянного или переменного тока;

пускорегулирующие — для пуска и регулирования частоты вращения электродвигателей постоянного тока;

реостаты возбуждения — для регулирования тока в обмотках возбуждения электрических машин постоянного и переменного тока;

нагрузочные или балластные — для поглощения электроэнергии регулирования нагрузки генераторов при испытании самих генераторов или их первичных двигателей.

Одним из основных элементов, определяющих общее конструктивное выполнение реостата, является материал, из которого изготовлены его резисторы. В зависимости от этого различают реостаты металлические, жидкостные, угольные и керамические. В резисторах электрическая энергия превращается в теплоту, которая должна от них отводиться. Различают реостаты с воздушным и жидкостным (масляным или водяным) охлаждением. Воздушное охлаждение может применяться для всех конструкций реостатов. Масляное и водяное охлаждение используется для металлических реостатов, резисторы могут либо погружаться в жидкость, либо обтекаться ею. При этом следует иметь в виду, что охлаждающая жидкость должна и может охлаждаться как воздухом, так и жидкостью.

Металлические реостаты. Металлические реостаты с воздушным охлаждением получили наибольшее распространение. Их легче всего приспособить к различным условиям работы как в отношении электрических и тепловых характеристик, так и в отношении различных Конструктивных параметров. Реостаты могут выполняться с непрерывным или со ступенчатым изменением сопротивления.

Переключатель ступеней в реостатах выполняется плоским.

В плоском переключателе подвижный контакт скользит по неподвижным контактам, перемещаясь при этом в одной плоскости. Неподвижные контакты выполняются в виде болтов с плоскими цилиндрическими или полусферическими головками, пластин или шин, располагаемых по дуге окружности в один или два ряда. Подвижный скользящий контакт, называемый обычно щеткой, может выполняться мостикового или рычажного типа, самоустанавливающимся или несамоустанавливающимся.

Несамоустанавливающийся подвижный контакт проще по конструкции, но ненадежен в эксплуатации ввиду частого нарушения контакта. При самоустанавливающемся подвижном контакте всегда обеспечиваются требуемое контактное нажатие и высокая надежность в эксплуатации. Эти контакты получили преимущественное распространение.

Достоинствами плоского переключателя ступеней являются относительная простота конструкции, сравнительно небольшие габариты при большом числе ступеней, малая стоимость, возможность установки на плите переключателя контакторов и реле для отключения и защиты управляемых цепей. Недостатки — сравнительно малая мощность переключения и небольшая разрывная мощность, большой износ щетки вследствие трения скольжения и оплавления, затруднительность применения для сложных схем соединения.

Металлические реостаты с масляным охлаждением обеспечивают увеличение теплоемкости и постоянной времени нагрева за счет большой теплоемкости и хорошей теплопроводности масла. Это позволяет при кратковременных режимах резко увеличивать нагрузку на резисторы, а следовательно, сократить расход резистивного материала и габариты реостата. Погружаемые в масло элементы должны иметь как можно большую поверхность, чтобы обеспечить хорошую теплоотдачу. Закрытые резисторы погружать в масло нецелесообразно. Погружение в масло защищает резисторы и контакты от вредного воздействия окружающей среды в химических и других производствах. Погружать в масло J можно только резисторы или резисторы и i контакты.

Рис. 7-3. Реостат с непрерывным изменением сопротивления.

Отключающая способность контактов , в масле повышается, что является достоинством этих реостатов. Переходное сопротивление контактов в масле возрастает, но одновременно улучшаются условия охлаждения. Кроме того, за счет смазки можно допустить большие контактные нажатия. Наличие смазки обеспечивает малый механический износ.

Для длительных и повторно-кратковременных режимов работы реостаты с масляным охлаждением непригодны ввиду малой теплоотдачи с поверхности бака и большой постоянной времени охлаждения. Они применяются в качестве пусковых реостатов для асинхронных электродвигателей с фазным ротором мощностью до 1000 кВт при редких пусках.

Наличие масла создает и ряд недостатков; загрязнение помещения, повышение пожарной опасности.

Пример реостата с практически непрерывным изменением сопротивления приведен на рис. 7-3. На каркасе 3 из нагревостойкого изоляционного материала (стеатит, фарфор) намотана проволока резистора 2. Для изоляции витков друг от друга проволоку оксидируют. По резистору и направляющему токоведущему стержню или кольцу 6 скользит пружинящий контакт 5, соединенный с подвижным контактом 4 и перемещаемый при помощи изолированного стержня 8, на конец которого надевается изолированная рукоятка (на рисунке рукоятка снята). Корпус 1 служит для сборки всех деталей и крепления реостата, а пластины 7 — для внешнего присоединения.

Реостаты могут включаться в схему как переменный резистор (рис. 7-3, а) или как потенциометр (рис. 7-3,б). Они обеспечивают плавное регулирование сопротивления, а следовательно, и тока или напряжения в цепи и находят широкое применение в лабораторных условиях в схемах автоматического управления.

Рис. 7-4. Пускорегулирующий реостат: б — схема включения Rпк — резистор, шунтирующий катушку контактора в отключенном положении реостата; Rогр — резистор, ограничивающий ток в катушке; Ш1, Ш2 — параллельная обмотка возбуждения; С/, С2 — последовательная обмотка возбуждения

Рис. 7-5. Реостат возбуждения: б — одна из схем включения Rпр — сопротивление предвключенное; OВ — обмотка возбуждения

Рис. 7-6. Маслонаполненный реостат серии РМ: а – общий вид; б – схема.

Реостаты со ступенчатым изменением сопротивления (рис. 7-4 и 7-5) состоят из набора резисторов I и ступенчатого переключающего устройства.

Переключающее устройство состоит из неподвижных контактов 2 и 3, подвижного скользящего контакта 4 и привода 5. В пускорегулирующем реостате (рис. 7-4) к неподвижным контактам присоединены полюс Л1 и полюс якоря Я, отводы от элементов сопротивлений, пусковых Яд и регулировочных Яр, согласно разбивке по ступеням и другие управляемые реостатом цепи (контакторы 6; реле РМ}. Подвижный скользящий контакт производит замыкание и размыкание ступеней сопротивления, а также всех других управляемых р еостатом цепей. Привод реостата может быть ручной (при помощи рукоятки) и двигательный.

Реостаты по типу приведенных на рис. 7-4 и 7-5 нашли широкое распространение. Их конструкции обладают, однако, некоторыми недостатками, в частности большим числом крепежных деталей и монтажных проводов, особенно в реостатах возбуждения, которые имеют большое число ступеней.

Маслонаполненный реостат серии РМ, предназначенный для пуска асинхронных двигателей с фазным ротором, приведен на рис. 7-6. Напряжение в цепи ротора до 1200 В, ток 750 А. Коммутационная износостойкость 10000 операций, механическая — 45 000. Реостат допускает 2-3 пуска подряд.

Реостат состоит из встроенных в бак и погруженных в масло пакетов резисторов и переключающего устройства. Пакеты резисторов набираются из штампованных из электротехнической стали элементов и крепятся к крышке бака. Переключающее устройство — барабанного типа, представляет собой ось с закрепленными на ней сегментами цилиндрической поверхности, соединенными по определенной электрической схеме. На неподвижной рейке укреплены соединенные с резисторными элементами неподвижные контакты. При повороте оси барабана (маховиком или двигательным приводом) сегменты как подвижные скользящие контакты перемыкают те или иные неподвижные контакты и тем самым меняют значение сопротивления в цепи ротора.

Реостатом называют электрическое устройство используемое для ограничения и регулировки тока или напряжения в электрической схеме.

По своему внутреннему устройству реостаты делятся на проволочные и не проволочные. Основной частью любого проволочного реостата является керамическая трубка, на которую намотана особая высокоомная проволока. На направляющем металлическом стержне закреплен ползунок, свободно передвигающийся вдоль проволоки, намотанной на керамие.

Итак, любой реостат состоит из нескольких основных частей:


Керамического цилиндра
Металлическая проволока — которая наматывется на трубку из керамики, концы проволоки выведены на контакты (зажимы), расположенные на противоположных концах трубки с обоих сторон;
Металлическая штанга — установлена чуть выше трубки, на одной стороне которой имеется контактная клемма;
Движущийся контакт — закреплен на штанге, который иногда называют ползун.

Реостат подсоединен в цепь через две зажимные клеммы: нижнюю непосредственно с обмотки и верхнюю клемму с движущегося контакта. При подключении реостата в электрическую цепь, ток от нижней клеммы течет по виткам из металлической проволоки, а затем проходит через скользящий контакт, затем по металлическому стержню и на верхний контакт.

Т.е, в схеме будет задействована только часть реостатной обмотки. В тот момент, когда ползунок двигается, изменяется сопротивление обмотки, т.к меняется ее длина, а соответственно сопротивление и сила тока в электрической цепи.

Необходимо отметить, что ток следует по каждому витку обмотки, а не поперек них. Это происходит потому, что витки обмотки изолированы друг от друга.

Так на рисунке А – движущийся контакт находится посередине. Поэтому ток будет протекать только через половину устройства. На позиции Б — токовый проводник используется полностью поетому, его длина максимальная, как и сопротивление, а в соответствии с сила тока снижается. На третьем рисунке все наоборот: снижается сопротивление, растут амперы.

На электрических схемах реостат обозначен следующим образом:


Реостат в схему включается всегда последовательно. При этом один из контактов подсоединен к ползуну, с помощью которого и регулируется количество ампер в цепи. Но необходимо добавить, что этот прибор можно применять и для регулировки напряжения. Здесь может быть применено несколько схем с одним или двумя сопротивлениями. Понятно, что чем меньше элементов в электрической цепочке, тем проще она.

Обычно этот электронный компонент включается в электрическую схему для регулирования величины тока, пример подключения показан на рисунке ниже.


При перемещении движка изменяется длина токопроводящего слоя, а следовательно, и величина сопротивления реостата, включаемого последовательно в схему, что в вызывает некоторое изменение величины силы тока в цепи и перераспределение напряжения между реостатом и нагрузкой.

Когда движок перемещается к контакту, величина сопротивления реостата сильно снижается,а ток в в цепи наоборот возрастает, тогда меньшая часть напряжения будет гасится на приборе и сильнее возрастет напряжение на подключенной к нагрузке.

Если движок перемещать к противоположному контакту, сопротивление реостата возрастает, а ток в цепи снижается, падение напряжение на реостате будет увеличиваться, а на нагрузке снижаться.

Расчет представленной выше схемы, аналогичен расчету гасящего сопротивления. Величина сопротивления реостата вычисляется по формуле:

R реост =U реост /I

Падение напряжения находится по формуле ниже:

U реост =U ист -U потр

У реостата имеется всего два вывода, а у его родственника , целых три. Поэтому больше не путайте их между собой.

Facebook

Twitter

Вконтакте

Одноклассники

Google+

Как работает реостат в электрической цепи. Для чего нужен реостат, принцип его работы в цепи

Люди, которые связаны каким-то образом с физикой, электроникой, радиотехникой, часто сталкиваются с таким элементом, как реостат. А другие совершенно не имеют понятия об этом. Данная статья поможет разобраться с реостат и для чего он нужен.

Определение и виды

Итак, реостат — это аппарат, состоящий из нескольких резисторов и устройства, при помощи которого регулируется сопротивление всех включенных резисторов.

Виды реостатов зависят от их назначения:

  • Бывают пусковые реостаты тока, которые служат для запуска электродвигателей переменного или же
  • Пускорегулирующий реостат нужен для запуска частоты вращения электрических двигателей с постоянным током и ее регулирования.
  • Балластный или нагрузочный реостат — электрический аппарат для поглощения энергии, нужной при регулировании нагрузки генератора или же при проверке этого генератора.
  • Реостат возбуждения необходим для того, чтобы регулировать ток, находящийся в обмотках электрических машин переменного либо постоянного тока.

Материал и охлаждение

Одним из главных элементов, определяющих конструкцию элемента, является тот материал, из которого состоит реостат. И по этой причине можно разделить реостаты на керамические, жидкостные, металлические и угольные. Электроэнергия в резисторах преобразуется в теплоту, которая от них должна отводиться. Поэтому у реостатов бывает воздушное и жидкостное охлаждение. Второй тип может быть водяным или масляным. Воздушный тип применяется для любой конструкции реостата. Жидкостный же лишь для металлических, так как их резисторы обтекаются жидкостью или полностью в нее погружаются. Нужно при этом знать, что жидкость, используемая для охлаждения, может и даже должна сама охлаждаться или воздухом, или жидкостью.

Металлические реостаты

Что такое реостат из металла? Это элемент, имеющий воздушный тип охлаждения. Такие реостаты наиболее распространены, так как их наиболее легко можно приспособить к самым разным рабочим условиям. Это относится как к тепловым и электрическим характеристикам, так и к параметрам конструкции. Они могут изготавливаться со ступенчатым или непрерывным типом изменения сопротивления.

Переключатель является плоским. В нем есть подвижный контакт, который скользит по контактам неподвижным в одной и той же плоскости. Те контакты, которые не двигаются, выполнены в форме болтов, имеющих плоские головки цилиндрического или полусферического типа в форме пластин либо шин, которые расположены по дуге в один ряд или два. Тот контакт, который двигается, называется щеткой. Он может быть рычажным или мостиковым по своему типу выполнения.

Еще есть разделение на самоустанавливающийся и несамоустанавливающийся. Последний вариант по конструкции проще, но, так как контакт часто нарушается, он не является надежным в использовании. Самоустанавливающийся подвижный контакт обеспечивает необходимую степень нажатия и в эксплуатации более надежен. Именно поэтому такой вид наиболее распространен.

Плюсы и минусы плоских переключателей

К достоинствам переключателей плоского типа можно отнести несложную конструкцию, маленькие габариты при значительном количестве ступеней, низкую стоимость, реле, отключающие и защищающие управляемые цепи.

Из минусов отмечается недостаточная мощность переключения, маленькая разрывная мощность. А еще из-за трения и оплавления из строя быстро выходит щетка.

Масляное охлаждение

Металлические реостаты с масляным типом охлаждения увеличивают теплоемкость и время нагрева из-за хорошей проводимости тепла маслом. Это дает возможность увеличивать нагрузку при кратковременном режиме и сокращать расход материала резисторов и размеры самого реостата.

Элементы, которые погружаются в масло, должны обладать большой поверхностью для обеспечения хорошей теплоотдачи. Если резистор закрытого типа, то нет смысла погружать его в масло. Само погружение дает защиту контактам и резисторам от воздействия окружающих факторов. В масле отключающие способности контактов повышаются. Это достоинство реостатов такого типа. Благодаря смазке возможны большие нажатия на контакты. Но есть и недостатки. Это повышение риска опасности пожара и загрязнение помещения.

Реостат можно включать в схему в качестве или же потенциометра. Это обеспечивает плавную регулировку сопротивления и, как следствие, регулирование силы тока и напряжения в цепи. Их часто применяют в лабораториях.

Пускорегулирующие реостаты

Реостаты, имеющие ступенчатое сделаны из резисторов и переключающего устройства, состоящего, в свою очередь, из неподвижных контактов, одного скользящего контакта. Здесь же имеется привод.

Пускорегулирующие реостаты имеют полюсы якоря, который присоединяется к неподвижным контактам. Подвижный контакт замыкает и размыкает ступени сопротивления, а также и другие цепи, которые управляются данным реостатом. Привод в реостате может быть двигательным или ручным. Это что такое? Реостат такого типа широко распространен. Но недостатки у такой конструкции все же имеются. Это большое количество проводов для монтажа и деталей для крепежа. Особенно много их в реостатах возбуждения с большим числом ступеней.

Реостаты, наполненные маслом, состоят из переключающего устройства и пакетов резисторов, которые встроены в бак и погружены в масло. Пакеты состоят из элементов, выполненных из Они прикрепляются к крышке бака.

Устройство переключения имеет вид барабана и является осью с прикрепленными к ней частями цилиндрической поверхности, которые соединены, согласно схеме. Неподвижные контакты, которые соединены с элементами резистора, крепятся на неподвижную рейку. Когда ось барабана поворачивается приводом либо маховиком, эти части перемыкают неподвижные контакты, являясь контактами подвижными. Этим изменяется сопротивление в цепи.

Вышесказанное полностью проясняет вопрос, что такое реостат. Как видно, это очень важный элемент, который широко применяется в различных

Резисторы. Закон Ома наглядно показывает, что силу тока в электрической цепи можно изменять, включая в нее различные сопротивления. Этим свойством широко пользуются на практике для регулирования и ограничения тока в обмотках двигателей, генераторов и других электрических потребителях. Электрический аппарат, предназначенный для включения в электрическую цепь с целью регулирования или ограничения проходящего по ней тока, называют резистором. Резисторы бывают с постоянным или регулируемым сопротивлением. Последние иногда называют реостатами.
Резисторы обычно изготовляют из проволоки или ленты, материалом для которых служат сплавы металлов, обладающие высоким удельным сопротивлением (константан, никелин, манганин, фехраль). Это дает возможность для изготовления резисторов применять проволоку наименьшей длины. В электрических цепях, по которым проходят сравнительно небольшие токи (например, в цепях управления, в устройствах электроники и радиотехники), часто применяют непроволочные резисторы, выполненные из графита и других материалов.
Реостаты могут выполняться с плавным или ступенчатым изменением сопротивления. В лабораториях для управления электрическими машинами и испытательными устройствами часто используют ползунковый реостат с плавным изменением сопротивления (рис. 16, а). Такой реостат состоит из изоляционной трубки 4, на которую навита проволочная спираль 5. К виткам этой спирали прикасается подвижной контакт 2. Зажим 1 реостата соединяется с подвижным контактом, другой зажим 3 — с одним из концов спирали. Перемещая подвижной контакт, можно изменять длину проволоки, расположенной между зажимами реостата, и тем самым изменять его сопротивление.
Для пуска и регулирования электрических двигателей станков, грузоподъемных механизмов и пр. применяют ползунковый реостат со ступенчатым изменением сопротивления (рис. 16, б). Реостат состоит из ряда одинаковых сопротивлений 9 (секций), присоединенных к контактам 8. Для включения в цепь того или иного числа секций служит ползунок 7 со штурвалом 6.
Для регулирования тока при пуске тяговых двигателей электрических локомотивов постоянного тока применяют реостаты со ступенчатым изменением сопротивления (пусковые реостаты). Отдельные секции реостата в процессе пуска замыкаются накоротко дистанционно управляемыми выключателями, называемыми контакторами.
На некоторых электровозах (например, электровозах ЧС) пусковые реостаты выполнены из чугунных литых пластин 10 особой формы, напоминающей зигзагообразно уложенную ленту. Отдельные пластины собирают на изолированных шпильках и прикрепляют к основанию 11 (рис. 16, в).

В последнее время пусковые реостаты электровозов и моторных вагонов выполняют из фехралевой ленты 12, намотанной на фарфоровые изоляторы 13 (рис. 16, г). Так же устроены и реостаты, служащие для регулирования тока возбуждения тяговых двигателей на электровозах и тепловозах. Реостаты из фехралевой ленты более

прочны, более устойчивы против тряски и вибраций и имеют меньшую массу, чем реостаты, выполненные из чугунных пластин.
Схемы включения реостатов. Реостат 2 (рис. 17) может быть включен последовательно в цепь между источником 1 и приемником 4 электрической энергии. В этом случае при изменении сопротивления реостата, т. е. при перемещении подвижного контакта 3, изменяется сила тока в приемнике. Этот ток проходит только по части сопротивления реостата.
Однако реостат можно включать в цепь таким образом, чтобы ток проходил по всему его сопротивлению, а к приемнику ответвлялась только часть тока источника. В этом случае два крайних зажима 2 и 4 реостата (рис. 18) подключают к источнику 5, а один из этих зажимов, например 4, и подвижной контакт 3 реостата — к приемнику 1. Очевидно, что при таком включении к приемнику будет подаваться напряжение U, равное падению напряжения между зажимом 4 и подвижным контактом 3 реостата. Следовательно, передвигая подвижной контакт реостата, можно изменять напряжение U, подводимое к приемнику, и силу тока в нем. Напряжение U представляет собой только часть напряжения Uи на зажимах источника.
Реостат, включенный по схеме рис. 18, называется делителем напряжения, или потенциометром.

Соберём цепь, изображённую на рисунке. Силу тока в цепи измеряют амперметром, напряжение — вольтметром. Зная напряжение на концах проводника и силу тока в нём, по закону Ома можно определить сопротивление каждого из проводников.

В цепь источника тока по очереди будем включать различные проводники, например, никелиновые проволоки одинаковой толщины, но разной длины. Выполнив указанные опыты, мы установим, что из двух никелиновых проволок одинаковой толщины более длинная проволока имеет большее сопротивление.
В следующем эксперименте по очереди будем включать никелиновые проволоки одинаковой длины, но разной толщины (разной площади поперечного сечения). Установим, что из двух никелиновых проволок одинаковой длины большее сопротивление имеет проволока, поперечное сечение которой меньше.
В третьем эксперименте по очереди будем включать никелиновую и нихромовую проволоки одинаковой длины и толщины. Установим, что никелиновая и нихромовая проволоки одинаковых размеров имеют разное сопротивление.
Зависимость сопротивления проводника от его размеров и вещества, из которого изготовлен проводник, впервые на опытах изучил Ом. Он установил:

Сопротивление прямо пропорционально длине проводника, обратно пропорционально площади его поперечного сечения и зависит от вещества проводника.

Обрати внимание!

Сопротивление проводника прямо пропорционально его длине, т.е. чем длиннее проводник, тем больше его электрическое сопротивление.
Сопротивление проводника обратно пропорционально площади его поперечного сечения, т.е. чем толще проводник, тем его сопротивление меньше, и, наоборот, чем тоньше проводник, тем его сопротивление больше.

Чтобы лучше понять эту зависимость, представьте себе две пары сообщающихся сосудов, причём у одной пары сосудов соединяющая трубка тонкая, а у другой — толстая. Ясно, что при заполнении водой одного из сосудов (каждой пары) переход её в другой сосуд по толстой трубке произойдёт гораздо быстрее, чем по тонкой, т.е. толстая трубка окажет меньшее сопротивление течению воды. Точно так же и электрическому току легче пройти по толстому проводнику, чем по тонкому, т.е. первый оказывает ему меньшее сопротивление, чем второй.

Причиной наличия сопротивления у проводника является взаимодействие движущихся электронов с ионами кристаллической решётки проводника. Из-за различия в строении кристаллической решётки у проводников, выполненных из различных веществ, сопротивления их отличаются друг от друга. Для характеристики материала вводят величину, которую называют удельным сопротивлением.

Удельное сопротивление — это физическая величина, которая определяет сопротивление проводника из данного вещества длиной \(1\) м и площадью поперечного сечения \(1\) м².

Введём буквенные обозначения: \(ρ\) — удельное сопротивление проводника, \(l\) — длина проводника, \(S\) — площадь его поперечного сечения. Тогда сопротивление проводника \(R\) выразится формулой:

R = ρ ι S .

Из этой формулы можно выразить и другие величины:

ι = RS ρ , S = ρ ι R , ρ = RS ι .

Из последней формулы можно определить единицу удельного сопротивления. Так как единицей сопротивления является \(1\) Ом, единицей площади поперечного сечения — \(1\) м², а единицей длины — \(1\) м, то единицей удельного сопротивления будет:

1 Ом ⋅ 1 м 2 1 м = 1 Ом ⋅ 1 м, т.е. Ом ⋅ м.

Удобнее выражать площадь поперечного сечения проводника в квадратных миллиметрах, так как она чаще всего бывает небольшой. Тогда единицей удельного сопротивления будет:

1 Ом ⋅ 1 мм 2 1 м, т.е. Ом ⋅ мм 2 м.

В таблице приведены значения удельного сопротивления некоторых веществ при \(20\) °С.

Обрати внимание!

Удельное сопротивление с изменением температуры меняется.

Опытным путём было установлено, что у металлов, например, удельное сопротивление с повышением температуры увеличивается.

Обрати внимание!

Из всех металлов наименьшим удельным сопротивлением обладают серебро и медь. Следовательно, серебро и медь — лучшие проводники электричества.

При проводке электрических цепей используют алюминиевые, медные и железные провода.
Во многих случаях нужны приборы, имеющие большое сопротивление. Их изготавливают из специально созданных сплавов — веществ с большим удельным сопротивлением. Например, как видно из таблицы, сплав нихром имеет удельное сопротивление почти в \(40\) раз большее, чем алюминий.

Обрати внимание!

Стекло и дерево имеют такое большое удельное сопротивление, что почти совсем не проводят электрический ток и являются изоляторами.

На практике часто приходится менять силу тока в цепи, делая её то больше, то меньше. Так, изменяя силу тока в динамике радиоприёмника, мы регулируем громкость звука. Изменением силы тока в электродвигателе швейной машины можно регулировать скорость его вращения.

Для регулирования силы тока в цепи применяют специальные приборы — реостаты.

Простейшим реостатом может служить проволока из материала с большим удельным сопротивлением, например, никелиновая или нихромовая. Включив такую проволочку в цепь источника электрического тока через контакты А и С и передвигая подвижный контакт С, можно уменьшать или увеличивать длину включённого в цепь участка АС. При этом будет меняться сопротивление цепи, а следовательно, и сила тока в ней, это покажет амперметр.

Реостатам, применяемым на практике, придают более удобную и компактную форму. Для этой цели используют проволоку с большим удельным сопротивлением. Один из реостатов (ползунковый реостат) изображён на рисунке.

В этом реостате никелиновая проволока намотана на керамический цилиндр. Проволока покрыта тонким слоем не проводящей ток окалины, поэтому витки её изолированы друг от друга. Над обмоткой расположен металлический стержень, по которому может перемещаться ползунок. Своими контактами он прижат к виткам обмотки. От трения ползунка о витки слой окалины под его контактами стирается, и электрический ток в цепи проходит от витков проволоки к ползунку, а через него в стержень, имеющий на конце зажим \(1\). С помощью этого зажима и зажима \(2\), соединённого с одним из концов обмотки и расположенного на корпусе реостата, реостат подсоединяют в цепь. Перемещая ползунок по стержню, можно увеличивать или уменьшать сопротивление реостата, включённого в цепь.

На уроке рассматривается прибор под названием реостат, сопротивление которого можно изменять. Подробно рассматривается устройство реостата и принцип его работы. Показывается обозначение реостата на схемах, возможные варианты включения реостата в электрическую цепь. Приводятся примеры применения реостата в повседневной жизни.

Тема: Электромагнитные явления

Урок: Реостаты

На предыдущих уроках мы говорили, что существуют не только потребители и источники электрического тока, но еще и так называемые элементы управления. Одним из важных элементов управления является реостат или любой другой прибор, основанный на его действии. В реостате используется проводник из заранее известного материала с определенной длиной и сечением, а значит, мы можем узнать его сопротивление. Принцип работы реостата основан на том, что мы можем изменять это сопротивление, следовательно, можем регулировать силу тока и напряжение в электрических цепях.

Рис. 1. Устройство реостата

На рисунке 1 представлен реостат без оболочки. Это сделано для того, чтобы можно было посмотреть все его части. На керамическую трубу (1) намотан провод (2). Его концы выведены к двум контактам (3а). Также имеется штанга, в конце которой расположен контакт (3б). По этой штанге движется скользящий контакт (4), так называемый «ползун».

Если расположить скользящий контакт посередине (рис. 2а), то будет задействована только половина проводника. Если передвинуть этот скользящий контакт дальше (рис. 2б), то будет задействовано больше витков провода, следовательно, его длина возрастет, сопротивление увеличится, а сила тока уменьшится. Если же передвинуть «ползун» в другую сторону (рис. 2в), то, наоборот, сопротивление уменьшится, и сила тока в цепи возрастет.

Рис. 2. Реостат

Внутри реостат полый. Это необходимо, поскольку при протекании тока реостат нагревается, а эта полость обеспечивает быстрое охлаждение.

Когда мы изображаем схему (рисунок электрической цепи), то каждый элемент обозначается определенным символом. Реостат обозначается следующим образом (рис. 3):

Рис. 3. Изображение реостата

Красный прямоугольник соответствует сопротивлению, синий контакт — подводящий к реостату провод, зеленый — скользящий контакт. При таком обозначении легко понять, что при движении ползунка влево сопротивление реостата уменьшится, а при движении вправо — увеличится. Также может использоваться следующее изображение реостата (рис. 4):

Рис. 4. Еще одно изображение реостата

Прямоугольник обозначает сопротивление, а стрелка — то, что его можно изменять.

В электрическую цепь реостат включается последовательно. Ниже приведена одна из схем включения (рис. 5):

Рис. 5. Включение реостата в цепь с лампой накаливания

Зажимы 1 и 2 подключаются к источнику тока (это может быть гальванический элемент или подключение к розетке). Стоит обратить внимание, что второй контакт должен быть подключен к движущейся части реостата, которая позволяет менять сопротивление. Если увеличивать сопротивление реостата, то накал лампочки (3) будет уменьшаться, а значит, ток в цепи тоже уменьшается. И, наоборот, при уменьшении сопротивления реостата лампочка будет гореть ярче. Этот метод часто используется в выключателях для регулировки интенсивности освещения.

Реостат также можно использовать для регулировки напряжения. Ниже представлены две схемы (рис. 6):

Рис. 6. Включение резистора в цепь с вольтметром

В случае использования двух сопротивлений (рис. 6а) мы снимаем определенное напряжение со второго резистора (устройство, которое основано на сопротивлении проводника), и таким образом, как бы регулируем напряжение. При этом надо точно знать все параметры проводника для правильной регулировки напряжения. В случае с реостатом (рис. 6б) ситуация заметно упрощается, поскольку мы можем непрерывно регулировать его сопротивление, а значит, и изменять снимаемое напряжение.

Реостат — достаточно универсальный прибор. Кроме регулировки силы тока и напряжения, он также может использоваться в различных бытовых приборах. Например, в телевизорах регулировка громкости происходит с помощью реостатов, переключение каналов в телевизоре также неким образом связано с использованием реостатов. Также стоит обратить внимание, что для безопасности лучше использовать реостаты, снабженные защитным кожухом (рис. 7).

Рис. 7. Реостат в защитном кожухе

На этом уроке мы рассмотрели строение и применение такого элемента управления, как реостат. На следующих уроках будут решаться задачи, связанные с проводниками, реостатами и законом Ома.

Список литературы

  1. Генденштейн Л.Э, Кайдалов А.Б., Кожевников В.Б. Физика 8 / Под ред. Орлова В.А., Ройзена И.И. — М.: Мнемозина.
  2. Перышкин А.В. Физика 8. — М.: Дрофа, 2010.
  3. Фадеева А.А., Засов А.В., Киселев Д.Ф. Физика 8. — М.: Просвещение.
  1. Центр образования «Технологии обучения» ().
  2. Школьный демонстрационный физический эксперимент ().
  3. Электротехника ().

Домашнее задание

  1. Стр. 108-110: вопросы № 1-5. Перышкин А.В. Физика 8. — М.: Дрофа, 2010.
  2. Как можно регулировать накал лампы с помощью реостата?
  3. Всегда ли при движении ползунка реостата вправо сопротивление будет уменьшаться?
  4. Чем обусловлено применение именно керамической трубы в реостате?

Инструкция

Используя учебник по , повторите, как распределяется ток в случаях параллельного и последовательного включения резисторов в электрическую цепь. Знание данных закономерностей позволит правильно подключить реостат. Как известно, при параллельном подключении резистора в цепь ток, проходящий ранее через элемент, к которому подключается , разделяется на две части: одна часть течет через первоначальный элемент, а другая – через резистор.

Нарисуйте схему параллельного включения реостата в цепь, если вам необходимо шунтировать некоторый элемент цепи и контролировать силу тока через него в максимально возможных пределах. При максимально возможном значении сопротивления реостата ток через исследуемый элемент остается первоначальным, а при минимальном сопротивлении весь ток проходит через реостат в обход элемента.

Обратите внимание, что параллельного включения реостата не позволит вам контролировать общий ток в цепи, ибо при параллельном подключении элементов общая сила тока не изменяется, она только распределяется между отдельными ветвями.

Если же вам необходимо иметь возможность изменять общий ток цепи, то реостат нужно подключить последовательно с элементами цепи. Тогда появится возможность изменять общее сопротивление цепи, регулируя таким образом и общий ток.

Заметьте, что при подключении реостата последовательно с исследуемым элементом появляется возможность увеличивать и уменьшать напряжение на элементе. Это обосновывается тем, что напряжение в цепи распределятся по элементам в соответствии с правилом: чем больше сопротивление, тем больше напряжение, падающее на данном элементе.

Обратите также внимание на то, что при подключении реостата в цепь последовательно с исследуемым элементом можно контролировать не только напряжение на данном элементе, но и силу тока. Ведь при изменении тока в общей цепи его значение изменяется и в отдельных элементах цепи, включенных последовательно в цепь. Между тем, существует определенное различие между двумя способами регулирования силы тока через элемент. В случае подключения реостата последовательно вы получаете возможность изменять силу тока в исследуемом элементе, не затрагивая всю схему, а значит, не вторгаясь в режим работы устройства. В случае же включения реостата последовательно в электрическую цепь любые манипуляции с ним приводят к колебаниям силы тока во всей цепи, нарушая, таким образом, работу прибора.

Изменение тока, происходящее при изменении сопротивления, зависит от того, каким именно является исследуемой резистивный элемент, а именно, от того, какой вольт-амперной характеристикой он обладает.

Вам понадобится

  • Учебник по физике 8 класса, лист бумаги, шариковая ручка.

Инструкция

Прочитайте в учебнике по формулировку выражения закона Ома. Как известно, именно этот закон описывает связь электрического тока и напряжения на участке цепи. По закону Ома, сила тока прямо пропорциональна напряжению на участке цепи и обратно пропорциональна сопротивлению данного участка. Таким образом, очевидным является, что при увеличении сопротивления ток, проходящий через него, уменьшается.

Обратите внимание, что зависимость тока от сопротивления участка цепи является гиперболической, что говорит о резком спаде тока при увеличении значения сопротивления.

Помните, что такая зависимость тока от сопротивления является справедливой лишь для участка цепи, состоящего из одного элемента, а также лишь для обычных линейных резистивных элементов. Линейность в данном случае означает то, что вольт-амперная (зависимость тока от напряжения) представляется в виде прямой линии.

Напишите на листе бумаги выражение для закона Ома . Оно будет равно произведению силы тока на сопротивление резистора. Придайте сопротивлению несколько постоянных значений и запишите соответствующие законы Ома для каждого из них. Вы получите уравнения прямых с различными коэффициентами.

Реостат

На практике часто приходится менять силу тока в цепи, делая ее то больше, то меньше. Так, изменяя силу тока в динамике радиоприемника, мы регулируем громкость звука. Изменением силы тока в электродвигателе швейной машины можно регулировать скорость его вращения.

 

Во многих случаях для регулирования силы тока в цепи применяют специальные приборы — реостаты.

 

Простейшим реостатом может служить проволока из материала с большим удельным сопротивлением, например, никелиновая или нихромовая. Включив такую проволочку в цепь источника электрического тока через контакты А и С и передвигая подвижный контакт С, можно уменьшать или увеличивать длину включенного в цепь участка АС. При этом будет меняться сопротивление цепи, а, следовательно, и сила тока в ней, это покажет амперметр.

 

 

Реостатам, применяемым на практике, придают более удобную и компактную форму. Для этой цели используют проволоку с большим удельным сопротивлением, а для того чтобы длинная проволока не мешала ее наматывают спиралью.

 

Один из реостатов (ползунковый реостат) изображен на рисунке а), а его условное обозначение в схемах — на рисунке б).

В этом реостате никелиновая проволока намотана на керамический цилиндр. Над обмоткой расположен металлический стержень, по которому может перемещаться ползунок. Своими контактами он прижат к виткам обмотки.

 

Электрический ток в цепи проходит от витков проволоки к ползунку, а через него в стержень, имеющий на конце зажим 1. С помощью этого зажима и зажима 2, соединенного с одним из концов обмотки и расположенного на корпусе реостата, реостат подсоединяют в цепь.

 

 

 

Стрелками указано как протекает электрический ток через реостат

 

Перемещая ползунок по стержню, можно увеличивать или уменьшать сопротивление реостата, включенного в цепь. То есть мы увеличиваем или уменьшаем количество витков по которым протекает электрический ток (чем больше витков, тем больше сопротивление).

 

Каждый реостат рассчитан на определенное сопротивление (чем больше проволоки намотано, тем большее сопротивление может дать такой реостат) и на наибольшую допустимую силу тока, превышать которую не следует, так как обмотка реостата накаляется и может перегореть. Сопротивление реостата и наибольшее допустимое значение силы тока указаны на реостате (см. рисунок а).

 

[Значения 6Ω и 3 А означают что данный реостат способен изменять свое сопротивление с 0 до 6 Ом, и ток с силой больше чем 3 Ампера пропускать по нему не стоит.]

 

 

Теперь самое время перейти от теории к практике!

 

 

 

 

Часть 1. Регулировка силы тока в лампочке.

 

На видео видно, как передвигая ползунок реостата вправо и влево, лампочка горит ярче или тусклее.

 

Понять принцип опыта можно взглянув на схему (см. рисунок 4).

На рисунке указана схема цепи, которую мы собирали в видео. Полное сопротивление цепи состоит из сопротивления Rл лампочки и сопротивления включенной в цепь части проволоки (на рисунке заштрихована) реостата. Незаштрихованная часть проволоки в цепь не включена. Если изменить положение ползунка, то изменится длина включенной в цепь части проволоки, что приведет к изменению силы тока.

 

Так, если передвинуть ползунок в крайнее правое положение (точка С), то в цепь будет включена вся проволока, сопротивление цепи станет наибольшим, а сила тока — наименьшей, поэтому нить лампочки будет гореть тускло или совсем не будет гореть (так как эл. ток такой силы не может разогреть спираль лампочки до свечения).

 

Если же передвинуть ползунок реостата в положение А, то электрический ток совсем не будет идти по проволоке реостата и, следовательно, сопротивление реостата будет равно нулю. Весь ток будет расходоваться на горение лампы, и она будет светить максимально ярко.

 

 

Часть 2. Включение лампочки от карманного фонаря в сеть 220 В.

 

Внимание! Не повторяйте этот опыт самостоятельно. Напоминаем, что поражение электрическим током осветительной сети может привести к смерти.

 

Что произойдет, если включить лампочку от фонарика в осветительную сеть напряжением 220 В? Понятно, что лампочка, рассчитанная на работу от батареек с суммарным напряжением 3,5 Вольт (3 пальчиковых батарейки), не способна выдержать напряжение в 63 раза большее – она сразу перегорит (может и взорваться).

 

Как тогда это сделать? На помощь придет уже известный нам прибор – реостат.

 

Нам нужен такой реостат, который способен был задержать бурный поток электрического тока, идущего от осветительной сети, и превратить его в тоненький ручеек электричества, который будет питать нашу хрупкую лампочку не нанося ей вреда.

 

Мы взяли реостат с сопротивлением 1000 (Ом). Это значит, что если эл. ток будет проходить по всей проволоке этого реостата, то на выходе из него получится ток с силой всего лишь 0,22 Ампер.

 

I=U/R=220 В / 1000 (Ом) = 0, 22 А

 

Для питания же нашей лампочки нужно даже более сильное электричество (0,28 А). То есть реостат не пропустит достаточное количество тока, чтобы зажечь нашу маленькую лампочку.

 

Это мы и наблюдаем во второй части видео, где в крайнем положении ползунка лампочка не горит, а при передвижении его вправо лампочка начинает загораться все ярче и ярче (подвигая ползунок мы запускаем все больше тока).

 

В определенный момент (на определенном положении ползунка реостата) лампочка перегорает, потому что реостат (при данном положении ползунка) пропустил слишком много электричества, которое и пережгло нить накаливания лампочки.

 

Так можно ли включить низковольтную лампочку в осветительную сеть? Можно! Только следует задержать все лишнее электричество реостатом с достаточно большим сопротивлением.

 

 

Часть 3. Включение лампы на 3,5 В вместе с лампой 60 Вт в сеть 220 В.

 

Мы взяли лампу мощностью 60 Вт, рассчитанную на напряжение 220 В, и лампочку от карманного фонарика на 3,5 В и силу тока 0,28 А.

 

Что произойдет, если включить эти лампочки в осветительную сеть напряжением 220 В? Понятно, что 60-ти ваттная лампочка будет гореть нормально (она на это и предназначена), а вот лампочка от карманного фонарика немедленно перегорит при включении ее в сеть (т.к. рассчитана работать от батареек только на 3,5 Вольта).

 

Но в опыте видно, как при подключении лампочек друг за другом (последовательно) и включении их в сеть 220 В обе лампы горят нормальным накалом и даже не думают перегорать. Даже когда ползунок реостата в крайнем положении (т.е. он не создает никакого сопротивления току) маленькая лампочка не перегорает.

 

Почему так? Почему даже при выключенном реостате (при его нулевом сопротивлении) лампа не перегорает? Что не дает ей перегореть при таком большом напряжении? И действительно ли напряжение на маленькой лампочке такое большое? Будет ли работать маленькая лампа если заменить лампу мощностью 60 Вт на стоваттную лампочку (100 Вт)? 

 

Вы уже сможете ответить на большинство вопросов, если внимательно следили за ходом рассуждений в предыдущей части статьи. В этом опыте маленькой лампочке не дает перегорать большая лампочка. Она выступает в роли реостата с большим сопротивлением и берет на себя почти всю нагрузку.

 

Давайте попробуем разобраться как такое может происходить, что маленькая лампочка не перегорает благодаря лампочке в 60 Вт и доказать расчетным методом, что для нормального накала обеих лампочек необходимо одна и та же сила тока.

 

На помощь в решении этого вопроса нам придет физика, а конкретно ее раздел электричество (изучается в 8 классе).

 

Как на электрической схеме обозначается реостат. Реостат – это управляющий прибор, способный изменять силу тока и напряжение

Прибор, способный справляться с изменением сопротивления, принято называть реостатом. Структурно он представлен набором резисторов, которые подключены между собой ступенчато, и может обеспечивать непрерывное изменение сопротивления. В отдельную категорию выделяются устройства, осуществляющие плавное регулирование без разрыва сети. Чтобы определиться, для чего нужен реостат, нужно детальнее рассмотреть его особенности и принцип работы.

Описываемые приспособления универсальны в применении. В зависимости от непосредственного назначения их принято разделять на такие виды:

Важно! Реостаты применяются в качестве ограничителей тока в обмотках возбуждения электромашин с постоянным током.

Таким способом выравниваются сильные перепады электрического тока, а также динамические перегрузки, влекущие повреждение привода и всего механизма, подведенного к нему. Обеспечение подходящего сопротивления в момент запуска продлевает эксплуатационный срок коллектора и щеток.

В отдельную группу выделяются потенциометры. Они представляют собой делители напряжения, в основу которых заложены переменные резисторы. Такие приборы дают возможность применять в электронных схемах разное напряжение без дополнительных блоков питания, трансформаторов. Регулирование силы тока посредством реостата часто задействуется в радиотехнической сфере. Ярким тому примером выступает изменение громкости в динамиках.

Описываемые приспособления похожи по своему функциональному назначению. Конструктивно и визуально самым простым считается реостат ползункового типа. Он подсоединяется к цепи с помощью верхней и нижней клеммы. Прибор сконструирован таким способом, что ток поступает по всей длине провода, а не в поперечном направлении витков. Это осуществляется благодаря надежной изоляции проводников.

Важно! Большинство положений бегунка используют только часть реостата. При изменении длины проводника осуществляется регулировка силы электротока в рабочей цепи. С целью предупреждения преждевременного износа витков ползунок оснащается скользящим контактом (колесико или стержень из графита).

Часто реостат применяют для регулирования в цепи вместо потенциометра. В таком случае выполняется его подключение с помощью трех клемм. В нижней части две из них являются входом, соединяются с источником напряжения. Одна нижняя клемма и верхняя свободная используются в качестве выхода. Когда происходит передвижение ползунка, напряжение без труда регулируется.

Реостат имеет свойство функционировать в балластном режиме, в чем может возникнуть необходимость при создании активной нагрузки во время потребления энергии. В такой ситуации рекомендуется учитывать рассеивающие способности используемого агрегата. Если есть избыточное тепло, прибор выходит из строя. При подключении в электросеть нужно правильно рассчитать рассеиваемую мощность реостата, если требуется, создать достаточное и правильное охлаждение.

Большой популярностью пользуются реостаты, имеющие внешнее оформление в виде тора. Основная сфера их применения — электротранспорт (трамваи), промышленная отрасль. Регулирование осуществляется путем перемещения ползунка по кругу. Передвижение такой детали выполняется по обмоткам, которые расположены тороидально.

Устройство, выполненное по принципу тора, видоизменяет сопротивление практически без разрыва цепи. Его противоположностью является агрегат рычажного типа. Принцип работы такого реостата основан на том, что резисторы закреплены на специальной раме, они выбираются посредством специального рычага. При любой коммутации происходит разрыв контура.

Схемы, в которых задействуется рычажный прибор, лишены плавной регулировки сопротивления. Какие-либо переключения влекут за собой поступательное изменение показателей в сети. Что касается дискретности шагов, она зависит от диапазона регулировки и численности резисторов, присутствующих на раме.

Еще одной разновидностью выступают штепсельные реостаты, с помощью которых осуществляется ступенчатая регулировка сопротивления. Основное отличие — изменение параметров внутри сети без предварительного разрыва цепи. Когда штепсель поступает на перемычку, основная доля тока идет без сопротивления. Перенаправление тока на резистор осуществляется путем вытаскивания штепселя.

Жидкостные и ламповые приспособления относятся к специфическим видам реостатов. Ввиду наличия определенных недостатков они имеют узкую, специализированную сферу применения:

  1. Приборы жидкостного типа задействуются во взрывоопасной сфере в качестве управляющих деталей двигателя.
  2. Ламповые изделия характеризуются малой точностью и надежностью. Часто используются в учебных заведениях на уроках физики, в лабораториях, исследовательских центрах.

Определив, для чего предназначены реостаты, следует подробнее рассмотреть их составляющую сторону. В зависимости от материала, используемого на производстве, выделяются следующие установки:

  • керамические — особенность заключается в применении при небольших мощностях;
  • металлические — нашли широкое потребление в разных направлениях деятельности человека;
  • угольные — их основное использование в промышленности.

Важно! Тепло отводится масляным, водяным или воздушным путем. Если нет возможности рассеивания тепла с рабочей поверхности, задействуется жидкостное охлаждение. Теплоотдача может повышаться за счет применения вентилятора и радиатора.

Напряжение, сила тока в рабочей цепи, положение ползунка в реостате и оказываемое им сопротивление находятся в непосредственной зависимости. Такая особенность положена в основу датчика угла поворота. В подобном приборе конкретная электрическая величина соответствует определенному положению ротора.

В настоящее время подобные датчики заменяются усовершенствованными оптическими и магнитными аналогами. Причиной тому выступает неустойчивость зависимости сопротивления и угла по отношению к температурному действию. Постепенное вытеснение датчиков реостатного типа еще обусловлено переходом на цифровые, более удобные системы. Сегодня резистивные измерители задействуются в схемах, где присутствуют аналоговые сигналы.

Зная, для чего нужны реостаты электрического типа, легко можно объяснить их широкое использование в автомобилестроении, технике, промышленности. Сопротивление необходимо для работы радиотехники, при запуске электродвигателей, они применимы в виде активной нагрузки. Выход из строя небольшого прибора может повлечь сбой работы всей системы. В этом и заключается важность реостатов

Прибор был разработан учёным Иоганном Христианом Поггендорфом. Так что же такое реостат и для чего он необходим?

Что такое реостат

Реостат имеет достаточно простую конструкцию

Реостатом называют электрический аппарат, состоящий из резисторов и устройства, с помощью которого осуществляется регулирование сопротивления всех включённых резисторов. Данный прибор является универсальным: он способен не только управлять силой тока и напряжением, но и устанавливать громкость звука в телевизорах.

Устройство реостата

Керамический цилиндр обматывается металлическим проводником, называемым обмоткой. Его концы выводятся к клеммам. Это небольшие по размеру зажимы, к которым крепится верхний стержень, выполненный из металла. Вдоль этого стержня и обмотки перемещается скользящий контакт, который специалисты зовут ползунком. Благодаря данным элементам и осуществляется работа реостата.

Стоит отметить, что керамический цилиндр полый. Эта особенность позволяет аппарату охлаждаться, предотвращает перегревы, делая прибор более безопасным.

Для чего он нужен

Реостат является лучшим способом контроля и регулирования силы тока. Аппарат меняет сопротивление, способен изменять напряжение в электрической цепи, что позволяет регулировать функционирование электродвигателя в швейной машине, громкость радиоприёмника, телевизора.

Реостат позволяет регулировать и менять силу тока и напряжение

Реостат активно применяется при создании электрических приборов. Благодаря такому элементу силу тока и напряжения можно контролировать, преотвращая перегревы.

Соберём цепь, изображённую на рисунке. Силу тока в цепи измеряют амперметром, напряжение — вольтметром. Зная напряжение на концах проводника и силу тока в нём, по закону Ома можно определить сопротивление каждого из проводников.

В цепь источника тока по очереди будем включать различные проводники, например, никелиновые проволоки одинаковой толщины, но разной длины. Выполнив указанные опыты, мы установим, что из двух никелиновых проволок одинаковой толщины более длинная проволока имеет большее сопротивление.
В следующем эксперименте по очереди будем включать никелиновые проволоки одинаковой длины, но разной толщины (разной площади поперечного сечения). Установим, что из двух никелиновых проволок одинаковой длины большее сопротивление имеет проволока, поперечное сечение которой меньше.
В третьем эксперименте по очереди будем включать никелиновую и нихромовую проволоки одинаковой длины и толщины. Установим, что никелиновая и нихромовая проволоки одинаковых размеров имеют разное сопротивление.
Зависимость сопротивления проводника от его размеров и вещества, из которого изготовлен проводник, впервые на опытах изучил Ом. Он установил:

Сопротивление прямо пропорционально длине проводника, обратно пропорционально площади его поперечного сечения и зависит от вещества проводника.

Обрати внимание!

Сопротивление проводника прямо пропорционально его длине, т.е. чем длиннее проводник, тем больше его электрическое сопротивление.
Сопротивление проводника обратно пропорционально площади его поперечного сечения, т.е. чем толще проводник, тем его сопротивление меньше, и, наоборот, чем тоньше проводник, тем его сопротивление больше.

Чтобы лучше понять эту зависимость, представьте себе две пары сообщающихся сосудов, причём у одной пары сосудов соединяющая трубка тонкая, а у другой — толстая. Ясно, что при заполнении водой одного из сосудов (каждой пары) переход её в другой сосуд по толстой трубке произойдёт гораздо быстрее, чем по тонкой, т.е. толстая трубка окажет меньшее сопротивление течению воды. Точно так же и электрическому току легче пройти по толстому проводнику, чем по тонкому, т.е. первый оказывает ему меньшее сопротивление, чем второй.

Причиной наличия сопротивления у проводника является взаимодействие движущихся электронов с ионами кристаллической решётки проводника. Из-за различия в строении кристаллической решётки у проводников, выполненных из различных веществ, сопротивления их отличаются друг от друга. Для характеристики материала вводят величину, которую называют удельным сопротивлением.

Удельное сопротивление — это физическая величина, которая определяет сопротивление проводника из данного вещества длиной \(1\) м и площадью поперечного сечения \(1\) м².

Введём буквенные обозначения: \(ρ\) — удельное сопротивление проводника, \(l\) — длина проводника, \(S\) — площадь его поперечного сечения. Тогда сопротивление проводника \(R\) выразится формулой:

R = ρ ι S .

Из этой формулы можно выразить и другие величины:

ι = RS ρ , S = ρ ι R , ρ = RS ι .

Из последней формулы можно определить единицу удельного сопротивления. Так как единицей сопротивления является \(1\) Ом, единицей площади поперечного сечения — \(1\) м², а единицей длины — \(1\) м, то единицей удельного сопротивления будет:

1 Ом ⋅ 1 м 2 1 м = 1 Ом ⋅ 1 м, т.е. Ом ⋅ м.

Удобнее выражать площадь поперечного сечения проводника в квадратных миллиметрах, так как она чаще всего бывает небольшой. Тогда единицей удельного сопротивления будет:

1 Ом ⋅ 1 мм 2 1 м, т.е. Ом ⋅ мм 2 м.

В таблице приведены значения удельного сопротивления некоторых веществ при \(20\) °С.

Обрати внимание!

Удельное сопротивление с изменением температуры меняется.

Опытным путём было установлено, что у металлов, например, удельное сопротивление с повышением температуры увеличивается.

Обрати внимание!

Из всех металлов наименьшим удельным сопротивлением обладают серебро и медь. Следовательно, серебро и медь — лучшие проводники электричества.

При проводке электрических цепей используют алюминиевые, медные и железные провода.
Во многих случаях нужны приборы, имеющие большое сопротивление. Их изготавливают из специально созданных сплавов — веществ с большим удельным сопротивлением. Например, как видно из таблицы, сплав нихром имеет удельное сопротивление почти в \(40\) раз большее, чем алюминий.

Обрати внимание!

Стекло и дерево имеют такое большое удельное сопротивление, что почти совсем не проводят электрический ток и являются изоляторами.

На практике часто приходится менять силу тока в цепи, делая её то больше, то меньше. Так, изменяя силу тока в динамике радиоприёмника, мы регулируем громкость звука. Изменением силы тока в электродвигателе швейной машины можно регулировать скорость его вращения.

Для регулирования силы тока в цепи применяют специальные приборы — реостаты.

Простейшим реостатом может служить проволока из материала с большим удельным сопротивлением, например, никелиновая или нихромовая. Включив такую проволочку в цепь источника электрического тока через контакты А и С и передвигая подвижный контакт С, можно уменьшать или увеличивать длину включённого в цепь участка АС. При этом будет меняться сопротивление цепи, а следовательно, и сила тока в ней, это покажет амперметр.

Реостатам, применяемым на практике, придают более удобную и компактную форму. Для этой цели используют проволоку с большим удельным сопротивлением. Один из реостатов (ползунковый реостат) изображён на рисунке.

В этом реостате никелиновая проволока намотана на керамический цилиндр. Проволока покрыта тонким слоем не проводящей ток окалины, поэтому витки её изолированы друг от друга. Над обмоткой расположен металлический стержень, по которому может перемещаться ползунок. Своими контактами он прижат к виткам обмотки. От трения ползунка о витки слой окалины под его контактами стирается, и электрический ток в цепи проходит от витков проволоки к ползунку, а через него в стержень, имеющий на конце зажим \(1\). С помощью этого зажима и зажима \(2\), соединённого с одним из концов обмотки и расположенного на корпусе реостата, реостат подсоединяют в цепь. Перемещая ползунок по стержню, можно увеличивать или уменьшать сопротивление реостата, включённого в цепь.

Во многих электронных устройствах для регулирования громкости звука необходимо изменять силу тока. Рассмотрим устройство (реостаты), с помощью которого можно изменять силу тока и напряжение. Сила тока зависит от напряжения на концах участка цепи и от сопротивления проводника: I=U/R . Если изменять сопротивление проводника R , тогда будет меняться сила тока.

Сопротивление зависит от длины L , от площади поперечного сечения S и от материала проводника – удельного сопротивления. Для того чтобы изменять сопротивление проводника, нужно менять длину, толщину или материал. Весьма удобно изменять длину проводника.

Разберем цепь, состоящую из источника тока, ключа, амперметра и проводника в виде резистора АС из проволоки с большим удельным сопротивлением.

Перемещая контакт С по этой проволоке, можно менять длину проводника, которая задействована в цепи, тем самым изменять сопротивление, а значит, и силу тока. Следовательно, можно создать устройство с переменным сопротивлением, с помощью которого можно изменять силу тока. Такие устройства имеют название реостатами.

Реостат – это устройство с изменяемым сопротивлением, которое служит для регулировки силы тока и напряжения.

Устройство реостата

На цилиндр, выполненный из керамики, намотан металлический проводник, который сделан из материала с большим удельным сопротивлением. Сделано это для того, чтобы при небольшом изменении длины существенно менялось сопротивление. Этот металлический провод называется обмоткой. Он так называется, потому что намотан на керамический цилиндр.

Концы обмотки выведены к зажимам, которые называются клеммами. В верхней части реостата есть металлический стержень, который тоже заканчивается клеммами. Вдоль металлического стержня и вдоль обмотки может перемещаться скользящий контакт, который называется ползунком. Так как скользящий контакт имеет такое название, то подобный реостат называется ползунковым реостатом.

Принцип действия

Ползунковый реостат подсоединен в цепь через две клеммы: нижнюю с обмотки и верхнюю клемму, там, где металлический стержень. При подключении его в цепь, таким образом, ток через нижнюю клемму проходит по виткам обмотки, а не поперек витков. Далее ток проходит через скользящий контакт, потом по металлическому стержню, и опять в цепь.

Таким образом, в цепи задействована только часть обмотки реостата. Когда ползунок перемещается, то меняется сопротивление той части обмотки реостата, которая находится в цепи. Изменяется длина обмотки, сопротивление и сила тока в цепи.

Необходимо обратить внимание, что ток в той части реостата, по которой он проходит, идет по каждому витку обмотки, а не поперек них. Это достигается тем, что витки обмотки изолированы между собой тонким слоем изоляционного материала. Разберемся, как осуществляется контакт между витками обмотки и ползунком.

При движении по обмотке ползунок движется по ее верхнему слою, который имеет зачищенный участок изоляции на пути ползунка. Так осуществляется контакт между ползунком и витком обмотки. Между собой витки изолированы.

На схеме изображена цепь с источником тока, выключателем, амперметром и ползунковым реостатом. При перемещении ползунка реостата меняется его сопротивление и сила тока в цепи.

Ползунковый реостат можно подключать к цепи при помощи двух клемм: верхней и нижней. Но реостаты подключаются и по-другому.

Реостат можно подключить через три клеммы. Две нижние клеммы соединяются с концами обмотки, и один провод с верхней клеммы. Напряжение подается на всю обмотку, а снимается напряжение только с части обмотки. Ползунок делит реостат на два резистора, которые соединены последовательно.

Общее напряжение равно сумме напряжений каждого резистора. Поэтому выходное напряжение меньше входного значения. Выходное напряжение меньше, чем входное во столько раз, во сколько сопротивление части обмотки меньше, чем сопротивление всей обмотки. То есть, реостат делит напряжение, и называется делителем напряжения или потенциометром.

Виды и особенности реостатов
Реостат в виде тора

Два крайних зажима – это концы обмотки, а средний зажим соединен с ползунком. Вращая ползунок по обмотке, можно изменить сопротивление и сила тока в цепи.

Рычажные реостаты

Они получили такое название, потому что в его нижней части находится переключатель – рычаг. С помощью него можно включать разные части спирали резисторов. На рисунке показан принцип работы рычажного реостата.

Рычажный реостат изменяет силу тока скачкообразно, в то время как ползунковый реостат меняет силу тока плавно. Если в цепи будет присутствовать резистор, то при перемещении ползунка на ползунковом реостате или при переключении рычага рычажного реостата будет меняться сила тока и напряжение на концах резистора.

Штепсельные

Такие устройства состоят из магазина сопротивлений.

Это набор различных сопротивлений. Они называются спирали-резисторы. При помощи штепселя можно включать или выключать разные спирали-резисторы. Когда штепсель находится в перемычке, то больший ток идет через перемычку, а не через резистор. Таким образом, резистор отключается. Используя штепсель, можно получать разные сопротивления.

Материалы и охлаждение

Основным элементом в устройстве реостата является материал изготовления, по виду которого реостаты делятся на несколько видов:

  • Угольные.
  • Металлические.
  • Жидкостные.
  • Керамические.

Электрический ток в сопротивлениях преобразуется в тепловую энергию, которая должна каким-то образом отводиться от них. Поэтому реостаты также делятся по типу охлаждения:

  • Воздушные.
  • Жидкостные.

Жидкостные реостаты разделяются на водяные и масляные. Воздушный вид используется в любых конструкциях приборов. Жидкостное охлаждение применяется только для металлических реостатов, их сопротивления омываются жидкостью, либо полностью в нее погружены. Нельзя забывать, что охлаждающая жидкость также должна охлаждаться.

Металлические реостаты

Это конструкция реостата с воздушным охлаждением. Такие модели приобрели популярность, так как легко подходят для различных условий работы своими электрическими, тепловыми характеристиками, а также формой конструкции. Они бывают с непрерывным или ступенчатым типом регулировки сопротивления.

В устройстве имеется подвижный контакт, скользящий по неподвижным контактам, расположенным в этой же плоскости. Неподвижные контакты выполнены в виде винтов с плоскими головками, пластин или шин. Подвижный контакт называется щеткой. Он бывает мостиковым или рычажным.

Такие виды реостатов делят на самоустанавливающиеся и несамоустанавливающиеся. Последний вид имеет простую конструкцию, но ненадежен в применении, так как контакт часто нарушается.

Масляные

Устройства с масляным охлаждением повышают теплоемкость и время нагревания вследствие хорошей теплопроводности масла. Это делает возможным повышение нагрузки на небольшое время, снижает расход материала изготовления сопротивления и габариты корпуса реостата.

Детали, погружаемые в масло, должны иметь значительную поверхность для хорошей отдачи тепла. В масле увеличиваются возможности контактов на отключение. Это является преимуществом такого вида реостатов. Благодаря смазке на контакты можно прилагать повышенные усилия. К недостаткам можно отнести риск возникновения пожара и загрязнение места установки.

На уроке рассматривается прибор под названием реостат, сопротивление которого можно изменять. Подробно рассматривается устройство реостата и принцип его работы. Показывается обозначение реостата на схемах, возможные варианты включения реостата в электрическую цепь. Приводятся примеры применения реостата в повседневной жизни.

Тема: Электромагнитные явления

Урок: Реостаты

На предыдущих уроках мы говорили, что существуют не только потребители и источники электрического тока, но еще и так называемые элементы управления. Одним из важных элементов управления является реостат или любой другой прибор, основанный на его действии. В реостате используется проводник из заранее известного материала с определенной длиной и сечением, а значит, мы можем узнать его сопротивление. Принцип работы реостата основан на том, что мы можем изменять это сопротивление, следовательно, можем регулировать силу тока и напряжение в электрических цепях.

Рис. 1. Устройство реостата

На рисунке 1 представлен реостат без оболочки. Это сделано для того, чтобы можно было посмотреть все его части. На керамическую трубу (1) намотан провод (2). Его концы выведены к двум контактам (3а). Также имеется штанга, в конце которой расположен контакт (3б). По этой штанге движется скользящий контакт (4), так называемый «ползун».

Если расположить скользящий контакт посередине (рис. 2а), то будет задействована только половина проводника. Если передвинуть этот скользящий контакт дальше (рис. 2б), то будет задействовано больше витков провода, следовательно, его длина возрастет, сопротивление увеличится, а сила тока уменьшится. Если же передвинуть «ползун» в другую сторону (рис. 2в), то, наоборот, сопротивление уменьшится, и сила тока в цепи возрастет.

Рис. 2. Реостат

Внутри реостат полый. Это необходимо, поскольку при протекании тока реостат нагревается, а эта полость обеспечивает быстрое охлаждение.

Когда мы изображаем схему (рисунок электрической цепи), то каждый элемент обозначается определенным символом. Реостат обозначается следующим образом (рис. 3):

Рис. 3. Изображение реостата

Красный прямоугольник соответствует сопротивлению, синий контакт — подводящий к реостату провод, зеленый — скользящий контакт. При таком обозначении легко понять, что при движении ползунка влево сопротивление реостата уменьшится, а при движении вправо — увеличится. Также может использоваться следующее изображение реостата (рис. 4):

Рис. 4. Еще одно изображение реостата

Прямоугольник обозначает сопротивление, а стрелка — то, что его можно изменять.

В электрическую цепь реостат включается последовательно. Ниже приведена одна из схем включения (рис. 5):

Рис. 5. Включение реостата в цепь с лампой накаливания

Зажимы 1 и 2 подключаются к источнику тока (это может быть гальванический элемент или подключение к розетке). Стоит обратить внимание, что второй контакт должен быть подключен к движущейся части реостата, которая позволяет менять сопротивление. Если увеличивать сопротивление реостата, то накал лампочки (3) будет уменьшаться, а значит, ток в цепи тоже уменьшается. И, наоборот, при уменьшении сопротивления реостата лампочка будет гореть ярче. Этот метод часто используется в выключателях для регулировки интенсивности освещения.

Реостат также можно использовать для регулировки напряжения. Ниже представлены две схемы (рис. 6):

Рис. 6. Включение резистора в цепь с вольтметром

В случае использования двух сопротивлений (рис. 6а) мы снимаем определенное напряжение со второго резистора (устройство, которое основано на сопротивлении проводника), и таким образом, как бы регулируем напряжение. При этом надо точно знать все параметры проводника для правильной регулировки напряжения. В случае с реостатом (рис. 6б) ситуация заметно упрощается, поскольку мы можем непрерывно регулировать его сопротивление, а значит, и изменять снимаемое напряжение.

Реостат — достаточно универсальный прибор. Кроме регулировки силы тока и напряжения, он также может использоваться в различных бытовых приборах. Например, в телевизорах регулировка громкости происходит с помощью реостатов, переключение каналов в телевизоре также неким образом связано с использованием реостатов. Также стоит обратить внимание, что для безопасности лучше использовать реостаты, снабженные защитным кожухом (рис. 7).

Рис. 7. Реостат в защитном кожухе

На этом уроке мы рассмотрели строение и применение такого элемента управления, как реостат. На следующих уроках будут решаться задачи, связанные с проводниками, реостатами и законом Ома.

Список литературы

  1. Генденштейн Л.Э, Кайдалов А.Б., Кожевников В.Б. Физика 8 / Под ред. Орлова В.А., Ройзена И.И. — М.: Мнемозина.
  2. Перышкин А.В. Физика 8. — М.: Дрофа, 2010.
  3. Фадеева А.А., Засов А.В., Киселев Д.Ф. Физика 8. — М.: Просвещение.
  1. Центр образования «Технологии обучения» ().
  2. Школьный демонстрационный физический эксперимент ().
  3. Электротехника ().

Домашнее задание

  1. Стр. 108-110: вопросы № 1-5. Перышкин А.В. Физика 8. — М.: Дрофа, 2010.
  2. Как можно регулировать накал лампы с помощью реостата?
  3. Всегда ли при движении ползунка реостата вправо сопротивление будет уменьшаться?
  4. Чем обусловлено применение именно керамической трубы в реостате?

Как работает реостат в электрической цепи. Использование резисторов и реостатов для регулирования силы тока в электрической цепи

На уроке рассматривается прибор под названием реостат, сопротивление которого можно изменять. Подробно рассматривается устройство реостата и принцип его работы. Показывается обозначение реостата на схемах, возможные варианты включения реостата в электрическую цепь. Приводятся примеры применения реостата в повседневной жизни.

Тема: Электромагнитные явления

Урок: Реостаты

На предыдущих уроках мы говорили, что существуют не только потребители и источники электрического тока, но еще и так называемые элементы управления. Одним из важных элементов управления является реостат или любой другой прибор, основанный на его действии. В реостате используется проводник из заранее известного материала с определенной длиной и сечением, а значит, мы можем узнать его сопротивление. Принцип работы реостата основан на том, что мы можем изменять это сопротивление, следовательно, можем регулировать силу тока и напряжение в электрических цепях.

Рис. 1. Устройство реостата

На рисунке 1 представлен реостат без оболочки. Это сделано для того, чтобы можно было посмотреть все его части. На керамическую трубу (1) намотан провод (2). Его концы выведены к двум контактам (3а). Также имеется штанга, в конце которой расположен контакт (3б). По этой штанге движется скользящий контакт (4), так называемый «ползун».

Если расположить скользящий контакт посередине (рис. 2а), то будет задействована только половина проводника. Если передвинуть этот скользящий контакт дальше (рис. 2б), то будет задействовано больше витков провода, следовательно, его длина возрастет, сопротивление увеличится, а сила тока уменьшится. Если же передвинуть «ползун» в другую сторону (рис. 2в), то, наоборот, сопротивление уменьшится, и сила тока в цепи возрастет.

Рис. 2. Реостат

Внутри реостат полый. Это необходимо, поскольку при протекании тока реостат нагревается, а эта полость обеспечивает быстрое охлаждение.

Когда мы изображаем схему (рисунок электрической цепи), то каждый элемент обозначается определенным символом. Реостат обозначается следующим образом (рис. 3):

Рис. 3. Изображение реостата

Красный прямоугольник соответствует сопротивлению, синий контакт — подводящий к реостату провод, зеленый — скользящий контакт. При таком обозначении легко понять, что при движении ползунка влево сопротивление реостата уменьшится, а при движении вправо — увеличится. Также может использоваться следующее изображение реостата (рис. 4):

Рис. 4. Еще одно изображение реостата

Прямоугольник обозначает сопротивление, а стрелка — то, что его можно изменять.

В электрическую цепь реостат включается последовательно. Ниже приведена одна из схем включения (рис. 5):

Рис. 5. Включение реостата в цепь с лампой накаливания

Зажимы 1 и 2 подключаются к источнику тока (это может быть гальванический элемент или подключение к розетке). Стоит обратить внимание, что второй контакт должен быть подключен к движущейся части реостата, которая позволяет менять сопротивление. Если увеличивать сопротивление реостата, то накал лампочки (3) будет уменьшаться, а значит, ток в цепи тоже уменьшается. И, наоборот, при уменьшении сопротивления реостата лампочка будет гореть ярче. Этот метод часто используется в выключателях для регулировки интенсивности освещения.

Реостат также можно использовать для регулировки напряжения. Ниже представлены две схемы (рис. 6):

Рис. 6. Включение резистора в цепь с вольтметром

В случае использования двух сопротивлений (рис. 6а) мы снимаем определенное напряжение со второго резистора (устройство, которое основано на сопротивлении проводника), и таким образом, как бы регулируем напряжение. При этом надо точно знать все параметры проводника для правильной регулировки напряжения. В случае с реостатом (рис. 6б) ситуация заметно упрощается, поскольку мы можем непрерывно регулировать его сопротивление, а значит, и изменять снимаемое напряжение.

Реостат — достаточно универсальный прибор. Кроме регулировки силы тока и напряжения, он также может использоваться в различных бытовых приборах. Например, в телевизорах регулировка громкости происходит с помощью реостатов, переключение каналов в телевизоре также неким образом связано с использованием реостатов. Также стоит обратить внимание, что для безопасности лучше использовать реостаты, снабженные защитным кожухом (рис. 7).

Рис. 7. Реостат в защитном кожухе

На этом уроке мы рассмотрели строение и применение такого элемента управления, как реостат. На следующих уроках будут решаться задачи, связанные с проводниками, реостатами и законом Ома.

Список литературы

  1. Генденштейн Л.Э, Кайдалов А.Б., Кожевников В.Б. Физика 8 / Под ред. Орлова В.А., Ройзена И.И. — М.: Мнемозина.
  2. Перышкин А.В. Физика 8. — М.: Дрофа, 2010.
  3. Фадеева А.А., Засов А.В., Киселев Д.Ф. Физика 8. — М.: Просвещение.
  1. Центр образования «Технологии обучения» ().
  2. Школьный демонстрационный физический эксперимент ().
  3. Электротехника ().

Домашнее задание

  1. Стр. 108-110: вопросы № 1-5. Перышкин А.В. Физика 8. — М.: Дрофа, 2010.
  2. Как можно регулировать накал лампы с помощью реостата?
  3. Всегда ли при движении ползунка реостата вправо сопротивление будет уменьшаться?
  4. Чем обусловлено применение именно керамической трубы в реостате?

Во многих электронных устройствах для регулирования громкости звука необходимо изменять силу тока. Рассмотрим устройство (реостаты), с помощью которого можно изменять силу тока и напряжение. Сила тока зависит от напряжения на концах участка цепи и от сопротивления проводника: I=U/R . Если изменять сопротивление проводника R , тогда будет меняться сила тока.

Сопротивление зависит от длины L , от площади поперечного сечения S и от материала проводника – удельного сопротивления. Для того чтобы изменять сопротивление проводника, нужно менять длину, толщину или материал. Весьма удобно изменять длину проводника.

Разберем цепь, состоящую из источника тока, ключа, амперметра и проводника в виде резистора АС из проволоки с большим удельным сопротивлением.

Перемещая контакт С по этой проволоке, можно менять длину проводника, которая задействована в цепи, тем самым изменять сопротивление, а значит, и силу тока. Следовательно, можно создать устройство с переменным сопротивлением, с помощью которого можно изменять силу тока. Такие устройства имеют название реостатами.

Реостат – это устройство с изменяемым сопротивлением, которое служит для регулировки силы тока и напряжения.

Устройство реостата

На цилиндр, выполненный из керамики, намотан металлический проводник, который сделан из материала с большим удельным сопротивлением. Сделано это для того, чтобы при небольшом изменении длины существенно менялось сопротивление. Этот металлический провод называется обмоткой. Он так называется, потому что намотан на керамический цилиндр.

Концы обмотки выведены к зажимам, которые называются клеммами. В верхней части реостата есть металлический стержень, который тоже заканчивается клеммами. Вдоль металлического стержня и вдоль обмотки может перемещаться скользящий контакт, который называется ползунком. Так как скользящий контакт имеет такое название, то подобный реостат называется ползунковым реостатом.

Принцип действия

Ползунковый реостат подсоединен в цепь через две клеммы: нижнюю с обмотки и верхнюю клемму, там, где металлический стержень. При подключении его в цепь, таким образом, ток через нижнюю клемму проходит по виткам обмотки, а не поперек витков. Далее ток проходит через скользящий контакт, потом по металлическому стержню, и опять в цепь.

Таким образом, в цепи задействована только часть обмотки реостата. Когда ползунок перемещается, то меняется сопротивление той части обмотки реостата, которая находится в цепи. Изменяется длина обмотки, сопротивление и сила тока в цепи.

Необходимо обратить внимание, что ток в той части реостата, по которой он проходит, идет по каждому витку обмотки, а не поперек них. Это достигается тем, что витки обмотки изолированы между собой тонким слоем изоляционного материала. Разберемся, как осуществляется контакт между витками обмотки и ползунком.

При движении по обмотке ползунок движется по ее верхнему слою, который имеет зачищенный участок изоляции на пути ползунка. Так осуществляется контакт между ползунком и витком обмотки. Между собой витки изолированы.

На схеме изображена цепь с источником тока, выключателем, амперметром и ползунковым реостатом. При перемещении ползунка реостата меняется его сопротивление и сила тока в цепи.

Ползунковый реостат можно подключать к цепи при помощи двух клемм: верхней и нижней. Но реостаты подключаются и по-другому.

Реостат можно подключить через три клеммы. Две нижние клеммы соединяются с концами обмотки, и один провод с верхней клеммы. Напряжение подается на всю обмотку, а снимается напряжение только с части обмотки. Ползунок делит реостат на два резистора, которые соединены последовательно.

Общее напряжение равно сумме напряжений каждого резистора. Поэтому выходное напряжение меньше входного значения. Выходное напряжение меньше, чем входное во столько раз, во сколько сопротивление части обмотки меньше, чем сопротивление всей обмотки. То есть, реостат делит напряжение, и называется делителем напряжения или потенциометром.

Виды и особенности реостатов
Реостат в виде тора

Два крайних зажима – это концы обмотки, а средний зажим соединен с ползунком. Вращая ползунок по обмотке, можно изменить сопротивление и сила тока в цепи.

Рычажные реостаты

Они получили такое название, потому что в его нижней части находится переключатель – рычаг. С помощью него можно включать разные части спирали резисторов. На рисунке показан принцип работы рычажного реостата.

Рычажный реостат изменяет силу тока скачкообразно, в то время как ползунковый реостат меняет силу тока плавно. Если в цепи будет присутствовать резистор, то при перемещении ползунка на ползунковом реостате или при переключении рычага рычажного реостата будет меняться сила тока и напряжение на концах резистора.

Штепсельные

Такие устройства состоят из магазина сопротивлений.

Это набор различных сопротивлений. Они называются спирали-резисторы. При помощи штепселя можно включать или выключать разные спирали-резисторы. Когда штепсель находится в перемычке, то больший ток идет через перемычку, а не через резистор. Таким образом, резистор отключается. Используя штепсель, можно получать разные сопротивления.

Материалы и охлаждение

Основным элементом в устройстве реостата является материал изготовления, по виду которого реостаты делятся на несколько видов:

  • Угольные.
  • Металлические.
  • Жидкостные.
  • Керамические.

Электрический ток в сопротивлениях преобразуется в тепловую энергию, которая должна каким-то образом отводиться от них. Поэтому реостаты также делятся по типу охлаждения:

  • Воздушные.
  • Жидкостные.

Жидкостные реостаты разделяются на водяные и масляные. Воздушный вид используется в любых конструкциях приборов. Жидкостное охлаждение применяется только для металлических реостатов, их сопротивления омываются жидкостью, либо полностью в нее погружены. Нельзя забывать, что охлаждающая жидкость также должна охлаждаться.

Металлические реостаты

Это конструкция реостата с воздушным охлаждением. Такие модели приобрели популярность, так как легко подходят для различных условий работы своими электрическими, тепловыми характеристиками, а также формой конструкции. Они бывают с непрерывным или ступенчатым типом регулировки сопротивления.

В устройстве имеется подвижный контакт, скользящий по неподвижным контактам, расположенным в этой же плоскости. Неподвижные контакты выполнены в виде винтов с плоскими головками, пластин или шин. Подвижный контакт называется щеткой. Он бывает мостиковым или рычажным.

Такие виды реостатов делят на самоустанавливающиеся и несамоустанавливающиеся. Последний вид имеет простую конструкцию, но ненадежен в применении, так как контакт часто нарушается.

Масляные

Устройства с масляным охлаждением повышают теплоемкость и время нагревания вследствие хорошей теплопроводности масла. Это делает возможным повышение нагрузки на небольшое время, снижает расход материала изготовления сопротивления и габариты корпуса реостата.

Детали, погружаемые в масло, должны иметь значительную поверхность для хорошей отдачи тепла. В масле увеличиваются возможности контактов на отключение. Это является преимуществом такого вида реостатов. Благодаря смазке на контакты можно прилагать повышенные усилия. К недостаткам можно отнести риск возникновения пожара и загрязнение места установки.

На практике часто приходится менять силу тока в цепи, делая ее то больше, то меньше. Так, изменяя силу тока в динамике радиоприемника, мы регулируем громкость звука. Изменением силы тока в электродвигателе швейной машины можно регулировать скорость его вращения.

Во многих случаях для регулирования силы тока в цепи применяют специальные приборы — реостаты.

Простейшим реостатом может служить проволока из материала с большим удельным сопротивлением, например, никелиновая или нихромовая. Включив такую проволочку в цепь источника электрического тока через контакты А и С и передвигая подвижный контакт С, можно уменьшать или увеличивать длину включенного в цепь участка АС. При этом будет меняться сопротивление цепи, а, следовательно, и сила тока в ней, это покажет амперметр.

Реостатам, применяемым на практике, придают более удобную и компактную форму. Для этой цели используют проволоку с большим удельным сопротивлением, а для того чтобы длинная проволока не мешала ее наматывают спиралью.

Один из реостатов (ползунковый реостат) изображен на рисунке а), а его условное обозначение в схемах — на рисунке б).


В этом реостате никелиновая проволока намотана на керамический цилиндр. Над обмоткой расположен металлический стержень, по которому может перемещаться ползунок. Своими контактами он прижат к виткам обмотки.

Электрический ток в цепи проходит от витков проволоки к ползунку, а через него в стержень, имеющий на конце зажим 1. С помощью этого зажима и зажима 2, соединенного с одним из концов обмотки и расположенного на корпусе реостата, реостат подсоединяют в цепь.

Стрелками указано как протекает электрический ток через реостат

Перемещая ползунок по стержню, можно увеличивать или уменьшать сопротивление реостата, включенного в цепь. То есть мы увеличиваем или уменьшаем количество витков по которым протекает электрический ток (чем больше витков, тем больше сопротивление).

Каждый реостат рассчитан на определенное сопротивление (чем больше проволоки намотано, тем большее сопротивление может дать такой реостат) и на наибольшую допустимую силу тока, превышать которую не следует, так как обмотка реостата накаляется и может перегореть. Сопротивление реостата и наибольшее допустимое значение силы тока указаны на реостате (см. рисунок а ).

[Значения 6Ω и 3 А означают что данный реостат способен изменять свое сопротивление с 0 до 6 Ом, и ток с силой больше чем 3 Ампера пропускать по нему не стоит. ]

Теперь самое время перейти от теории к практике!

Часть 1. Регулировка силы тока в лампочке.

На видео видно, как передвигая ползунок реостата вправо и влево, лампочка горит ярче или тусклее.

Понять принцип опыта можно взглянув на схему (см. рисунок 4).


На рисунке указана схема цепи, которую мы собирали в видео. Полное сопротивление цепи состоит из сопротивления R л лампочки и сопротивления включенной в цепь части проволоки (на рисунке заштрихована) реостата. Незаштрихованная часть проволоки в цепь не включена. Если изменить положение ползунка, то изменится длина включенной в цепь части проволоки, что приведет к изменению силы тока.

Так, если передвинуть ползунок в крайнее правое положение (точка С), то в цепь будет включена вся проволока, сопротивление цепи станет наибольшим, а сила тока — наименьшей, поэтому нить лампочки будет гореть тускло или совсем не будет гореть (так как эл. ток такой силы не может разогреть спираль лампочки до свечения).

Если же передвинуть ползунок реостата в положение А, то электрический ток совсем не будет идти по проволоке реостата и, следовательно, сопротивление реостата будет равно нулю. Весь ток будет расходоваться на горение лампы, и она будет светить максимально ярко.

Часть 2. Включение лампочки от карманного фонаря в сеть 220 В.

Внимание! Не повторяйте этот опыт самостоятельно. Напоминаем, что поражение электрическим током осветительной сети может привести к смерти.

Что произойдет, если включить лампочку от фонарика в осветительную сеть напряжением 220 В? Понятно, что лампочка, рассчитанная на работу от батареек с суммарным напряжением 3,5 Вольт (3 пальчиковых батарейки), не способна выдержать напряжение в 63 раза большее — она сразу перегорит (может и взорваться).

Как тогда это сделать? На помощь придет уже известный нам прибор — реостат.

Нам нужен такой реостат, который способен был задержать бурный поток электрического тока, идущего от осветительной сети, и превратить его в тоненький ручеек электричества, который будет питать нашу хрупкую лампочку не нанося ей вреда.

Мы взяли реостат с сопротивлением 1000 (Ом). Это значит, что если эл. ток будет проходить по всей проволоке этого реостата, то на выходе из него получится ток с силой всего лишь 0,22 Ампер.

I=U/R=220 В / 1000 (Ом) = 0, 22 А

Для питания же нашей лампочки нужно даже более сильное электричество (0,28 А). То есть реостат не пропустит достаточное количество тока, чтобы зажечь нашу маленькую лампочку.

Это мы и наблюдаем во второй части видео, где в крайнем положении ползунка лампочка не горит, а при передвижении его вправо лампочка начинает загораться все ярче и ярче (подвигая ползунок мы запускаем все больше тока).

В определенный момент (на определенном положении ползунка реостата) лампочка перегорает, потому что реостат (при данном положении ползунка) пропустил слишком много электричества, которое и пережгло нить накаливания лампочки.

Так можно ли включить низковольтную лампочку в осветительную сеть? Можно! Только следует задержать все лишнее электричество реостатом с достаточно большим сопротивлением.

Часть 3. Включение лампы на 3,5 В вместе с лампой 60 Вт в сеть 220 В.

Мы взяли лампу мощностью 60 Вт, рассчитанную на напряжение 220 В, и лампочку от карманного фонарика на 3,5 В и силу тока 0,28 А.

Что произойдет, если включить эти лампочки в осветительную сеть напряжением 220 В? Понятно, что 60-ти ваттная лампочка будет гореть нормально (она на это и предназначена), а вот лампочка от карманного фонарика немедленно перегорит при включении ее в сеть (т.к. рассчитана работать от батареек только на 3,5 Вольта).

Но в опыте видно, как при подключении лампочек друг за другом (последовательно) и включении их в сеть 220 В обе лампы горят нормальным накалом и даже не думают перегорать. Даже когда ползунок реостата в крайнем положении (т.е. он не создает никакого сопротивления току) маленькая лампочка не перегорает.

Почему так? Почему даже при выключенном реостате (при его нулевом сопротивлении) лампа не перегорает? Что не дает ей перегореть при таком большом напряжении? И действительно ли напряжение на маленькой лампочке такое большое? Будет ли работать маленькая лампа если заменить лампу мощностью 60 Вт на стоваттную лампочку (100 Вт)?

Вы уже сможете ответить на большинство вопросов, если внимательно следили за ходом рассуждений в предыдущей части статьи. В этом опыте маленькой лампочке не дает перегорать большая лампочка. Она выступает в роли реостата с большим сопротивлением и берет на себя почти всю нагрузку.

Давайте попробуем разобраться как такое может происходить, что маленькая лампочка не перегорает благодаря лампочке в 60 Вт и доказать расчетным методом, что для нормального накала обеих лампочек необходимо одна и та же сила тока.

На помощь в решении этого вопроса нам придет физика, а конкретно ее раздел электричество (изучается в 8 классе).

Реостат (от греч. rhéos — течение, поток и statós — стоящий, неподвижный)

электрический аппарат (устройство) для регулирования и ограничения тока или напряжения в электрической цепи, основная часть которого — проводящий элемент (ПЭ) с переменным электрическим сопротивлением. Величина сопротивления ПЭ может изменяться плавно или ступенчато. При необходимости изменения тока или напряжения в небольших пределах Р. включают в электрическую цепь последовательно (например, при ограничении пускового тока в электрических машинах). Для регулирования тока или напряжения в широком диапазоне (от нуля до максимального значения) применяется потенциометрическое включение Р., являющегося в этом случае регулируемым делителем напряжения (См. Делитель напряжения).

В соответствии с назначением Р. их разделяют на пусковые, пускорегулировочные, нагрузочные и Р. возбуждения. По способу теплоотвода различают Р. с воздушным, масляным и водяным охлаждением. В зависимости от материала, из которого изготовлен ПЭ, Р. делятся на металлические (наиболее распространены), жидкостные и угольные. Простейшие металлические Р. — ползунковые, у которых сопротивление изменяется перемещением контактного ползунка непосредственно по виткам проволоки из материала с высоким удельным сопротивлением (манганин, константан, нихром, фехраль, сталь), намотанной на цилиндр из электроизоляционного материала (См. Электроизоляционные материалы) (фарфор, стеатит). Жидкостный Р. состоит из сосуда, наполненного электролитом (10-15%-ный раствор Na 2 CO 3 или K 2 CO 3 в воде), с опущенными в него электродами. Регулирование его сопротивления осуществляется изменением расстояния между электродами или глубины их погружения в жидкость. Угольный Р. выполняют в виде столбиков, набранных из тонких угольных шайб. Его сопротивление регулируется изменением давления, приложенного к столбикам.

Лит.: Чунихин А. А., Электрические аппараты, М., 1975.

Т. Н. Дильдина.


Большая советская энциклопедия. — М.: Советская энциклопедия . 1969-1978 .

Синонимы :

Смотреть что такое «Реостат» в других словарях:

    — (от греч. rheos течение поток и…стат), устройство для регулирования напряжения и тока в электрической цепи, основная часть которого проводящий элемент с активным электрическим сопротивлением, значение которого можно изменять плавно или… … Большой Энциклопедический словарь

    РЕОСТАТ, переменный РЕЗИСТОР для регуляции ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ТОКА. Резистив ным элементом может быть металлическая проволока, угольный электрод или электропроводная жидкость, в зависимости от сферы применения. Реостаты используются для регулирования … Научно-технический энциклопедический словарь

    РЕОСТАТ, реостата, муж. (от греч. rheos поток и лат. status неподвижное положение, стояние) (физ.). Прибор, при помощи которого в электрическую цепь вводится то или иное сопротивление с целью изменения силы тока. Толковый словарь Ушакова. Д.Н.… … Толковый словарь Ушакова

    РЕОСТАТ, а, муж. (спец.). Прибор для регулирования силы тока и его напряжения. | прил. реостатный, ая, ое. Толковый словарь Ожегова. С.И. Ожегов, Н.Ю. Шведова. 1949 1992 … Толковый словарь Ожегова

    — (Rheostat) прибор с сопротивлением, которое вводят в электрическую цепь для изменения напряжения или тока в ней. По назначению бывают регулировочные и пусковые Р., по конструкции проволочные, ламповые, жидкостные и угольные. Самойлов К. И.… … Морской словарь

    Прибор, служащий для регулирования сопротивления электр. цепей с целью изменения силы тока или напряжения. Р. имеют самое разнообразное устройство. Р. для регулировки напряжения машин, пуска в ход моторов и т. п. обычно выполняются в виде… … Технический железнодорожный словарь

    Сущ., кол во синонимов: 1 агометр (1) Словарь синонимов ASIS. В.Н. Тришин. 2013 … Словарь синонимов

    реостат — EN rheostat resistor the resistance of which can be adjusted without interruption of electric current FR rhéostat, m résistance dont la valeur peut être réglée sans… … Справочник технического переводчика

    РЕОСТАТ — электрический аппарат (устройство), включаемый в электрическую цель для регулирования (плавно или ступенями) и ограничения силы тока или напряжения. Р. состоит из активного (омического) сопротивления и подвижного контакта (переключателя ступеней) … Большая политехническая энциклопедия

    АГОМЕТР ИЛИ РЕОСТАТ прибор для измерения силы сопротивлений, вводимых в гальваническую цепь и для поддерживания тока при одной и той же степени напряжения. Словарь иностранных слов, вошедших в состав русского языка. Павленков Ф., 1907. АГОМЕТР,… … Словарь иностранных слов русского языка

    Мощный тороидный реостат Реостат (потенциометр, переменное сопротивление, переменный резистор; от др. греч … Википедия

Обычно редко кто задумывается, каким образом в различных приборах регулируется уровень звука. Во многих электрических приборах регулировка громкости звука осуществляется за счет изменения силы тока. Для этого чаще всего применяется специальный аппарат, разработанный Иоганном Христианом Поггендорфом, который регулирует силу тока и напряжение электрической сети, он получил название – реостат.

Итак, реостат представляет собой прибор, основная задача которого заключается в регулировке напряжения и силы тока. Этот элемент электрической сети весьма распространен, его применяют в физике, радиотехнике, электронике.

Устройство реостата

Устройство реостата для опытного физика не вызывает трудностей и представляет собой керамический полый цилиндр с металлической обмоткой, концы которой выведены на специальные контакты, получившие название клеммы, расположенные с обеих сторон керамического цилиндра. В качестве обмотки применяется материал, обладающий большим удельным сопротивлением, за счет этого даже небольшое изменение длины отражает изменение и сопротивления. Вдоль цилиндра расположен металлический шланг, на котором закреплен движущийся контакт, который получил название ползунок.

Керамический цилиндр внутри пуст для того, чтобы происходило охлаждение прибора при прохождении через него электроэнергии. Для безопасности ряд приборов имеют специальный кожух, скрывающий все внутренности механизма.

Принцип работы

Вне зависимости от типа реостата, принцип работы у всех примерно аналогичен. Например, ползунковый реостат работает следующим образом:

  • Подключение к сети происходит через клеммы, расположенные с обеих сторон цилиндра;
  • Ток проходит по всей длине, в зависимости от места расположения ползунка. Так, если ползунок находится в центре прибора, то ток проходит только до середины; если ползунок находится в конце прибора, тогда ток проходит целиком, соответственно напряжение максимальное.

Чаще всего задействована в работе только часть прибора, т.е. ползунок не доходит до края реостата. Изменение места расположения бегунка прямо пропорционально изменению силы тока. Подключение реостата к электрической сети осуществляется последовательно.

Виды реостатов

Разновидность реостатов зависит от их основного назначения:

  • Пусковые реостаты предназначены для запуска электродвигателей с постоянным или переменным током;
  • Пускорегулирующие реостаты не только предназначены для запуска двигателей с постоянным током, но и для регулировки силы тока;
  • Балластные реостаты, еще получили название нагрузочные, поглощают энергию, которая необходима для регулирования нагрузки на электрогенераторах, т.е. создают нужное сопротивление в электрической сети;
  • Реостаты возбуждения применяются в электрических машинах для регулировки постоянного и переменного тока, они поглощают лишнюю энергию;
  • В особорую группу выделяют реостаты, предназначенные для деления напряжения, их называют потенциометрами. Они позволяют применять в одном приборе различные напряжения, не используя дополнительные приспособления, такие как трансформаторы и блоки питания. В этом случае реостат имеет 3 клеммы, где нижние клеммы используются для входа тока, а верхняя и одна нижняя – в качестве выхода. Регулировка напряжения осуществляется при движении ползунка.

Благодаря применению в электрических приборах и машинах реостатов, происходит уменьшение снижения скачков электрического тока и перегрузок двигателя, это, в свою очередь, увеличивает срок службы электрических приборов.

Реостат на электрической схеме имеет свое особое обозначение.

Виды реостатов по материалу их изготовления

Главным элементом, определяющим принцип работы реостата, является материал, из которого он изготовлен. Кроме того, при прохождении через прибор тока должно происходить его охлаждение: воздушное или жидкостное. Воздушное охлаждение происходит благодаря полому цилиндру и применимо во всех приборах. Жидкостное охлаждение используется только для реостатов, изготовленных из металла. Охлаждение происходит за счет полного погружения в жидкость или отдельных частей прибора. Жидкостные реостаты могут быть водными или масляными.

Можно выделить следующие реостаты по материалу изготовления:

  • Металлические реостаты с воздушным типом охлаждения наиболее распространены, поскольку применимы в различных сферах и для различных приборов, сопротивление в них может быть постоянным или ступенчатым. Достоинством подобных конструкций являются компактные размеры, достаточно простая конструкция, доступная ценовая стоимость. Металлические жидкостные реостаты представляют собой сосуд, наполненный жидкостью. В качестве материала изготовления могут быть использованы сталь, чугун, хром, никель, железо и др.;
  • Жидкостные реостаты применимы для регулировки силы тока;
  • Керамические – применимы при относительно небольших нагрузках;
  • Угольные на сегодняшний день применяются только в промышленной сфере и представляют собой ряд шайб из угля, сжатых друг с другом при помощи пружин. Изменение сопротивления данного типа реостата происходит при помощи изменения силы сжатия пружин.

Задаваясь вопросом, зачем в повседневной жизни нужен данный прибор, можно получить банальный ответ: ни один современный телевизор не обходится без реостата. Благодаря этому прибору, происходит регулировка уровня громкости, также он связан с возможностью переключения каналов.

Как видно, это действительно универсальный и незаменимый компонент. Стоит подчеркнуть, что разновидностей реостатов весьма много, в зависимости от их основного предназначения. На сегодняшний день реостат применяется в промышленной сфере, в автомобилестроении, в современной электронной технике. Он широко применим в радиотехнике и различных типах электродвигателей. Выход из строя реостата способен вывести из строя всю систему электросети.

Видео

Дистрибьютор электронных компонентов — Оригинальный продукт

Рождество и Новый год 2021 Подробности деятельности

Приближается Рождество и Новый год 2021, Utmel хочет оказать вам дополнительную поддержку при заказе компонентов.
В период с 27 ноября по 10 января 2021 года при достижении другой стоимости заказа вы получите скидку непосредственно в период нашей деятельности. Деталь:

(1) При стоимости заказа более 1000 долларов в одном заказе вы получите прямую скидку в размере 20 долларов.
(2) Если стоимость одного заказа превышает 5000 долларов США, вы получите прямую скидку в размере 100 долларов США.
(3) Если стоимость одного заказа превышает 10000 долларов США, вы получите прямую скидку в размере 200 долларов США.
(4) Если стоимость одного заказа превышает 20000 долларов США, вы получите прямую скидку в размере 400 долларов США.
(5) «Большая» сделка: 27 ноября, 30 ноября и 4 января 2021 года, 4 января 2020 года, в пекинское время с 0:00 до 24:00, на все оплаченные заказы будет действовать скидка 10% непосредственно на ваш заказ. Для скидки подходит только стоимость продукта, не включая фрахт и банковский сбор / комиссию PayPal.
(6) Для автономного заказа вы можете воспользоваться бесплатной доставкой, если стоимость вашего заказа соответствует приведенному ниже условию:
6.1 При стоимости заказа более 1000 долларов вы можете получить бесплатную доставку с весом брутто в пределах 0,5 кг.
6.2 При сумме заказа более 2000 у.е. возможен бесплатный фрахт с массой брутто в пределах 1 кг.

Вопрос и ответ 1. Как получить купон на скидку?

Выберите все товары, которые вам нужны, в корзину, вы увидите скидку при оформлении заказа.

2.Можно ли воспользоваться бесплатным фрахтом и скидкой вместе?

Да, Utmel предоставит вам бесплатную доставку и скидку, если ваш заказ соответствует нашим условиям.

3.Как получить скидку на оффлайн заказ?

Наши специалисты по продажам сделают скидку непосредственно в PI для вас, если ваш заказ
соответствует стандарту нашего правила деятельности.

* Право на окончательную интерпретацию этой деятельности принадлежит Utmel Electronic Limited.

Реостат — определение, работа, конструкция, типы, применение — электрические крикуны

Что такое реостат?

Реостат — это переменный резистор, который используется для регулирования тока. Они могут изменять сопротивление без прерывания цепи. Конструкция очень похожа на конструкцию потенциометров. Требуется только два подключения, даже если есть три клеммы (как в потенциометре). Первое соединение выполняется с одним концом резистивного элемента, а другое (скользящий контакт) — с дворником.Реостаты должны выдерживать большой ток по сравнению с потенциометрами. Поэтому большинство из них выполнено в виде резисторов с проволочной обмоткой. Резистивный провод наматывается на керамический сердечник, который изолирован, а стеклоочиститель скользит по обмоткам.

Реостаты

часто используются в качестве устройств управления мощностью, таких как интенсивность света (диммер), скорость двигателя, нагреватели и печи. Сегодня они больше не используются для этой цели. Это связано с их относительно низкой производительностью. В системах управления мощностью их заменяет переключающая электроника.Они часто используются в качестве переменного сопротивления при настройке и калибровке схемы. В этих ситуациях настраивается только во время производства или настройки схемы (предварительно установленный резистор). В таких ситуациях обычно используются подстроечные резисторы, подключенные как реостат. Тем не менее, есть также предустановленные 2 оконечных резистора.

Реостат определение —

Реостат — это переменный резистор, используемый для управления протеканием тока в цепи.

Реостат Символ-

Рабочий принцип реостата —

Let’s обновите наши основные электрические схемы, чтобы понять значение реостат и теория его действия.

An три основных параметра электрической схемы: напряжение, приложенное к цепи, ток в цепи и сопротивление цепи.

Теперь мы знаем что эти параметры зависят друг от друга. То есть мы можем либо изменить приложенное напряжение или отрегулируйте сопротивление цепи, чтобы изменить ток.

В петле, когда мы используем реостат, мы, по сути, настраиваем сопротивление цепи для изменения тока. Поскольку ток и сопротивление обратно пропорциональны, мы увеличим сопротивление реостата, если необходимо уменьшение тока.Аналогичным образом, если требуется увеличение тока, мы просто уменьшим сопротивление реостата.

Теперь вы можете задаться вопросом, есть ли максимальный предел, который может уменьшать или увеличивать сопротивление в реостате. Ответ — да, вот и все. Каждый реостат имеет рейтинг сопротивления, например, если реостат имеет рейтинг 50 кОм, минимальное сопротивление, которое он может дать, равно 0, а максимальное сопротивление — 50 кОм.

Так как же сделать меняем сопротивление реостата?

Для этого перемотать основы сопротивления.Мы обсудили параметры сопротивление материала. Три основных фактора, которые зависят от материала сопротивление — это его длина, площадь поперечного сечения и тип.

Здесь эффективная длина изменяется скользящим касанием в этом устройстве. Как описано выше, реостат имеет фиксированный и подвижный вывод. Эффективная длина равна длине резистивный путь между фиксированным выводом и положением выдвижного вывода. Эффективная длина меняется в зависимости от ползунка. перемещается, тем самым увеличивая сопротивление реостата.

Как сопротивление прямо пропорционально длине, сопротивление увеличивается по мере эффективная длина увеличивается. Точно так же сопротивление, оказываемое реостат уменьшается с уменьшением эффективной длины.

Строительство Реостата-

Конструкция реостата тесно связана с конструкцией потенциометров. У него всего два подключения, даже если есть три клеммы, подобные потенциометру. Такие резисторы должны выдерживать значительный ток по сравнению с потенциометрами.Следовательно, они часто представляют собой резисторы с проволочной обмоткой.

Ниже конструкция реостата. Он имеет три клеммы, обозначенные как A, B и C. Тем не менее, будь то терминалы A&B или терминалы B&C, мы используем только два терминалы. Два терминала, такие как A и C, закреплены в этой конструкции, которые подключены к дорожке, известной как резистивный элемент. И терминал B это неровный конец, и он связан с раздвижным дворник иначе бегунок.

Когда скользящий стеклоочиститель перемещается по полосе сопротивления, он изменяет сопротивление реостат.Резистивный элемент реостата может быть выполнен из проволоки. шлейф иначе скудная углеродная пленка.

Это часто делается проволочной намоткой. Поэтому их также часто называют регулируемыми. проволочные резисторы. Как правило, они построены в районе изоляция керамического сердечника путем намотки проволоки из нихрома. Так что это работает в направлении тепло, как изоляционный материал. Таким образом, керамический сердечник не позволит он нагревается.

Типы Реостаты-

1.Линейный реостат

Этот тип реостат имеют линейный резистивный путь. Скользящий терминал скользит по этому дорожка. Тем не менее, есть два фиксированных терминала, из двух используется только один. Другой терминал связан с ползунком.

Это в основном используется в лабораториях. В основном используется резистивный путь с проволочной обмоткой. вдоль поверхности, образованной линейным цилиндром.

А типичный линейный реостат показан на следующем рисунке.

2. Поворотный Реостат

А роторный Реостат имеет вращающуюся резистивную дорожку, что полностью соответствует своему названию.Большинство они используются в силовых приложениях. На этих реостатах установлен стеклоочиститель. на валу. Стеклоочиститель — это не что иное, как скользящее касание, которое может вращаться более чем на 3⁄4 дюйма. круга для поворотного реостата.

Для обоих формы реостатов, назначение и принцип действия совпадают.

На следующем рисунке показан роторный реостат.

3. Предустановка Реостат

Они используются как подстроечные резисторы или предустановленные реостаты, когда реостаты используются в печатной плате.Триммеры — это не что иное, как небольшой реостат, в основном используемый в схемах калибровки. Доступны два подстроечных резистора, хотя подстроечный резистор с трехполюсным потенциометром в большинстве случаев используется в качестве двухполюсного реостата.

на следующем рисунке показан триммер.

Реостат против потенциометра-

Переменная резисторы соединяют потенциометр и реостат. Однако технически они представляют две разные конфигурации, и аналогичные компоненты предложил.

Строительство из этих компонентов то же самое.

реостат — это 2-контактное устройство, а 3-контактное устройство — это потенциометр.

Мы используем два клеммы для работы в реостатах, а мы используем три клеммы для работа в потенциометре.

Реостат нельзя использовать как потенциометр, а потенциометр можно использовать как реостат.

Реостаты используются для изменения тока, в то время как потенциометры часто используются для изменения напряжение.

Использует и Применение Реостата-

Это обычно используется там, где требуется высокое напряжение, в противном случае требуется большой ток.

Реостаты в основном используются для регулировки интенсивности света. Если усилить сопротивление реостата, это уменьшит прохождение электрического тока через лампочка. Таким образом, яркость лампочки уменьшается. Аналогично, если уменьшить сопротивление реостата, электрический ток будет увеличиваются по всей луковице.В конце концов, будет рост света интенсивность.

Они часто используется в качестве инструментов управления мощностью, таких как контроль интенсивности света, контроль скорости двигателя, нагревателей и духовок.

Из-за их низкий КПД, они обычно не используются в приложениях управления мощностью. Поэтому они заменяются переключающей электроникой в ​​регулировке мощности. Приложения.

Они часто используются в схемах, требующих настройки из-за неравномерного сопротивления, а также калибровки. Реостаты модифицируются в этих ситуациях, в то время как схема настраивается на производстве.

Также читается — Потенциометр — Принцип работы, типы, применение

Также читается — Цветовой код резистора

Также читайте — Закон Ома — Определение, формула, приложения

Также читайте — Измерение сопротивления

Также читайте — Конденсатор — Типы, применение, символ, блок

Что такое Реостат? Типы реостатов (полное руководство)

Если вы один из тех, кто пытается узнать, что такое реостат, вы попали в нужное место. В этой статье Linquip мы хотим поговорить о реостатах, о том, как они работают, их типах и функциях и так далее.Если вам интересно, как они помогают в повседневной жизни, продолжайте читать эту статью.

Что такое Реостат?

Это вопрос, на который мы хотим ответить в этой статье. Если вы хотите понять диаграмму реостата, вам нужно знать, что подразумевается под реостатом и его определение.

  • Что подразумевается под реостатом?

Реостат Википедия определяет его как «двухконтактный переменный резистор». Этот резистор был разработан для управления протеканием тока по цепи.Реостат также может изменять сопротивление цепи без каких-либо нарушений. Многие думают, что эти регулируемые резисторы аналогичны потенциометрам. Хотя они очень похожи, разница в том, что они используют только два терминала.

Символ реостата тоже довольно прост. Хотя разные стандарты имеют разные символы для реостатов, чаще всего используется прямоугольник, который помещается между двумя линейными линиями, а наклонная стрелка пересекает прямоугольник. Вы можете увидеть этот символ на изображении ниже:

Подробнее о Linquip

Функция реостата: полное руководство по работе реостатов и их применению

Типы реостатов

А теперь окунемся в мир различных типов реостатов.На рынке представлены различные типы реостатов, но три из них более популярны, чем другие. Это линейные, поворотные и предустановленные типы. Самый популярный тип реостата — роторный.

  1. Реостат поворотный

Этот тип, как упоминалось выше, является наиболее часто используемым. Роторный реостат обычно используется в энергетических приложениях. Как следует из названия, его резистивный путь вращается. Есть вал, который установлен поверх дворника реостата, и его движение изменит длину, влияющую на сопротивление.

  1. Реостат линейный

Принцип работы линейных реостатов такой же, как и у роторных. Но разница между ними заключается в движении, которое влияет на сопротивление. Линейный, в отличие от поворотного реостата, имеет линейное движение для изменения длины. Этот тип реостата обычно используется в лабораторных условиях. Скользящий вывод линейного реостата перемещается по линейной траектории для изменения сопротивления. Для использования реостата только один из его фиксированных выводов будет подключен к слайдеру.

  1. Предустановленный реостат

Третий пункт в наиболее популярном типе реостата — это реостат с предварительной настройкой. Этот тип обычно используется в печатной плате (также известной как PCB). Если в печатных платах используются реостаты, они являются предварительно настроенными реостатами; если они используются где-то еще, они считаются триммером. Предустановленные реостаты были разработаны для целей калибровки внутри таких схем.

Этот небольшой реостат также имеет два вывода (а иногда и три), но используется только один фиксированный вывод.Имейте в виду, что даже в трехконтактных реостатах используются только две клеммы. Вы также можете подключить потенциометры для работы в качестве реостата для различных целей.

Работа реостата

До этого момента вы только узнали, «что такое реостат» и его различные типы. Но знание того, как он работает и его использование, также важно, чтобы точно знать, «для чего используется реостат» и как он может помочь улучшить качество вашей жизни.

  • Как реостат регулирует ток в цепи?

Чтобы изменить ток в цепи, необходимо изменить приложенное напряжение или сопротивление.Функция реостата для изменения тока цепи происходит за счет изменения сопротивления цепи. Увеличение сопротивления приводит к уменьшению тока цепи. А если вам нужно увеличить ток, вы должны уменьшить сопротивление.

На сопротивление и, следовательно, ток влияют разные факторы: длина, тип и площадь поперечного сечения. Для реостата этим фактором является длина. Вышеупомянутый контакт, который перемещается в реостате, является элементом, который используется для изменения длины, что приводит к изменению сопротивления и, следовательно, тока.

  • Снижает ли реостат напряжение?

Основная функция реостата — изменение тока. Таким образом, когда он помещен напротив источника напряжения, на реостате будет фиксированное напряжение. С увеличением сопротивления ток уменьшается. Помните, что V = IR в базовой электротехнике (V означает напряжение, I — ток, а R — сопротивление), поскольку источник напряжения фиксирован, два других фактора должны измениться, чтобы повлиять на напряжение.

Поскольку для изменения тока используются реостаты, а напряжение фиксировано, он должен изменять сопротивление, чтобы влиять на ток, и этот процесс также влияет на напряжение. Итак, вы можете сказать, что напряжение также можно контролировать с помощью реостата, поскольку два элемента, которые влияют на напряжение, изменяются через реостат.

  • Как использовать реостат?

Реостат используется по-разному, но в основном реостат используется при необходимости управления током в цепи.Вы можете использовать их как делитель напряжения или даже как переменную резистивную нагрузку. Реостаты также используются в испытательных лабораториях и электрических мастерских для испытаний.

Вы можете тестировать разные цепи с различными токами, которые изменяются с помощью реостата. Кроме того, в этих лабораториях вы можете указать различные параметры напряжения для цепей. Другое распространенное использование реостатов — в схемах освещения. Вы можете использовать их в качестве диммирующих устройств в этих схемах.

Итак, это был ответ на вопрос «что такое реостат?» Теперь вы можете легко описать, что такое реостат, как он работает и его функции.Кроме того, вы узнали, насколько они полезны для изменения тока и даже их применения в цепях освещения. Если у вас есть какие-либо вопросы о реостатах, вы можете зарегистрироваться на Linquip и задать их нашим экспертам. Прокомментируйте ниже и дайте нам знать, что вы думаете об этом регулируемом резисторе.

Принцип работы потенциометра

— StudiousGuy

Потенциометр — один из наиболее часто используемых переменных резисторов в электронных схемах. Это трехконтактное устройство, которое помогает изменять сопротивление и контролировать ток в цепи.Из трех клемм потенциометра две клеммы являются фиксированными, а одна — регулируемой. Переменная клемма или стеклоочиститель может быть скользящим контактом или вращающимся контактом, который помогает сформировать регулируемый делитель напряжения. Потенциометр используется для измерения ЭДС ячейки. ЭДС или электродвижущая сила — это максимальная разность потенциалов на клеммах в двух точках, когда цепь разомкнута и из нее не выводится ток. Потенциометр также может определять внутреннее сопротивление ячейки.Потенциометр полагается на сравнительный метод определения неизвестного напряжения; следовательно, он очень точный. Когда потенциометр идеально сбалансирован, через него не протекает ток, что позволяет ему работать без сопротивления источника. Потенциометр — это пассивный электронный компонент, также известный как горшок.

Указатель статей (Нажмите, чтобы перейти)

Конструкция потенциометра

Потенциометр состоит из резистивного элемента и скользящего контакта.Скользящий контакт известен как стеклоочиститель и используется для изменения сопротивления потенциометра. Внутренняя схема потенциометра состоит из константановой (медно-никелевый сплав) или манганиновой (сплав меди, марганца и никеля) проволоки и измерительного стержня. Один конец провода подключается к переключателю, называемому ответвительным ключом, который дополнительно подключается к реостату. Источник управляющего напряжения подключен между реостатом и амперметром. Источник напряжения отвечает за поддержание постоянного тока в цепи, а амперметр отслеживает это значение тока.Второй вывод амперметра подключается к другому концу константанового или манганинового провода, замыкая тем самым цепь потенциометра.

Принцип работы потенциометра

Потенциометр в основном работает по принципу изменения сопротивления постоянного резистора путем перемещения скользящего / поворотного контакта или стеклоочистителя. Путем смещения скребка изменяется длина резистивной проволоки из константана или манганина.Это изменение длины провода пропорционально изменению сопротивления цепи. Кроме того, сопротивление обратно пропорционально площади поперечного сечения провода; однако изменить сечение провода сложно. Следовательно, площадь поперечного сечения провода и ток, протекающий в цепи, поддерживаются постоянными, а длина резистивного провода может изменяться. В потенциометре вход подается на фиксированные клеммы, тогда как выход отмечается между подвижной и фиксированной клеммами.

Типы потенциометров

1. Потенциометры поворотные

В поворотных потенциометрах стеклоочиститель движется по круговой траектории и соответственно изменяет сопротивление цепи.

1. Горшок концентрический

Концентрический потенциометр состоит из двух потенциометров, которые можно настраивать индивидуально. Концентрические оси двух потенциометров позволяют пользователю иметь два элемента управления на одном устройстве для изменения двух различных сопротивлений.Этот тип потенциометров обычно используется в автомобильных радиоприемниках, где ручка регулировки громкости и ручка настройки расположены рядом друг с другом.

2. Горшок однооборотный

Однооборотный горшок поддерживает вращение только в одно положение. Обычно угол поворота составляет примерно 270 градусов, что составляет примерно три четверти (¾) полного оборота. Он в основном используется в приложениях, где один поворот обеспечивает желаемое управление.

3.Сервопривод

Серво-горшок содержит серводвигатель, прикрепленный к горшку. Серводвигатель обеспечивает необходимую движущую силу и позволяет управлять стеклоочистителем автоматически. Он лучше всего подходит для приложений, где требуется как ручное, так и автоматическое управление, например, для аудиооборудования с дистанционным управлением.

4. Пресеты и триммеры

Предустановка или подстроечный резистор — это особый тип поворотного потенциометра. Он использует богатый углеродом материал или цемент для образования резистивных дорожек.В основном он используется в приложениях, где необходимость изменения сопротивления возникает очень редко. Поворотный дворник пресета можно отрегулировать с помощью отвертки. Пресеты также известны как обрезки. Они доступны в открытом каркасном корпусе и закрытом квадратном корпусе.

5. Многооборотный горшок

В многооборотных электролизерах червячная передача используется для приведения в действие стеклоочистителя на спиральной или винтовой конструкции потенциометра. Как следует из названия, многооборотные потенциометры имеют несколько оборотов.Количество оборотов прямо пропорционально точности горшка, что означает, что многооборотный горшок с 20 оборотами более точен, чем многооборотный горшок с 5 оборотами. Эти горшки в основном используются в приложениях, где точность и разрешение являются первоочередной задачей.

6. Котел с двумя банками

Двухконтактный горшок имеет два потенциометра на одном валу. Комбинация однооборотных потенциометров наиболее предпочтительна для конструкции двухконтактного электролизера.Согласно требованию, количество потенциометров, используемых в двухконтактном потенциометре, может быть увеличено. Эти типы потенциометров используются в стереосистемах, где требуется одновременная настройка 2 каналов.

2. Линейные потенциометры

Линейные потенциометры — это потенциометры, в которых стеклоочиститель или подвижный вывод кастрюли перемещаются линейно по длине.

1. Многооборотный суппорт

Как следует из названия, многооборотный суппорт может совершать несколько вращений.Многооборотные потенциометры скользящего типа используют шпиндель, который отвечает за перемещение стеклоочистителя. Эти потенциометры обладают высокой точностью и разрешающей способностью. Точность этих потенциометров может быть увеличена за счет увеличения числа оборотов.

2. Сдвижной горшок

Горшок слайдера состоит из одного линейного слайдера. Он также известен как фейдер. Эти типы потенциометров лучше всего подходят для приложений, где требуется одноканальное управление или измерение, например, для аудиоустройств.Материал, используемый для изготовления слайд-потенциометра или фейдера, обычно представляет собой проводящий пластик.

3. Горшок с двумя выдвижными каретками

Двойной ползунок использует один ползунок для управления сопротивлением двух потенциометров. Два потенциометра подключены параллельно друг другу. Поскольку один ползунок может управлять работой двух потенциометров, они используются в приложениях, где требуются два переключателя управления, например, стереосистема, требующая управления громкостью и каналом.

4. Моторизованный фейдер

Моторизованный фейдер очень похож на ползунковый регулятор, за исключением того, что моторизованным фейдером можно управлять с помощью серводвигателя. Серводвигатель обеспечивает как ручное, так и автоматическое управление устройством. Это причина, по которой моторизованные фейдеры используются в таких приложениях, как аудиомикшеры.

3. Цифровые P потенциометры

Цифровой потенциометр работает так же, как механический горшок; однако разница в том, что в цифровом потенциометре используется резисторная лестница.На каждой ступеньке лестницы присутствует переключатель. Замкнутый переключатель определяет положение стеклоочистителя и, следовательно, сопротивление потенциометра. Сила, необходимая для перемещения скользящих контактов механического потенциометра, значительно выше. Кроме того, они громоздкие по размеру, имеют ограниченную полосу пропускания и точность, подвержены механическому износу и чувствительны к вибрации. С другой стороны, цифровой горшок или Digi-pot обеспечивает такие преимущества, как уменьшенный размер схемы, высокая точность, повышенная надежность, низкое рассеивание мощности, незначительный эффект емкости, уменьшенный дрейфом сопротивления и т. Д.Некоторые из популярных микросхем цифровых потенциометров — M62429 Digipot от Renesas и MCP41010 от Microchip.

Символ потенциометра

Обозначение потенциометра состоит из стандартного обозначения резистора со стрелкой. Горшок — устройство с тремя выводами; поэтому стрелка не накладывается на символ резистора, как в случае переменного резистора, а присутствует как третий вывод.

Применение потенциометра

1.Сравнение ЭМП

Для сравнения э.д.с. Для двух ячеек ячейки должны быть соединены таким образом, чтобы положительные клеммы обеих ячеек были подключены к потенциометру, а отрицательные клеммы были подключены к гальванометру через двусторонний переключатель. Двусторонний переключатель позволяет гальванометру подключаться к ячейкам по очереди. Второй вывод гальванометра подключен к бегунку. Ползунок выполнен с возможностью изменения, и наблюдается отклонение стрелки гальванометра, что позволяет нам сравнивать ЭДС двух соединенных ячеек.

2. Элементы управления аудиосистемой

Одно из основных применений потенциометра можно найти в стереосистемах или радиоприемниках, где требуется регулировка громкости и настройки. Потенциометры могут изменять сопротивление, изменяя положение стеклоочистителя, тем самым позволяя пользователю регулировать громкость устройства или настраивать схему на желаемую частоту. В таких приложениях полезны как поворотные, так и линейные потенциометры.

3.Телевидение

Многие функции телевизора, такие как регулировка контрастности, яркости, цветового отклика и т. Д., Требуют частой настройки и изменения. Этими функциями можно легко управлять с помощью потенциометров. Раньше для выполнения этих задач в телевизорах использовались механические потенциометры; однако с развитием технологий традиционные вращающиеся и линейные горшки были заменены цифровыми.

4.Усилители

Потенциометры, используемые в усилителях, отвечают за регулировку громкости, низких частот, средних частот, тона, темпа и многих других функций, связанных со звуком. Потенциометры скользящего типа в основном используются в схемах усилителя для этой цели; однако выбор может варьироваться от человека к человеку.

Символ реостата, схема и подключение

Реостат — это не что иное, как переменный резистор. Основная функция реостата — управлять протеканием тока, контролируя значение сопротивления.Увеличивая или уменьшая значение сопротивления, мы можем увеличивать или уменьшать ток. Здесь мы увидим конструкцию, схему подключения и обозначение реостата. Обычно реостаты используются для высоковольтных и сильноточных приложений, таких как управление двигателем постоянного тока, регулировка яркости света, управление нагревателем и т. Д. Принцип работы реостата очень прост. согласно закону Ома протекание тока зависит от двух факторов — напряжения и сопротивления. Таким образом, контролируя напряжение или величину сопротивления, мы можем контролировать течение тока.То же самое делает и реостат. Перемещая стеклоочиститель, мы можем увеличивать или уменьшать значение сопротивления, чтобы контролировать прохождение тока.

Обозначение реостата

Обозначение реостата совпадает с обозначением обычного резистора, включая стрелку. Эта стрелка указывает на подвижный дворник или переменное сопротивление.

Читайте также:

Схема реостата

Здесь вы можете увидеть простую конструктивную схему реостата.

Всего реостат имеет три клеммы.две клеммы подключены к началу и концу катушки. Другой вывод подключен к металлическому пути, по которому движется стеклоочиститель.

На приведенной выше схеме вы можете видеть, что катушка намотана на изоляционный материал. Две клеммы катушки подключены к клемме A и клемме B. Клемма C подключена к металлической дорожке, по которой движется стеклоочиститель. Поэтому, когда мы перемещаем стеклоочиститель, мы получим разные значения сопротивления между клеммой A и клеммой C. Помните, что эта катушка не изолирована.Перемещая дворник, мы в основном увеличиваем или уменьшаем обороты. Таким образом, увеличение числа витков означает увеличение сопротивления, а уменьшение числа витков означает уменьшение сопротивления. Таким образом, когда сопротивление увеличивается, поток тока будет уменьшаться, а когда сопротивление уменьшается, поток тока будет увеличиваться.

Читайте также:

Подключение реостата

Здесь вы можете увидеть подключение реостата.

Мы уже знаем, что у реостата всего три клеммы.Терминал B нигде не должен быть подключен. Держите его отключенным. Мы используем только клемму A и клемму C. Подключение реостата очень простое. Он просто должен быть подключен последовательно между источником питания и нагрузкой. Когда мы перемещаем дворник, ток от источника питания к нагрузке также меняется.

Существуют также недостатки и опасности использования реостата. Поскольку катушка с проводом не изолирована, существует риск поражения электрическим током при случайном прикосновении. Регулирование протекания тока с помощью реостата приводит к огромным потерям электроэнергии и нежелательному нагреву.

Принцип работы реостата и потенциометра практически одинаков. Потенциометр используется в качестве делителя напряжения, и все выводы потенциометра используются для соединения с цепью. Но в случае реостата для подключения к цепи используются только две клеммы.

Читайте также:

Спасибо, что посетили сайт. продолжайте посещать для получения дополнительных обновлений.

Изменяет ли реостат напряжение или ток? — Easierwithpractice.com

Изменяет ли реостат напряжение или ток?

Принцип работы реостата То есть, чтобы изменить ток, мы можем либо изменить приложенное напряжение, либо изменить сопротивление цепи.Когда мы используем реостат в цепи, мы, по сути, изменяем сопротивление цепи, чтобы изменить ток.

Увеличивает ли реостат величину тока?

Реостат — это тип переменного резистора, который может регулировать свое сопротивление таким образом, чтобы можно было изменять количество мощности, проходящей через цепь. Он изменяет величину тока без прерывания потока, регулируя сопротивление реостата по всей цепи.

Что такое реостат Почему он включен в электрическую цепь?

Реостат — это переменный резистор, который используется для регулирования тока.они могут изменять сопротивление в цепи без прерывания. Конструкция реостата очень похожа на потенциометр. Таким образом, в цепи используется реостат для изменения сопротивления цепи.

Каков принцип работы реостата?

Принцип реостата основан на законе Ома, который гласит, что ток в проводнике прямо пропорционален приложенному напряжению и обратно пропорционален сопротивлению, при этом физические условия остаются постоянными.

Что такое реостат простыми словами?

: резистор для регулирования тока с помощью переменных сопротивлений.

Как рассчитать реостат?

  1. Это просто измененная форма закона Ома.
  2. Закон
  3. Ома гласит, что V ÷ I = R (постоянная)
  4. Но здесь R не постоянный, мы его варьируем (определение реостата).
  5. Мы поддерживаем постоянный потенциал и меняем ток в зависимости от сопротивления.
  6. Таким образом, вот уравнение будет.
  7. I = V ÷ R, где V постоянно и, следовательно.
  8. I обратно пропорционален R.

Почему в законе Ома используется реостат?

Реостат — это устройство, которое используется для изменения сопротивления в цепи (переменное сопротивление). В эксперименте по закону Ома мы используем реостат для изменения сопротивления и, таким образом, получаем разные значения тока, сохраняя постоянное напряжение.

Почему выходят из строя потенциометры?

При использовании этих двух потенциометров легко вызвать некоторые проблемы, такие как отключение или отказ при включении, или короткое замыкание, вызванное плохим линейным контактом, и внутренние компоненты потенциометра выпадают.

Почему у реостата 3 вывода?

Трехконтактный потенциометр, используемый с 3-мя выводами, по сути, представляет собой просто делитель напряжения. Перемещая стеклоочиститель, вы увеличиваете сопротивление одного резистора в делителе напряжения и уменьшаете сопротивление другого. Таким образом, трехконтактный потенциометр — это переменный делитель напряжения.

Влияет ли реостат на напряжение?

И, как и раньше, напряжение на последовательной комбинации реостата и лампы фиксировано. Таким образом, по мере увеличения сопротивления реостата ток через лампочку уменьшается.Тем не менее, мы также можем с равной достоверностью сказать, что реостат контролирует напряжение на лампе.

В чем ценность реостата?

Реостат — это переменный резистор, который используется для управления прохождением электрического тока путем увеличения или уменьшения сопротивления вручную.

В чем разница между резистором и реостатом?

Как существительные, разница между резистором и реостатом заключается в том, что резистор — это тот, кто сопротивляется, особенно человек, который сражается с оккупационной армией, в то время как реостат — это электрический резистор с двумя выводами, сопротивление которых непрерывно изменяется при перемещении ручки или ползунка.

Как использовать потенциометр 10k?

Подключите клеммы вольтметра к входным и выходным клеммам потенциометра. Включите вольтметр и поверните циферблат, чтобы подать сигнал. Поверните ручку на верхней части кастрюли, чтобы отрегулировать сигнал. Если показание сигнала на вольтметре повышается и понижается при повороте ручки, ваш потенциометр работает.

Почему в потенциометре используется высокое сопротивление?

В потенциометре используется высокое сопротивление, поскольку при измерении ЭДС элемента он не потребляет ток от источника известной ЭДС.

В чем разница между потенциометром и вольтметром?

Потенциометр и вольтметр измеряют напряжение. Существенная разница между ними заключается в том, что потенциометр измеряет ЭДС цепи, а вольтметр измеряет конечное напряжение на клеммах цепи. Вольтметр измеряет напряжения между любыми двумя точками электрической цепи.

Потенциометр — это амперметр?

Калибровка амперметра Потенциометр используется для измерения напряжения на стандартном резисторе.Этот метод калибровки амперметра очень точен, поскольку в этом методе значение стандартного сопротивления и напряжение на потенциометре точно известны прибору.

Какой потенциометр или вольтметр лучше?

Потенциометр предпочтительнее вольтметра при измерении ЭДС ячейки, потому что потенциометр не потребляет ток, поскольку он является нулевым устройством. А вольтметр снимает ток с ячейки.

Что такое схема потенциометра?

Подсказка: Потенциометр — это пассивный элемент цепи, который используется для измерения напряжения в цепи с высокой точностью.Он также может измерять внутреннее сопротивление элемента или батареи. Кроме того, он используется для сравнения ЭДС двух ячеек. Он имеет проволоку из константана, который является металлом с высоким сопротивлением.

Что означает потенциометр?

Стандартный символ потенциометра МЭК представляет собой прямоугольник между двумя прямыми линиями, а стандартный символ потенциометра ANSI содержит две прямые с зигзагообразными линиями посередине.

Что такое нулевая точка в потенциометре?

Точка балансировки или нулевая точка потенциометра — это точка на скользящем тросе, когда гальванометр показывает нулевое отклонение.Точка баланса находится для определения неизвестного напряжения ячейки, подключенной к ячейке.

Потенциометр

— Конструкция — Принцип работы — Типы потенциометра — Символ потенциометра — Применение потенциометра — Разница между реостатом и потенциометром — Разрешение потенциометра — Соответствие потенциометра — Преимущества


Потенциометр

Потенциометр — это электронный компонент.Работает как переменный резистор. Потенциометр состоит из манганинового провода с высоким сопротивлением. или германий-серебро и регулируемую ручку, которая обеспечивает переменное напряжение для различные электронные схемы. Его также называют делителем напряжения. В нем три терминалы. Две внешние клеммы подключены к источнику питания, а центральный терминал или средний терминал обеспечивают переменное напряжение для различных схемы. Потенциометр обеспечивает переменное напряжение, а реостат или Термостат обеспечивает переменное сопротивление.Основная функция потенциометр предназначен для подачи переменного напряжения на различные электрические и электронные устройства и схемы. Потенциометр также используется для измерение напряжения на резистивном элементе цепи. это также используется для сравнения ЭДС различных электрических параметров . Потенциометры имеют много типов в соответствии с электрическим током и его функцией как линейный Потенциометр , Поворотный потенциометр , Потенциометр переменного тока , Потенциометр постоянного тока , Логарифмический потенциометр , Подстроечный потенциометр , Цифровой потенциометр и т. д.Итак, давайте обсудим типы потенциометров, которые используются в многие печатные платы и в электрических, а также электронных устройствах для различные цели в зависимости от его различных функций и операций.

Потенциометр — это трехконтактный электронный компонент, и он состоят из резистивного элемента и стеклоочистителя, который подает переменное напряжение на различные электрические и электронные схемы. Символ потенциометр показан ниже:

Символ потенциометра


Конструкция потенциометра

Потенциометр состоит из резистивного элемента, клемм , контакт / дворник , привод / вал и кожух .Резистивный элемент — это основная часть любого потенциометра. Резистивные элементы бывают двух типов: проволочные и беспроволочные. Непроволочный намотанный элемент из металлокерамики , углерода , металлической пленки или навалом металл.

Конструкция потенциометра


Резистивные элементы бывают разных типов, и эти типы объяснено ниже: Элементы с проволочной обмоткой состоят из никеля, хрома, меди, никеля, золота, платины, никеля и хрома.Никель-хром имеет удельное сопротивление 800 Ом на круг мил-фут (смс). А круг в милфуте эквивалентен одному футу проволоки. Чаще всего используется в потенциометры из-за их превосходной эффективности и доступности в различных диаметры. Медно-никелевый провод имеет удельное сопротивление 300 Ом / см. Резистивный элементы зависят от общего требуемого сопротивления. Меньший провод позволяет провода с более высоким сопротивлением и меньшего диаметра сложно наматывать. Это проволочная обмотка элемент нарезан на отдельные кольца для однооборотных потенциометров и многооборотных поверните потенциометры .Потенциометры с проволочной обмоткой обеспечивают очень хорошее стабильность общего сопротивления, и эти элементы имеют низкий уровень шума в статическом состоянии и обладают высокими мощностными возможностями. Переменные резистивные устройства без проводов сопротивления в это беспроволочные устройства. Эти элементы также используются в потенциометрах. Эти элементы разделены на множество секций в соответствии с резистивным сопротивлением. материалы, которые описаны ниже: Кермет резистивные элементы Cermet — термин, используемый для обозначения материалы, которые состоят из разных элементов из разных источников.Керметные материалы состоят из керамики или стекла с комбинацией различные драгоценные материалы для образования керамического металлического резистивного материала. Металлокерамика также известен как толстая пленка, которая представляет собой резистивную и проводящую пленки толщиной более 0,0001 дюйма в виде пасты. Они хранятся на керамическая подложка. Паста наносится на плоскую керамическую подложку шелком. скрининговая операция. Металлокерамические элементы имеют очень низкое разрешение и хорошее качество изображения. стабильность. Эти материалы не производят шума при выполнении операции.Этот метод также используется для производства гибридных схем , и . постоянные резисторы.

Углеродные элементы

Углеродные элементы состоят из угольного порошка и фенольной смолы. Это в виде жидкости. Эта жидкость распыляется на субстрат. Когда наносится резистивный материал на подложке резистивный элемент переносится в печь для лечение. Этот процесс осуществляется с помощью инфракрасного отверждения. Углеродные элементы имеют невысокую стоимость и низкий уровень шума при регулировках.Углеродные элементы обладают плохой влагостойкостью и имеют низкую устойчивость к нагрузкам по сравнению с металлокерамическими элементами. На подложку наносится очень тонкий слой металлического сплава и корпус / кожух или крышка заполняются вакуумом. Любой металл, который можно испарение используется как резистивный элемент. Обычно никель-хромовый сплав используется, потому что другие материалы не могут соответствовать требованиям. Металлопленочные элементы не могут создавать высокое реактивное сопротивление. Металлопленочные элементы используются только для низких значений сопротивления.Эти элементы используются от 10 Ом до 20К Ом. Эти элементы состоят из объемного или массового металла. Этот металл наносится на основу. Его слой толще, чем у других элементов на субстрат. Для нанесения этого резистивного элемента на субстрат. Эти элементы используются в триммерах. Это дорого элементы. Гибридный элемент состоит из проволочного элемента с проводящим пластиковым покрытием. Гибридный элемент демонстрирует температурный коэффициент и стабильность сопротивления проволочный элемент и долгий срок службы.Это дорого из-за дополнительная обработка на нем.
Клеммы потенциометра бывают разных типов, которые показано ниже:
Клеммы потенциометров у каждого разные. другие из-за наличия в нем различных резистивных элементов. Прекращение действия основные типы элементов обсуждаются ниже: Концевые заделки потенциометров с проволочной обмоткой Потенциометры с проволочной обмоткой имеют четыре различных метода окончания резистивных элементов. Вот эти методы:
  • Однопроволочный тип
  • Серебряный припой тип
  • Прижимные зажимы
  • Припой

Элемент однопроволочный, с левой стороны размотан.Этот провод крепится к внешнему выводу при помощи пайки. Длина провод небольшой и обеспечивает низкое сопротивление. Это предпочтительный метод. В этом методе элемент припаивается с небольшим металлическим язычком. Этот метод увеличивает надежность элемента и также выдерживает сильные удары и вибрации. В этом методе прижимные зажимы зависят от механического соединения. между зажимом и проволокой элемента. Этот клип создает потенциальные проблемы источник изменяет свое положение и вызывает шум и внезапные изменения выходного сигнала.Так, этот метод не используется в промышленности. Одиночный провод припаивается непосредственно к внешнему элементу в Этот способ. Это очень эффективный метод для потенциометров с проволочной обмоткой . Этот метод обычно используется различными производителями. Клемма для керамических потенциометров В этом заделке в качестве металлокерамики используются толстопленочные токопроводящие площадки. элементы . У этого прекращения есть два метода. В первом методе используется токопроводящая паста из драгоценных металлов, например паладиул-серебро.Подложку нагревают до 950 o ° C, а затем На нем экранирован резистивный элемент. Прочная электрическая связь между их.
Второй метод заключается в том, что сопротивление и прекращение материалы обжигаются одновременно. В этом процессе завершающие чернила сначала наносится, а когда он высыхает, другой материал просеивается на субстрат. Контакт является частью вала потенциометр, и эта часть называется контактом или дворником. Этот дворник используется для Подключите клеммы потенциометра к резистивному элементу.Он играет важную роль в каждом потенциометре. Этот контакт должен быть подключен с резистивным элементом и внешними выводами в керамических потенциометрах . Эти контакты изготовлены из металлического сплава, обладающего собственной силой пружины. Компонент или часть потенциометра, который перемещает стеклоочиститель / контакт через резистивный элемент известен как привод / вал потенциометр. Эти валы бывают разных типов в зависимости от их формы и размеры. Итак, давайте обсудим некоторые типы приводов / валов.Эти приводы имеют цилиндрическую форму с ручкой на голова. Эти приводы вращаются в круговом положении, поэтому эти приводы называются типом вращающегося вала. Стеклоочиститель подсоединяется к его концу, который используется для контакта с внешними клеммами и резистивным элементом. Этот дворник изолирован с валом. Стеклоочиститель подключен к дополнительному скользящему контакт. Этот скользящий контакт подключен к резистивному элементу и дворники легко контактируют с резистивным элементом и внешними выводами. Приводы с ходовым винтом используются для фиксации регулировок резистивного элемента в соответствии с его требования. Они имеют цилиндрическую форму. Эти приводы состоят из сталь, а на ее конец крепится дворник. Этот дворник контактирует с внешние клеммы и резистивный элемент напрямую. Эти приводы имеют ручка на головке для регулировки резистивного элемента. Эти приводы использовались на потенциометрах для пожилых людей.
Потенциометр, который состоит из большей длины резистивного Элемент состоит из привода червячной передачи.Если элемент выполнен по круговой Таким образом, червяк регулировочного винта входит в зацепление с зубьями небольшого пластикового механизм. Стеклоочиститель помещается между пластмассовой шестерней. Когда ворота поворачиваются на регулировочный винт привода червячной передачи, гадюка перемещается в сторону элемент. Если направление регулировки вращение винта меняется на противоположное, гадюка соответственно начинает двигаться немедленно.
Однооборотные приводы с прямым приводом Он состоит из простого маршрутизатора со слотом и механического упоры, которые используются при поворотной регулировке положения стеклоочистителя в одном поверните блок.В этом приводе кольцевое уплотнение используется для предотвращения попадания влаги и также обеспечивает трение, которое служит механическим ограничителем. этот привод устройство с более низкой стоимостью и не может обеспечить герметичность.
Он используется для сервоприводов. Гадюка прямо подключенный к нему, и он замыкает контакты между внешними клеммами так, чтобы линейное движение вызывает прямое линейное перемещение стеклоочистителя, эти исполнительные механизмы используется как Прецизионный датчик линейной обратной связи по положению .Это несколько ноги в длину. Эти типы потенциометров часто используются на уровне звука . панель управления , которая используется в студиях звукозаписи. Он имеет емкость для внесения быстрых изменений и визуального сравнения относительных настроек в мгновенный.

Корпус потенциометра очень важен в потенциометрах потому что он содержит в себе различные компоненты потенциометра. Корпус потенциометра имеет устойчивость и тихая работа за счет экранирования резистивного элемента и контакта / стеклоочистителя поверхности от пыли и грязи.Это механическая конструкция, которая удерживает внешние клеммы и обеспечивает защита внешних клемм от механических повреждений. Кожух предотвращает механический и электрический монтаж от различных воздействий.

Типы потенциометров

Основными типами потенциометров являются линейные потенциометры и Поворотные потенциометры. Все типы потенциометров в зависимости от их функции и работа упомянуты ниже:

Потенциометры линейные используйте в нем резистивный элемент с проволочной обмоткой .Они не вращаются в круговое положение. Эти потенциометры состоят из ползунка , который перемещается сверху вниз или снизу вверх в линейном положении. Проволочная обмотка резистивный элемент подключен к дворнику, а этот стеклоочиститель подключен к ползунок, и этот ползунок подает переменное напряжение на его центральном выводе, когда он перемещается от одного конца к другому по прямой.

Аккумулятор питает ток через реостат и скользящую проволоку. Ток скользящей проволоки изменяется при настройке реостата. Типы линейных потенциометров Мембранные потенциометры относятся к типу Линейные потенциометры , и эти потенциометры перемещаются в линейное направление с помощью ползунка. Мембранные потенциометры используют мембранный материал в нем. В этих материалах используются три типа мембранных материалов. потенциометры:
  • Мембрана как дворник
  • Мембрана как резистивный элемент.
  • Клейкая пленка
Все эти мембраны разделены прокладками.Эти мембраны слои соединяются друг с другом с помощью механического стеклоочистителя. Контакты Мембранные потенциометры достигаются с помощью механического стеклоочистителя / контакта. Многооборотный потенциометр Потенциометры многооборотные имеют несколько витков резистивного элемента, поэтому они называются многооборотные потенциометры. Эти потенциометры относятся к линейному типу. потенциометр. В многооборотном резистивном элементе провод наматывается на каждый прочее, а элемент состоит из множества витков провода резистивного элемента.Эти многооборотные потенциометры используются для больших источников электроэнергии. В потенциометры состоят из ползунка, который движется по прямой линии и обеспечивает переменное напряжение. Потенциометр однооборотный Эти потенциометры состоят из ползунка, который перемещается по резистивный элемент. Резистивный элемент состоит из витка нихромовой проволоки. и эти витки отделены друг от друга. Эти потенциометры используются на маломощные цепи и обеспечивает минимальное напряжение. Поворотный потенциометр Поворотные потенциометры имеют вращающийся вал, и этот вал подключен к металлокерамическому резистивному элементу с помощью грязесъемника / контакта .Когда вал / привода вращается, он оказывает сопротивление на его цепь, к которой он подключен. Он также дает разделенное напряжение. Поворотный потенциометры обычно имеют резистивный элемент из углеродного материала, потому что он обеспечивает стабильность и эффективное разделение напряжений. Типы поворотных потенциометров Логарифмический потенциометр

Логарифмический потенциометр это тип поворотных потенциометров, и эти потенциометры работают в соответствии с логарифмическая шкала .Эти потенциометры состоят из металлокерамики резистивный элемент и стеклоочиститель, который обеспечивает контакт между резистивным элемент и поворотная ручка потенциометра. Вся конструкция логарифмический потенциометр такой же, как поворотный потенциометр. Логарифмический потенциометры обеспечивают логарифмические функции для выходных напряжений. Это дает логарифмические значения / фиксированные значения на разных позициях резистивного элемента. Некоторые потенциометры не могут обеспечить точные логарифмические значения напряжения.

Логарифмический потенциометры используются в панелях регулировки громкости, схемах управления звуком и голосом и регуляторы тембра и т. д.

На плате Arduino поворотный потенциометр используется в Это. Поскольку поворотный потенциометр используется на печатной плате Arduino, поэтому они называются потенциометрами Arduino . Поворотные потенциометры используется для управления скоростью двигателя постоянного тока . Принципиальная схема двигателя постоянного тока управление скоростью показано ниже:
Цифровой потенциометр Это устройство со смешанными сигналами, которое позволяет цифровое управление переменное напряжение.Цифровые потенциометры также известны как в цифровом виде. регулируемый потенциометр , digi-pot или цифровой программируемый потенциометр . Это микросхема интегральной схемы, которая работает с помощью программирование. Эти потенциометры используются для регулировки ширины импульса. осциллятора. Цифровой потенциометр состоит из лестницы сопротивлений. и это позволяет получить доступ к каждому концу лестницы через два штифта в качестве высокого и низкий. Верхний штифт имеет номер 1, а нижний — номер 1.Эти потенциометры рассчитаны на питание 5 В или меньше.

Большинство микроконтроллеров содержат один или несколько аналогов цифровые преобразователи , которые преобразуют аналоговый ввод в числовое значение. Микроконтроллеры не может создавать аналоговый выход, но проблема в том, что эти преобразователи работают на малых токах.

Цифровой потенциометр вверх / вниз управляется пара кнопок. Одно нажатие кнопки увеличивает значение сопротивления и другая кнопка уменьшает свое сопротивление.

Сопротивление микроконтроллера / цифровой потенциометр шаг за шагом увеличивается и уменьшается. После нажатия кнопки нажмите кнопку, сопротивление немного увеличивается и так же, как уменьшается. Эти кнопки не так успешны и используется датчик угла поворота который при вращении вала излучает поток импульсов. В этом случае другой компонент используется для интерпретации потока импульсов и преобразования его в формат, который цифровой потенциометр может понять.
Преимущества цифрового потенциометра Эти потенциометры надежны, потому что их используют как можно больше раз, и они способны регулировать напряжение.Эти потенциометры имеют цифровой интерфейс и работают правильно. и так быстро. Цифровые потенциометры уменьшают емкостное влияние сигналов. Эти потенциометры невесомые. Недостатки цифрового потенциометра На его внутреннее сопротивление влияет температура. Он не может пропускать через него значительный ток. Пользователи предпочитают вращающуюся ручку, а не кнопки или датчик вращения. Подстроечные потенциометры являются одним из приложений потенциометра.Этот потенциометр используется в электронные платы, и они также используются в электронных микросхемах различные электронные устройства . Эти подстроечные потенциометры используются для обеспечивать переменное напряжение для различных электронных компонентов и в соответствии с их требования. Они очень полезны в электронных схемах. Триммер потенциометры состоят из ручки, которая регулируется в соответствии с требованиями различные входные значения. В них также используется резистивный элемент
из металлокерамики . Типы потенциометров по Измерение Потенциометр постоянного тока используется для измерения ЭДС различных ячеек и для калибровки вольтметров , амперметров , ваттметров и т.п.Эти потенциометры состоят из германской серебряной или манганиновой проволоки. Этот провод длиной один метр протягивается между двумя выводами. Этот провод соединен с Rheostat последовательно. Как показано на рисунке ниже:
Измерение ЭДС потенциометром постоянного тока Переключатель и скользящий трос установлены в стандартную ячейку. Напряжение. Стандартное напряжение — 1,01 вольт. Переключатель S находится в режиме калибровки. положение и переключатель гальванометра K нажат, когда реостат настроен до нуля.Для защиты гальванометра в цепь включено сопротивление 10 кВт. от перегрузки. Когда приблизится нулевое отклонение гальванометра, тогда защитное сопротивление закорачивается, чтобы увеличить чувствительность гальванометр. Реостат настроен на отклонение гальванометра. Теперь, переключатель замкнут, чтобы соединить неизвестную ЭДС с защитным сопротивлением в цепи. Потенциометр регулируется с помощью главной шкалы и скользящая проволока. Баланс получается и измеряется значение неизвестной ЭДС.
Применение потенциометра постоянного тока Потенциометр постоянного тока используется для измерения различных электрических параметров и для калибровка различных инструментов. Потенциометр постоянного тока используется описано ниже:
  • Измерение электрического тока
  • Измерение напряжения
  • Измерение сопротивления
  • Измерение электроэнергии
  • Калибровка амперметра
  • Калибровка вольтметра
  • Калибровка ваттметра
Итак, давайте обсудим все эти измерения и калибровки приборы с помощью потенциометра постоянного тока по одному: Измерение электрического тока В этом методе ток, который должен измеряться постоянным током. потенциометр проходит через стандартное сопротивление / резистор R, как показано на рисунке.Стандартный резистор должен иметь значение, на которое падает напряжение. вызванный протеканием электрического тока, который должен быть измерен, и его значение не может быть превышено до значения потенциометра. Следующая формула используется для измерения неизвестного электрического тока в амперах от этого Схема, показанная на рисунке, приведена ниже:

В этом методе измерения потенциометр постоянного тока измеряет высокое напряжение. Это высокое напряжение измеряется коробкой для измерения соотношения напряжений с потенциометр.Эта коробка состоит из простого сопротивления с различными отводами. на входной стороне, как показано на рисунке. Каждый входной терминал имеет свой собственный максимальное напряжение, и они соответствуют коэффициенту умножения для шкала напряжения. На входную клемму соотношения по напряжению подается высокое напряжение. коробка / делитель напряжения, и это высокое напряжение ведет к потенциометру через делитель напряжения и две точки снимаются потенциометром с коробка для измерения напряжения. Высокое напряжение измеряется потенциометром.Формула для измерения высокого напряжения приведено ниже:
Где, v — напряжение, измеренное потенциометром, а k — коэффициент умножения вольтамперной коробки.
Измерение сопротивления Измеряемое сопротивление подключается последовательно. со стандартным резистором. В этой цепи реостат подключен к контролировать электрический ток, и амперметр также подключен последовательно с реостат, и он используется для индикации значения тока в пределах предел потенциометра или нет.Двухполюсный двухпозиционный переключатель между неизвестным сопротивлением, которое необходимо измерить, и стандартное сопротивление. Когда этот переключатель установлен в положение 1, неизвестное сопротивление подключено к потенциометру. Показания потенциометра находится в V R . тогда,
А когда переключатель переведен в положение 2, стандартное сопротивление S подключено к потенциометру. Это чтение потенциометр находится в V S , тогда значение неизвестного сопротивления равно правильно измерено.Ниже приводится формула для измерения сопротивление:

Измерение электроэнергии В этом методе стандартное сопротивление подключается через нагрузка. Падение напряжения делится на стандартный резистор, затем на нагрузку ток будет,
Где V S — падение напряжения на стандартном резисторе, как измеряется потенциометром. Дается полная мощность, потребляемая в цепи. ниже в виде формулы:

В этой калибровке используется стабильный источник постоянного напряжения и Используется сеть потенциальных делителей, состоящая из двух реостатов.Один реостат используется для грубой очистки, а другой — для контроля калибровочного напряжения. Эти органы управления используются для регулировки напряжения питания. Коробка соотношения напряжений понижается напряжение на вольтметре. Эти напряжения подходят для вольтметра. чтение. Потенциометр измеряет точное значение напряжения, и если показания вольтметра и потенциометра не совпадают друг с другом, тогда в цепи будут встречные подключения источника напряжения.

В этом методе последовательно подключается стандартный резистор . с амперметром .Этот резистор

несет большое значение тока. Напряжение падение и ток измеряется на стандартном резисторе с помощью потенциометра разделив напряжение на стандартном резисторе на стандартный резистор ценить. Следующая формула используется для измерения тока от потенциометра:
Где V S — напряжение по стандарту сопротивление, а S — значение стандартного сопротивления.
В этом методе калибровки токовая катушка из ваттметра подключен к источнику низкого напряжения, и катушка напряжения подключена к нормальному питанию через делитель напряжения.Напряжение на Напряжение на катушке измеряется непосредственно потенциометром . Течение ток катушки ваттметра измеряется путем измерения падения напряжения на стандартное сопротивление. Мощность будет VI, где V — напряжение на напряжении. катушка, а I — электрический ток, проходящий через катушку тока ваттметра.
Принцип работы потенциометра переменного тока такой же, как и у принцип работы потенциометра постоянного тока. Основное отличие переменного и постоянного тока Потенциометр заключается в том, что потенциометр постоянного тока измеряет величину ЭДС с помощью стандартный элемент, но потенциометр переменного тока измеряет величину и фазу угол неизвестного напряжения для сравнения достигнутого баланса. Классификация потенциометров переменного тока Потенциометры переменного тока подразделяются на два типа: следует: В Polar Potentiometer , EMF измеряется в полярных форма. Другими словами, ЭДС измеряется ее величиной и ее величиной. фазовый угол Θ. Величина и фазовый угол ЭДС обозначены разделенными Весы. Полярные потенциометры подразделяются на один тип: В этом потенциометре используется скользящий провод S, а клеммы скользящей проволоки S1 и S2 запитывается от схемы фазового сдвига для переменного тока измерение.Напряжение, подаваемое схемой фазового сдвига, остается постоянный, а ток скользящей проволоки постоянен, но изменяется по фазе. В Схема фазового сдвига состоит из двух обмоток статора, соединенных между собой параллельно той же поставке. Используется механизм для изменения этих токов на 90 o в цепи фазового сдвига. Две обмотки создают вращающийся поток и индуцируют вторичную ЭДС в роторе. обмотка постоянной величины. Фаза ЭДС ротора наблюдается с круговой циферблат, который прикреплен к потенциометру.Потенциометр откалиброван источником постоянного тока для скользящего провода и стандартной ячейки для испытательных клемм Т 1 и Т 2 . Неизвестное напряжение переменного тока измеряется на тестовые терминалы. Амперметр подключен к цепи скользящего провода, и он дает величина неизвестной ЭДС и круговая шкала в цепи ротора дает его фазовый угол.
Этот потенциометр измеряет неизвестную ЭДС в аттестованной форме. В два компонента вдоль и перпендикулярно некоторой стандартной оси, которые измеряются по двум разным масштабам, которые известны как фаза V1 и квадратура V2. Весы.Формула для нахождения неизвестного напряжения с помощью этого потенциометра дана ниже:
Эти потенциометры подразделяются на один тип: Координатный потенциометр Галла Координатный потенциометр Галла состоит из двух отдельных цепей потенциометров. Один из них — In Phase. Потенциометр , а другой — квадратурный потенциометр . Два на эти два потенциометра подается ток. Провода скольжения этих двух потенциометры сбалансированы для получения значения неизвестного напряжения.В величина неизвестного напряжения измеряется по следующей формуле:
А фазовый угол неизвестной ЭДС составляет:
R и R ’- два реостата , используемые для управления двумя скользящие токи проводов. Скользящий провод потенциометра фазы In питается от однофазного источника питания, а квадратурный потенциометр является питается от устройства разделения фаз. Эти поставки создают фазу разница между двумя токами скользящей проволоки составляет 90 o .Два трансформатора В этой схеме используются Т1 и Т2. Эти трансформаторы используются для изоляции потенциометр от высокого напряжения. R и C — переменное сопротивление и емкость для разделения фаз. VG — это виброгальванометр K — ключ гальванометра. SW1 и SW2 — это два переключателя, меняющие знак. которые необходимы для изменения направления неизвестной ЭДС приложенной к проводам скольжения. SW3 — это селекторный переключатель, который используется для включения неизвестное напряжение на потенциометре.Перед использованием потенциометра для измерения переменного тока, ток в скользящем проводе потенциометра In Phase составляет стандартизирован с использованием ячейки постоянного тока. Вибрационный гальванометр заменен на Гальванометр Д’Арсонваля . Для калибровки по переменному току заменяется источник постоянного тока. AC Supply и гальванометр D’Arsonval заменен на Vibration Гальванометр . Величина скользящего провода квадратурного потенциометра составляет равны току скользящего провода потенциометра In Phase, и два тока равны в квадратуре.Переключатель SW3 находится в тестовом положении, и ЭДС наведена. во вторичной обмотке взаимная индуктивность преодолевается через In Проведите фазовый потенциометр через гальванометр вибрации. Индуцированная ЭДС в вторичная обмотка взаимной индуктивности M по величине равна 2pf Mi вольт. Где f — частота питания, I — ток в квадратурного скользящего троса, то значение ЭДС рассчитывается как e ’= 2pf Mi. в разница полярностей между двумя цепями исправляется сменой переключателей Sw 1 и SW 2 .
Преимущества потенциометра переменного тока Используя коробку для измерения напряжения, эти потенциометры измеряют широкий диапазон диапазон напряжения, тока и сопротивления. Он способен измерять фазу, а также величину двух сигналов и используется для измерения индуктивности , мощности и фазы угол витка. Эти потенциометры переменного тока используются для измерения ошибок в токе. Трансформатор (ТТ). Недостатки потенциометра переменного тока На взаимную индуктивность влияет величина ток квадратурного провода.Неточность измерения значения частоты.

Во входном сигнале возникают гармоники. проблема в работе, и гальванометр вибрации обратился к основному частота, которая вообще не будет показывать полную нулевую позицию.

Применение потенциометра переменного тока Ниже приведены основные области применения потенциометра переменного тока: Измерение самоиндукции В этом методе измерения неиндуктивный резистор соединен последовательно с катушкой и двумя разностями потенциалов V1 и V2 измеряются потенциометром по величине и фазе.Падение напряжения через штатный резистор R S , V 2 = IR S
I = ток, протекающий по цепи, R S = сопротивление стандартного неиндуктивного резистор Падение напряжения на индуктивной катушке = В 1 Фазовый угол между напряжением и током через катушку = Θ Падение напряжения из-за сопротивления катушки IR = В 1 cos Θ
Падение напряжения из-за индуктивности катушки, IwL = В 1 Sin Θ
В методе калибровки потенциометра переменного тока AC Амперметр подключен последовательно с неиндуктивным переменным сопротивлением.Безындуктивный стандартный резистор и падение напряжения на стандартном резисторе измеряются потенциометром переменного тока. Этот метод калибровки вольтметра переменного тока аналогичен калибровка вольтметра постоянного тока с помощью потенциометра переменного тока. Эта процедура аналогична калибровке ваттметра по постоянному току. Потенциометр. Токовая катушка ваттметра запитана через понижающий . трансформатор и катушка напряжения питаются от вторичной обмотки регулируемый трансформатор , первичная обмотка которого питается от ротора фазовращающий трансформатор .

Разница между реостатом и потенциометром

Реостат переменные резисторы, а потенциометры действуют как напряжение делитель . Потенциометр обеспечивает переменное напряжение на своем выходе, пока реостат отличается от потенциометра и обеспечивает переменное сопротивление на его выходе. Реостат состоит из 2 клемм, а потенциометры состоят из трех выводов и скользящего дворника. В реостате одна клемма подключен к источнику питания, в то время как другой контакт открыт и используется для вывода переменное сопротивление с вращением но в потенциометре , два вывода резистивные элементы подключены к источнику питания, а одна клемма обеспечивает выход переменное напряжение, вращая его.

Разрешение потенциометров с проволочной обмоткой

Потенциометры бывают двух типов по к его резистивному элементу. Они бывают с проволочной обмоткой и без проволочной обмотки. В эффекты разрешения возникают только в потенциометрах с проволочной обмоткой и без проволочной обмотки потенциометры свободны от этих эффектов. Разрешение используется для измерения изменения выходного значения потенциометра. Итак, давайте обсудим эффекты разрешения проволочных потенциометров. Разрешения бывают трех типов, и все эти три типа обсуждается ниже: Это разрешение предназначено для линейных потенциометров с проволочной обмоткой и это также называется номинальным разрешением.Потенциометры линейные с проволочной обмоткой состоят из подвижного контакта, который используется для установки на любой оборот сопротивления провод. Предположим, что N — количество активных витков в резистивном элементе, тогда теоретическое разрешение в процентах определяется по формуле: Активные витки резистивного элемента представляют собой общую сопротивление. Чем выше активные витки сопротивления в потенциометрах, тем лучше теоретическое разрешение. Лучшее теоретическое разрешение — это низкий теоретическое разрешение. Потенциометры с более высокими значениями сопротивления имеют более низкие значения сопротивления. теоретическое разрешение.Разрешение хода — это максимальное перемещение механического ввод в одном направлении. Требуется добавить в вывод инкрементальный шаг. Напряжение. Он указывается в градусах в случае вращающегося входа и является указывается в дюймах для линейного приводного вала. Выход этих проволочно-обмотанных потенциометры расположены в виде лестницы, как показано на рисунке. Теоретическая разрешение и разрешение хода — это выходная характеристика проволочной обмотки. потенциометры.
Это определяется как огромное постепенное изменение выходного напряжения. в любой части резистивного элемента при перемещении привода / вала потенциометр.Это разрешение применяется только к потенциометрам с проволочной обмоткой. А Схема показана на рисунке. Как показано на рисунке, источник напряжения 10 В применяется к потенциометру в качестве входа Напряжение.
Соответствие потенциометра Соответствие определяется как применение потенциометра, который требуется выходное напряжение нелинейного потенциометра по отношению к входному Напряжение. Его формула
E o — выходное напряжение, E1 — входное напряжение и f (Θ) — теоретическая выходная функция потенциометра.Эта функция указана с отклонением от теоретической функции. Это отклонение выходная кривая соответствует.
На рисунке ниже показаны факторы, влияющие на соответствие потенциометра.
Механический ход — это величина углового входного вращения Θ м что необходимо для перемещения дворника с одного конца на другой. Выход соотношение различных положений стеклоочистителя вдоль механического хода измеряется, как показано на рисунке (B) выше. Это величина углового входного поворота Θ A на что коэффициент выхода на самом деле варьируется.Этот диапазон наблюдается при измерении верхний и нижний конец точек на кривой, как показано на рисунке выше (C). Теоретический электрический ход Это величина углового входного вращения Θ T . это определяется как рабочий диапазон потенциометра. Этот диапазон перемещения составляет между верхней и нижней теоретическими конечными точками, как показано на рисунке (D). Математически его формула приведена ниже:
Где K — соответствие, Θ w — положение стеклоочистителя. и Θ T — теоретический электрический ход. Абсолютное соответствие определяется как общее приложенное входное напряжение и напряжение, измеренное более теоретических электрические путешествия . Это максимальное вертикальное отклонение фактического отклика. от теоретической кривой. На следующем рисунке показано абсолютное соответствие. Применение потенциометров Потенциометры используются в различных сферах и для разных целей. Потенциометры имеют различные функции, которые используются в широком диапазоне электрических цепей для цель управления, эксплуатации, измерения любых значений и т. д.Несколько из применения потенциометров приведены ниже: Потенциометры используются в источниках питания для регулировки выходное напряжение для различных устройств или цепей, подключенных к источнику питания запасы. Потенциометры в основном используются в регулируемых расходных материалах для регулировки выходного напряжения источников питания в соответствии с требованиями нагрузки. Потенциометры также используются для ограничения тока в источниках питания. Потенциометры используются для регулировки напряжения, чтобы установить коэффициент усиления операционных усилителей.Эти усилители используются для регулировка частоты различных каналов, радио и для системы аудиоконтроля. Эти усилители также используются для увеличения емкости различных цепей с помощью потенциометров. Подстроечные потенциометры используются во всех цифровых схемах для регулировки времени задержки, часов частота, уровни удержания порога и т. д. Эти потенциометры также используются в интегрированном схемы для использования в цифровых схемах. 555 IC таймер — это пример временной задержки, связанной с подстроечными потенциометрами. Подстроечные потенциометры играют жизненно важную роль в электронном схемы для их использования. Подстроечные потенциометры используются для связи, компьютерные, медицинские, производственные и автомобильные инструменты. Триммер потенциометры используются в цифровых вольтметрах для контроля напряжения питания, нуля регулировка, регулировка усиления усилителя. Генераторам сигналов требуются генераторы, синхронизация схемы, схемы запуска и подстроечные потенциометры обеспечивают все эти характеристики в генераторах сигналов.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.