Как выглядит реостат: Как выглядит реостат по физике. Электрические цепи

Содержание

Реостат в электрической цепи — Физика дома

Автор: admin. Рубрики: Задачи 27 (С1). Опубликовано: Декабрь 27th, 2012

Задача с1 из раздела «Анализ электрических цепей, содержащих реостат».

На фотографии изображена электрическая цепь, состоящая из резистора, реостата, ключа, цифровых вольтметра, подключенного к батарее, и амперметра.
Составьте принципиальную электрическую схему этой цепи и, используя законы постоянного тока, объясните, как изменятся (увеличатся или уменьшатся) сила тока в цепи и напряжение на батарее при перемещении движка реостата в крайнее правое положение.

Для ответа на вопрос, поставленный в задании, прежде всего необходимо определить, какие элементы включены в цепь.

Цепь, представленная на фото, состоит из последовательно соединенных источника тока, реостата, амперметра, резистора. Параллельно источнику тока подключен вольтметр, который измеряет напряжение на внешнем участке цепи, когда ключ замкнут.

Электрическая схема будет иметь следующий вид.

Далее мысленно перемещаем ползунок реостата вправо. Сопротивление реостата будет уменьшаться, и следовательно, согласно закону Ома для полной цепи, сила тока в цепи будет увеличиваться.

Чтобы ответить на второй вопрос задачи про показания вольтметра, необходимо вспомнить формулу для определения напряжения на участке цепи. Из закона Ома для участка цепи, имеем

где (Rp+R) — сопротивление участка, состоящее из реостата и резистора, на котором измеряется напряжение.

При уменьшении сопротивления реостата, числитель в последнем уравнении убывает быстрее знаменателя дроби. Следовательно, можно сделать вывод, что показания вольтметра уменьшаются.

 

 

Вы можете оставить комментарий, или поставить трэкбек со своего сайта.

Написать комментарий

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.

Переменные и подстроечные резисторы. Реостат.

В одной из предыдущих статей мы обсудили основные аспекты, касающиеся работы с резисторами, так вот сегодня мы продолжим эту тему. Все, что мы обсуждали ранее, касалось, в первую очередь, постоянных резисторов, сопротивление которых представляет из себя не изменяющуюся величину. Но это не единственный существующий вид резисторов, поэтому в данной статье мы уделим внимание элементам, имеющим переменное сопротивление, в частности, переменным резисторам.

Переменный резистор.

Итак, чем же отличается переменный резистор от постоянного? Собственно, здесь ответ прямо следует из названия этих элементов 🙂 Величину сопротивления переменного резистора, в отличие от постоянного, можно изменить. Каким способом? А вот это мы как раз и выясним! Для начала давайте рассмотрим условную схему переменного резистора:

Сразу же можно отметить, что тут в отличие от резисторов с постоянным сопротивлением в наличии имеется три вывода, а не два. Сейчас разберемся зачем они нужны и как все это работает…

Итак, основной частью переменного резистора является резистивный слой, имеющий определенное сопротивление. Точки 1 и 3 на рисунке являются концами резистивного слоя. Также важной частью резистора является ползунок, который может изменять свое положение (он может занять любое промежуточное положение между точками 1 и 3, например, он может оказаться в точке 2 как на схеме).

Таким образом, в итоге мы получаем следующее. Сопротивление между левым и центральным выводами резистора будет равно сопротивлению участка 1-2 резистивного слоя. Аналогично сопротивление между центральным и правым выводами будет численно равно сопротивление участка 2-3 резистивного слоя. Получается, что перемещая ползунок мы можем получить любое значение сопротивления от нуля до R_{max}. А R_{max} — это ни что иное как полное сопротивление резистивного слоя.

Конструктивно переменные резисторы бывают поворотные, то есть для изменения положения ползунка необходимо крутить специальную ручку (такая конструкция подходит для резистора, который изображен на нашей схеме). Также резистивный слой может быть выполнен в виде прямой линии, соответственно, ползунок будет перемещаться прямо. Такие устройства называют движковыми или ползунковыми перемененными резисторами. Поворотные резисторы очень часто можно встретить в аудио-аппаратуре, где они используются для регулировки громкости/баса и т. д. Вот как они выглядят:

Переменный резистор ползункового типа выглядит несколько иначе:

Часто при использовании поворотных резисторов в качестве регуляторов громкости используют резисторы с выключателем. Наверняка вы не раз сталкивались с таким регулятором — к примеру на радиоприемниках. Если резистор находится в крайнем положении (минимальная громкость/устройство выключено), то если его начать вращать, раздастся ощутимый щелчок, после которого приемник включится. А при дальнейшем вращении громкость будет увеличиваться. Аналогично и при уменьшении громкости — при приближении к крайнему положению снова будет щелчок, после которого устройство выключится. Щелчок в данном случае говорит о том, что питание приемника было включено/отключено. Выглядит  такой резистор так:

Как видите, здесь есть два дополнительных вывода. Они то как раз и подключаются в цепь питания таким образом, чтобы при вращении ползунка цепь питания размыкалась и замыкалась.

Есть еще один большой класс резисторов, имеющих переменное сопротивление, которое можно изменять механически — это подстроечные резисторы. Давайте уделим немного времени и им!

Подстроечный резистор.

Только для начала уточним терминологию… По сути подстроечный резистор является переменным, ведь его сопротивление можно изменить, но давайте условимся, что при обсуждении подстроечных резисторов под переменными резисторами мы будем иметь ввиду те, которые мы уже обсудили в этой статье (поворотные, ползунковые и т. д). Это упростит изложение, поскольку мы будем противопоставлять эти типы резисторов друг другу. Да и, к слову, в литературе зачастую под подстроечными резисторами и переменными понимаются разные элементы цепи, хотя, строго говоря, любой подстроечный резистор также является и переменным в силу того факта, что его сопротивление можно изменить.

Итак, отличие подстроечных резисторов от переменных, которые мы уже обсудили, в первую очередь, заключается в количестве циклов перемещения ползунка. Если для переменных это число может составлять и 50000, и даже 100000 (то есть ручку громкости можно крутить практически сколько угодно 🙂 ), то для подстроечных резисторов эта величина намного меньше. Поэтому подстроечные резисторы чаще всего используются непосредственно на плате, где их сопротивление меняется только один раз, при настройке прибора, а при эксплуатации значение сопротивления уже не меняется. Внешне подстроечный резистор выглядит совсем не так как упомянутые переменные:

Из-за небольшой износоустойчивости не рекомендуется применять подстроечные резисторы вместо переменных — в цепях, в которых регулировка сопротивления будет производиться довольно часто.

Обозначение переменных резисторов немного отличается от обозначения постоянных:

Собственно, мы обсудили все основные моменты, касающиеся переменных и подстроечных резисторов, но есть еще один очень важный момент, который невозможно обойти стороной.

Часто в литературе или в различных статьях вы можете встретить термины потенциометр и реостат. В некоторых источниках так называют переменные резисторы, в других в эти термины может вкладываться какой-нибудь иной смысл. На самом деле, корректная трактовка терминов потенциометр и реостат есть только одна. Если все термины, которые мы уже упоминали в этой статье относились,в первую очередь, к конструктивному исполнению переменных резисторов, то потенциометр и реостат — это разные схемы включения (!) переменных резисторов. То есть, к примеру, поворотный переменный резистор может выступать и в роли потенциометра и в роли реостата — все зависит от схемы включения. Начнем с реостата.

Реостат.

Реостат (переменный резистор, включенный по схеме реостата) в основном используется для регулировки силы тока. Если мы включим последовательно с реостатом амперметр, то при перемещении ползунка будем видеть меняющееся значение силы тока. Резистор R_1 в этой схеме исполняет роль нагрузки, ток через которую мы и собираемся регулировать переменным резистором. Пусть максимальное сопротивление реостата равно R_{max}, тогда по закону Ома максимальный ток через нагрузку будет равен:

I = \frac{U}{R_1 + 0}

Здесь мы учли то, что ток будет максимальным при минимальном значении сопротивления в цепи, то есть когда ползунок в крайнем левом положении. Минимальный ток будет равен:

I = \frac{U}{R_1 + R_{max}}

Вот и получается, что реостат выполняет роль регулировщика тока, протекающего через нагрузку. В данной схеме есть одна проблема — при потере контакта между ползунком и резистивным слоем цепь окажется разомкнутой и через нее перестанет протекать ток. Решить эту проблему можно следующим образом:

Отличие от предыдущей схемы заключается в том, что дополнительно соединены точки 1 и 2. Что это дает в обычном режиме работы? Да ничего, никаких изменений 🙂 Поскольку между ползунком резистора и точкой 1 ненулевое сопротивление, то весь ток потечет напрямую на ползунок, как и при отсутствии контакта между точками 1 и 2. А что же произойдет при потере контакта между ползунком и резистивным слоем? А эта ситуация абсолютно идентична отсутствию прямого соединения ползунка с точкой 2. Тогда ток потечет через реостат (от точки 1 к точке 3), и величина его будет равна:

I = \frac{U}{R_1 + R_{max}}

То есть при потере контакта в данной схеме будет всего лишь уменьшение силы тока, а не полный разрыв цепи как в предыдущем случае.

С реостатом мы разобрались, давайте рассмотрим переменный резистор, включенный по схеме потенциометра.

Потенциометр.

Не пропустите статью про измерительные приборы в электрических цепях — ссылка.

Потенциометр, в отличие от реостата, используется для регулировки напряжения. Именно по этой причине на нашей схеме вы видите целых два вольтметра! Ток протекающий через потенциометр, от точки 3 к точке 1, при перемещении ползунка остается неизменным, но меняется величины сопротивления между точками 2-3 и 2-1. А поскольку напряжение прямо пропорционально силе тока и сопротивлению, то оно будет меняться.

При перемещении ползунка вниз сопротивление 2-1 будет уменьшаться, соответственно, уменьшаться будут и показания вольтметра 2. А сопротивление участка 2-3 вырастет, а вместе с ним и напряжение на вольтметре 1. При этом в сумме показания вольтметров будут равны напряжению источника питания, то есть 12 В. В крайнем верхнем положении на вольтметре 1 будет 0 В, а на вольтметре 2 — 12 В. На рисунке ползунок расположен в среднем положении, и показания вольтметров, что абсолютно логично, равны 🙂

На этом мы заканчиваем рассматривать переменные резисторы, в следующей статье речь пойдет о возможных соединениях резисторов между собой, спасибо за внимание, рад буду видеть вас на нашем сайте! 🙂

Физика 8 класс. Электрические цепи. Реостат :: Класс!ная физика

Физика 8 класс. ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ЦЕПИ

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 «сопротивление2)  
10- нагревательный элемент  
11 — предохранитель  

РЕОСТАТ

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.

Устали? — Отдыхаем!

Что это — реостат? Виды и их назначение

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 тем, что такое 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 постоянного тока.
  • 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 переменного резистора 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 изменение сопротивления, 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 электротехнической стали. 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 электрических цепях.

Реостаты

продолжаем изучение электрических явлений вы уже познакомились с некоторыми электроприборами на лабораторной работе которую мы делали на прошлом уроке сегодня поговорим об устройстве которое называется реостат конструкции реостатов есть множество и поэтому тема урока не реостата реостаты тема реостаты домашнее задание на среду перышкин параграф 47 ну и конспект конспект перышки параграф 47 и задачи задачи все берем из лука h&k с номерами 1326 1327 1329 1331 и 1333 это на среду на послезавтра что же такое реостат давайте запишем реостат тире это устройство для регулирования силы тока в электрической цепи реостат тире это устройство для регулирования силы тока в электрической цепи для регулирования силы тока в электрической цепи устройство для регулирования силы тока в электрической цепи сразу хочу сказать что регулировать силу тока в электрической цепи можно не только с помощью реостатов есть еще множество устройств трансформаторы тиристорные регуляторы и еще можно кое-что назвать но реостат работает очень просто поэтому именно с него мы и начнём изучении того как можно регулировать силу тока давайте вспомним закон ома для участка цепи сила тока в участке цепи прямо пропорциональна напряжению на концах этого участка и обратно пропорциональна сопротивлению этого участка и вот у вас есть какое-то какая-то электрическая цепь она работает от какого-то источника тока вот сегодня мы будем пользоваться вот этой батарейкой и вы хотите регулировать силу тока в этой электрической цепи у батарейки на выходе между полюсами батарейки определенное напряжение вы его менять не можете по определению договорились что это условие опыта тогда единственный способ изменить силу тока это что изменять сопротивления значит будем изменять сопротивление сопротивление проводника вы уже знаете зависит от каких его характеристик от чего зависит сопротивления проводника пожалуй старком а под размерами что ты подразумеваешь и длина значит вспомним что если у вас есть проводник то его сопротивление r мы можем найти вот этой формуле сопротивление прямо пропорциональна длине проводника обратно пропорциональна площади поперечного сечения и зависит от того из какого материала сделан полупроводник эта зависимость спрятана вот здесь в величине которая называется удельное сопротивление материала проводника на лабораторной работе вы его измерили у меня здесь целая стопочка ценных научных результатов теперь мы хотим менять сопротивление скажите пожалуйста можно ли менять сопротивление то есть рационально ли менять сопротивление например меняя удельное сопротивление материала нет вы не можете плавно изменять удельное сопротивление потому что у вас проводники с определён из определенного материала удобно ли менять площадь поперечного сечения наверно тоже неудобно в принципе можно конечно изобрести какое-то устройство где площадь поперечного сечения меняется но это очень не удобно а вот проще всего менять длину проводника более того можно взять какой-то проводник и не весь его включать а включать только часть этого проводника в электрическую цепь значит мы с вами будем менять именно длину проводника будем изменять и вот эта идея изменения длины проводника который включен в электрическую цепь и лежит в основе работы практически всех реостатов но мы начнем с не реостата не с реостата а с его дедушки с которым я уважаю вас познакомил прошлых уроках на лабораторной работе на лабораторной работе вы пользовались реохорда на 4 a horde эта дедушка реостата давайте напишем это слово еще раз речь о хорды хорды в переводе на русский струна вот эта струна смотрим на экран подключен крупный план с одной стороны проволока закреплена присоединена к вот этой клемме с другой стороны тоже есть такая же клемма вот она и самое главное вот этот ползунковый контакт вы можете ползунок перемещать и включать в электрическую цепь отрезок провода определенной длины значит у вас будет изменяться электрическое сопротивление между вот этой точкой и вот этой чем длиннее отрезок провода который вы включаете в электрическую цепь а в подключать в цепь нужно вот этот контакт и вот этот тем больше сопротивления значит вот так работает 3 аккорд нарисуем его схему точнее сначала изобразим его на рисунке а потом на принципиальной схеме вот это просто из изолятора сделано основа у нас деревянный рио хорд здесь крема 1 здесь клемма 2 он подключается в электрическую цепь с одной стороны здесь у нас проволока проводник проволока и конечно желательно чтобы это проволока была из материала с высоким удельным сопротивлением вот сколько у вас получилось примерно в лабораторной 05 пример 05 ум на миллиметр квадраты на метры до это разумное значение теперь здесь у нас ползунковый контакт вот так как то нарисуем его условно и здесь 3 клемма тут есть шкала шкала этот элемент реохорда называется ползунок и в электрическую цепь включен вот этот участок проводников вот его длина у нас цель вот эти два проводника идут к электрической цепи к электрической цепи обычно здесь еще один контакт есть для чего он используется я пока не рассказывал но бывают ситуации где нужны все 3 контакта и так вот картинка на который показан рио хорд ну а на схеме richard можно изобразить вот таким образом вот проводник его потолще покажем вот ползунок показывается стрелкой и вот клеммы 1 клемма вторая клемма 3 клемма это рисунок а это изображение на принципиальных схемах какой недостаток имеет рио ход вы видели он имеет большие размеры с одной стороны с другой стороны допустим вам нужно провод большой длинный вы хотите получить большое сопротивление и для этого нужно сделать так чтобы провод имел большую длину и вот дальнейшим развитием идеи изменения длины провода служит ползунков и реостат вот как они выглядят их у нас много разные вот еще один вот школьный ползунковый реостат вот это старинный ползунковый реостат я его еще крупно потом покажу это произведение электротехнического искусство когда его делали это немецкое какое-то изделие очень старая думаю что еще времен до второй мировой войны давайте посмотрим вблизи на ползунковый реостат как он устроен чем отличается ползунковый реостат код реохорда тем что у реохорда провод прямой а у реостата он на вид на керамический или пластмассовый стержень керамика пластика это dielectric значит это изолятор на которой намотана проволока провод покрыт тонким слоем окисла поэтому друг с дружкой эти проводники не имеют электрического контакта конец проводника с одной стороны прикреплен к вот этой клемме но тут она снята сейчас с другой стороны есть аналогичная клемма вот тут она еще не снята и наконец между этими двумя концами провода движется ползунок ползунок соприкасается с витками провода намотанного на каркас с одной стороны а с другой стороны здесь обеспечен электрический контакт между ползунком и вот этим стержнем этот стержень подключается к вот этой клемме значит изменяя положение ползунка мы можем точно так же как в рио хорде изменять длину провода включенного в электрическую цепь но только если в нашем рио хорде это длина не могла превышать полметра то тут можно намотать десятки метров этого провода и таким образом получить рио статы с большим значением сопротивления вот например этот реостат имеет максимальное сопротивление вот оно написано 21-ом это прибор очень старый тогда еще о мы изображали вот такой вот буквой омега электро дело завод еще обратите внимание здесь написано 3 ампера это значит что через этот реостат нельзя пропускать ток больше чем 3 ампера почему он нагревается очень сильна и может возникнуть пожары либо какие нибудь еще неприятности давайте теперь возьмем другой реостат очень похоже просто он в корпусе но только посмотрите чем он отличается сравните толщину провода которым нам о том 1 реостат и 2 реостат 2 реостат явно намотан более тонким проводом это хорошо видно да на экране как вы думаете сопротивление какого из этих двух реостатов больше 2 который намотан более тонким проводом и действительно если мы прочитаем что написано на рио стати то мы обнаружим что этот реостат имеет сопротивление 180 том вот указана его сопротивление плюс минус 20 процентов и сила тока которую можно пропускать 07 ампера больше нельзя и наконец тот реостата которым я говорил что это произведение электротехнического искусство вот он чем он интересен он интересен тем что ползунок можно повара плавно перемещать вращая винт ведь и винт вращается и перемещается ползунок таким образом можно плавно регулировать сопротивление реостата а соответственно и силу тока в электрической цепи вот давайте мы сейчас с вами соберем электрическую цепь в которую входит реостат для этого у нас есть возьмем к примеру вот этот я стану он хорошо виден у нас есть источник тока батарейка она соединена с лампочкой другой конец лампочкой соединён с проводником и другой конец батарейки тоже соединён с проводником мы можем с вами соединить эти два проводника замкнув электрическую цепь и лампочка ярко горит всем хорошо видно а теперь давайте включим в электрическую цепь реостат с одной стороны мы подключим ползунок вот этот а с другой стороны мы подключим клемму вот здесь значит сейчас у нас в электрическую цепь включен вот этот участок реостата обратите внимание лампочка уже горит более тускло и вот давайте сейчас все это в кадр занесен и [музыка] посмотрим крупно как работает реостат когда я буду перемещать ползунок вот сюда вправо как вы думаете как будет меняться яркость лампочки будет ярче гореть потому что будет укорачиваться кусок провода включенный между ползунком и концом реостата вот она ярче горит когда мы перемещаем влево горит тусклее сейчас почти не горит таким образом можно регулируя положение движка или ползунка изменять силу тока в цепи давайте нарисуем устройство ползункового реостата и покажем как он на электрических схемах обозначается и так ползунковый реостат ползунковый реостат в основе этого реостата стержень из диэлектрика стержень из диэлектрика обычно это керамика фарфор здесь фарфор здесь фарфор и на том рио стать это же фарфор потому что фарфор выдерживает высокие температуры больше 1000 градусов на этот стержень намотан провод виток к витку а вот с высоким удельным сопротивлением [музыка] вот так один конец провода подсоединен к одной клемме я уже буду рисовать клемму условно второй провод подсоединен к 2 клемме второй конец провода и наконец самое главное вот здесь у нас стержень металлический здесь клемма на стержень надет ползунок который контактирует с проводом реостата намотанным на керамический стержень ползунок вот так вот без лишних деталей устройства ползункового реостата как мы его включили с вами в электрическую цепь можно вспомнить от одного контакта от ползунка мы присоединили провод к лампочке затем у нас стоял источник тока батарейка из трех гальванических элементов и затем второй вывод реостата вот так когда мы перемещали влево ползунок длина провода она вот эль становилось меньше понятно что это не длина провода в том смысле что тут там 10 сантиметров это символизирует длину провода он намотан вот так когда мы перемещаем ползунок влево что происходит с силой тока в цепи она увеличивается так как уменьшается сопротивление значит лампа горит ярче если перемещаем ползунок вправо лампа горит тусклее тусклее такие устройства в принципе можно использовать например для того чтобы плавно гасить свет в кинозале хотя на самом деле там другие устройства используются но нас но идея вообще-то имеет право на существование подобные устройства используются и в радиотехнической в радиоэлектронной аппаратуре в приемниках для регулировки громкости для каких-то других регулировок но вы наверное не видели там таких вот устройств представляете себе этакий регулятор громкости такого размера хотя в последнее время очень модно стало делать лет уже 10 как модно делать такие вот две школы регуляторы громкости регуляторы тембра и эквалайзеры там тоже используются устройство типа реостаты только меньшего размера но обычно регулировка осуществляется поворотом ручки и вот сейчас я вам покажу несколько реостатов которые используются в электрических цепях скажем так более малогабаритных вот они смотрите идея состоит в том чтобы намотку сделать не на прямом стержень а свернуть эту намотку в такую форму придать и вот такую форму и здесь вы видите снова три провода это мы его иногда называют 3 вы водный реостаты иногда его называют потенциометр поворачивая вот этот движок ручка соединена с ним вы можете регулировать длину участка правда который включен в электрическую цепь при чем с одной стороны при этом длина увеличивается с другой уменьшается вот сейчас этот контакт соединяет между собой движок с краем провода сейчас здесь сопротивление здесь примерно одинаковые потому что движок посередине сейчас тут сопротивления очень маленькая практически ноль а тут она максимально на корпусе указывается максимальное сопротивление в данном случае это 47 ком вот похожее устройство немножко более старенькая здесь максимальное сопротивление 6,8 килоома почему так получается во-первых длина провода больше во вторых давайте посмотрим площадь поперечного сечения этого провода меньше по этим причинам а может он еще сделан из более высоко умного сплава сопротивление этого реостата 6,8 килоома а есть вообще красотульки вот такие это регулировочные сопротивления регулировочные подстроечные их называют они уже не проволочные здесь смотрите сопротивление этого подстроечного резистора сейчас попробуем его прочитать вон видно там сейчас попробуем сделать также а вот один килоом да видно в это это уже не буду не связано с тем какое-то сопротивление один килоом да видно значит 1000 м но ведь смотрите здесь длина совсем небольшая здесь нет никакой проволоки в чем дело а дело в том что это не проволочные реостат не проволочное сопротивление не проволочный переменный резистор здесь углеродистый слой что-то типа графита а у него удельное сопротивление гораздо больше чем у металла и регулировать вы можете сопротивление поворачивая движок с помощью отвертки такая система используется для настройки аппаратуры один раз и и отрегулировали оставили и дальше только специалист может регулировать это сопротивление это не просто как регулятор громкости которого можно пользоваться по желанию ну давайте опять немножко поиграемся с этими реостат ами вот например возьмем реостат на 47 ком и подключим его к электрической цепи опять таки даю общий план все лишнее из кадра подключаем с одной стороны подключаем с другой стороны так и поворачиваем ручку вот лампочку тоже в кадр смотрите сейчас когда я поворачиваю реостат вправо лампочка горит ярче влево лампочка горит более тускло значит сейчас сопротивление минимально в правом положении сейчас сопротивление максимально а если мы центральный контакт оставим а переместим боковой контакт перейдем на другой боковой контакт что у нас получится проследим за поведением системы вращаю влево ярче вправо более тускло то есть мы можем таким образом регулировать силу тока в любом из нужных нам направлений перемещая вот этот ползунок но теперь как же обозначается реостат на схеме обозначается он следующим образом очень похожи на резистор вот сам резистор вот один вывод здесь можно клемму нарисовать можно не рисовать я нарисую а вот ползунок можно клемму нарисовать можно просто включить его в электрическую цепь ну и наконец вывели что во всех случаях которые я вам показывал на самом деле у реостата есть и третий вывод мы его тоже можем показать если он не используется в нашем случае это как правило именно так то можно его не рисовать то есть если вы хотите включить реостат в электрическую цепь типа вот этой то этот вывод вот он он не используется летит как мы изобразим теперь электрическую цепь которые здесь представлены рисунка давайте нарисуем вот здесь можно рекорд можно изображать без клемм ну просто тот который он показывал был с клеммами поэтому я нарисовал клеммы точно так же и здесь можно без крем изображать роста и так собираем электрическую схему принципиально вот этого устройства внизу у нас лампочка батарейка и реостат смотрите у нас левый край лампы соединен с движком пожалуйста вот дальше вот этот вывод у нас соединен с отрицательным полюсом батарей может не очень красиво на схеме но зато честно так как там точно вот так теперь когда мы перемещаем движок реостата влево то у нас сопротивление уменьшается и на рисунке и на схеме влево будет ярче вправо будет тусклее есть еще два вида реостатов с которыми я вас познакомлю в этих реостат ах регулировка силы тока осуществляется ступенчато один из этих реостатов на самом деле вам уже знакомо это штепсельный реостат вот штепсельный реостат давайте вспомним как он работает даем крупный план в нем то только два вывода среднего вывода нет и ток сейчас проходит непосредственно по вот этой как ее называет шине медные у нее очень низкое сопротивление но если вы вынете один из штепсель эй например вот этот у вас ток пойдет вот так по этому проводнику здесь указано сопротивление 2 ома можете включить еще вот этот участок цепи теперь сопротивление будет 2 ома здесь 2 ома здесь максимальное сопротивление которое можно получить когда все штепсели вытащены это будет в как вы видите 10 м минимальное сопротивление это когда вытащим только штепсель против единички тогда сопротивление будет 1 ну а таким вот способом вы получаете практически неконтролируемое сопротивление в небольшие доли ома и наконец еще один реостат он большой поэтому нам не понадобится крупный план это секционный реостат фактически это переключатель на большое количество положений вот этот переключатель реостат состоит из 10 секций а каждая секция вот это проволока проволока из материала с высоким удельным сопротивлением и к вот этой клемме к движку к ползунку можно подключать только одну секцию тогда сопротивление будет 1-ом если переместить движок сюда то уже поток пойдет так вот этой клеммы по этому проводнику раз поэтому про не q2 сюда через контакт на эту клемму сопротивление будет 2 ома сейчас сопротивление 6 ом сейчас сопротивление 10 ом этот секционный реостат позволяет регулировать сопротивление скачкообразно от одного до десяти он наверное стоит нарисовать схему этого секционного реостата давайте это сделаем секционный просто мы не будем рисовать все 10 секций нарисуем упрощенную схему и так что мы видим в основе секционного реостата вот этот переключатель на большое количество положений мы знаем как изображаются переключателей вот один вывод переключатель кстати он подключен вот тут у нас клево к правой относительно вас клеммы вот сюда вот одна клемма дальше здесь большое количество контактов 1 2 4 5 6 7 8 9 10 ну их на самом деле 11 наверное потому что есть еще и 0 так вот я 0 покажу переключатель стоит в одном из положений например вот в таком а между этими контактами включены проволочные секции я покажу немного из них вот проволочная секций резистор проволочный вот так здесь еще один резистор проволочный вот так здесь 3 резистор проволочный вот так и так далее и последний покажу вот так тут стоит ноль один два три четыре и так далее 9 10 куда подключен а вторая клемма к нулевому выводу вот 0 вывод соединен со второй клеммой секционного реостата какое сейчас сопротивление выставлены на секционном рио стати 3 ома каково сопротивление каждой секции наверно по одному ому 1-ом один ум один ум когда включены три секции то отрезок провода высоко умного который включен в электрическую цепь в 3 раза длиннее тройной длины значит и сопротивления в три раза больше чем если включено 1 секция вот то что я хотел вам рассказать о реостат ах у нас немножечко осталось времени чтобы порешать задачи хочу вам предложить задачу довольно хитрую сейчас мы выведем ее на экран задача из гельфгат а номер 18 пока вы читайте условия задачи я сотру с доски номер 181 римская 8 страница страница 38 не любят и так условия задачи нужно изготовить провод длиной 100 метров и сопротивлением 1 ом а длина 100 метров сопротивление 1 ом эти как я пузо тинь к пишу букву u и тоненько пишу цифру 0 чтобы не перепутать дальше в каком случае провод получится легче если его сделать из алюминия или из меди как вы думаете какие нам данные потребуются для никита пожалуйста нам понадобятся удельное сопротивление алюминия и меди смотрим обращаемся к учебнику удельное сопротивление алюминия 00 28 пишем но теперь оставьте тут немножко свободного места алюминия 00 28ohm на миллиметр квадратный nomer удельное сопротивление меди смотрим 00 17 ро меди тут тоже оставьте пожалуйста свободное место 00 17 ум на миллиметр квадратный на метр есть возвращаемся к условию задачи каком случае провод получится легче от чего зависит масса провода кроме его размеров от плотности так какой буквы мы обозначаем плотность ро о какой буквы мы обозначаем удельное сопротивление вот наступило коллизия как говорят или проще столкновения для того чтобы выйти из этого положения поступим следующим образом введём такие обозначения от удельного сопротивления зависит что сопротивление поэтому мы напишем роз индекс м-р алюминия и рос индексом р меди индекс r будет нам говорить о том что речь идет об удельном сопротивлении а от плотности зависит масса поэтому плотность мы будем обозначать та же буква р о но с индексом м про м алюминия я помню наизусть 2700 килограммов на метр кубический и ро м меди равняется 8 тысяч 900 килограммов на метр кубический вот так можно выйти из этого положения и не запутаться не нужно ставить там ru1 ро2 индексы должны быть говорящими какой из проводов получится легче надо найти отношение масс давайте найдем массу медного провода делить на массу алюминиевого провода вот так ну чтож нас спрашивают о массе отлично тогда мы можем сказать масса равняется произведению плотности на объем но провод то у нас вот такой цилиндрически у него длина цель одна и та же и у медного и алюминиевого значит мы можем написать а площадь поперечного сечения у нас с так значит напишем как обе он равен или над с тогда масса равняется плотность в случае меди это будет о. м. купрум на объем или с kuprum тоже самое можно записать и для алюминия масса алюминия равняется р м а lumia на ту же самую длину или на площадь поперечного сечения алюминия видимо они разные потому что удельное сопротивление разные так теперь разделим одно на другое масса купрум делить на масса алюминия то что спрашивается равняется смотрите что сейчас будет длина сократится то есть неважно на самом деле какой длинный провод получится ро м купрум умножить на s kuprum площадь поперечное сечение медного провода делить на рок м алюминий на с алюминий площадь поперечного сечения алюминиевого провода есть осталось найти вот это отношение какие мы можем использовать при этом формулы коля на площадь поперечного сечения хорошо значит давайте отсюда сейчас выразим площадь с отсюда равняется чему ро или делить на хер хорошо эта формула может быть использована и для меди и для алюминия запишем ее для меди с купрум равняется r куплю удельное сопротивление на или длина без индекса она одинаково делить на r сопротивление тоже в из индексов она у нас одно и то же аналогично из алюминия равняется / pro-r алюминия на эль делить на r так смотрите что получается отношение площадей поперечного сечения равно отношению удельных сопротивлений потому что длина 1 этаже и сопротивление одно и то же учитывая это мы можем записать сразу рабочую формулу а именно масса меди делить на массу алюминия равняется р о м а меди умножить на r r меди делить нора-м алюминия и народ р алюминия вот наша рабочая формула давайте доведем ответ да числа это интересно масса меди делить на массу алюминия равняется дробь плотность 8900 делить на плотность алюминия 2700 умножить на удельное сопротивление меди 00 17 и разделить на ноль ноль 28 единиц и я не пишу потому что они все сократятся приблизительно равняется 2 значит во первых посмотрите какая интересная ситуация в рабочую формулу не вошло не сопротивления не длина провода какой бы вы кусок провода не взяли и какого бы сопротивления вы не хотели добиться отношения масс проводников из алюминия из меди будут всегда одно и то же это лишние данные они для успокоения в условий они не нужны это раз во вторых представьте себе что вы делаете линию электропередач из чего вы будете ее делать из меди и зале или из алюминия из меди то да она вас тяжеленная будет вам придется мачты которые держат провода делать очень толстыми на это пойдет много металла или их надо тесно ставить из алюминия ребята линий электропередач получаются легче если их делать из алюминия поэтому реальный лэп делают из алюминия все урок окончен все и

Резистор, схема подключения, его обозначение.

Сопротивление в электрической цепи.

Сопротивление в виде обычного резистора можно встретить практически в любой электрической схеме. Поскольку у каждого электронного и электрического компонента имеется свое внутреннее сопротивление (даже у обычного провода), то и его можно представить (учитывать при создании схем, цепей и их расчетов) в виде резисторов. Суть резистора достаточно проста — это сопротивление, препятствие внутри проводника на пути движения электрически заряженных частиц. То есть, есть напряжение, которое создает как бы давление, при замыкании электрической цепи начинает течь ток зарядов, а те преграды внутри проводника, что препятствуют этому  движению и будут являться этим самым сопротивлением.

Резисторы на схемах обозначаются достаточно просто и понятно. Это продолговатый прямоугольник, у которого на противоположных концах (стороны с меньшей длинной) имеются выводы, это обычное обозначение (европейское). В зарубежных схемах часто резистор указывается в виде ровного зигзага. У резисторов сопротивление бывает разное, как и их мощность. Следовательно, на схемах возле самого сопротивления подписывается его величина и единица измерения (Ом, кОм, мОм). Внутри прямоугольника (условного обозначения на схемах) могут ставится полоски (направление и их количество соответствует своему номиналу), обозначающие его мощность.

Само сопротивление, как компонент (резистор), может подключаться в схемах двумя основными способами, это либо последовательно электрической цепи, или же параллельно ей. В зависимости от количества этих самых резисторов в схеме их можно представлять именно так: включены параллельно, последовательно или смешано. Для каждого из варианта подключения в схемах имеются свои формулы, по которым можно легко посчитать конкретное значение сопротивления в той или иной цепи.

В электрике основной формулой считается закон Ома. Она имеет следующий вид: I=U/R, где I это сила тока, U это напряжение, R это сопротивление. Из нее можно вывести две другие формулы: R=U/I и U=R*I. Используя эти три формулы можно легко найти любую неизвестную величину зная две других. К примеру, у нас есть электрический обогреватель, известно его напряжение питания, равное 220 вольт, тестером мы померили его общее сопротивление (пусть оно будет равно 22 ома), если применить одну из формул для нахождения силы тока (I=U/R), которую потребляет обогреватель, то мы получим в итоге 10 ампер (220 вольт деленное на 22 ома). Вдобавок можно еще привести формулу электрической мощности P=U*I (мощность равна напряжению умноженному на силу тока).

Помимо обычных резисторов, имеющие два вывода и постоянное сопротивление, существуют еще переменные и подстроечные. Общий смысл у них одинаковый — имеют три вывода, два из них являются концами общего сопротивления, а третий это ползунок, что плавно перемещается от одного конца резистора к другому. Если измерять электрическое сопротивление между выводом, идущим от ползунка и любым крайним выводом резистора (при этом плавно изменять положение ползунка в одну из сторон), то при измерении мы увидим постепенно изменяемую величину сопротивления. Проще говоря, из самого названия (переменный) ясно, что данный вид резисторов является регулируемым, изменяемым.

Переменный резистор имеет корпус, который устанавливается на передней панели устройств, что позволяет путем вращения оси резистора задавать на нем определенное сопротивление для схемы. Подстроечные резисторы ставятся на самих платах, они имеют более открытый вид, служат для точной подстройки нужного сопротивления в схемах. Их обычно крутят в случае корректировки и настройки нужного режима работы электрической схемы. После наносят немного лака, краски, чтобы данное положение ползунка резистора хорошо зафиксировать.

На схемах переменный резистор обычно обозначается также как и обычный, от которого с середины отходит вывод со стрелкой (это вывод от ползунка). Подстроечные резисторы не имеют стрелки, просто палочка, отходящая от середины этого сопротивления. Хотя в разных схема обозначения могут быть совсем разные и только опытным путем (по смыслу и назначению сопротивления) можно определить тип резистора (переменный или подстроечный).

P.S. Каким бы резистор не был, суть его остается одна и та же — это электрическое сопротивление, которое является препятствием на пути протекания тока (упорядоченное движение частиц внутри проводника). А что касается обозначения, то просто возьмите в интернете несколько различных электрических схем, посмотрите на них после чего уже поймете — обозначение может быть разным, но в схеме сразу видно и понятно, что это именно резистор.

Основы реостата: типы, принцип и функции

Реостат — это устройство, которое может регулировать величину сопротивления и может быть подключено к цепи для регулировки величины тока. Обычный реостат состоит из провода с большим сопротивлением и устройства, которое может изменять точку контакта, чтобы отрегулировать эффективную длину провода сопротивления. Реостат может ограничивать ток и защищать цепь, а также изменять распределение напряжения в цепи.

Каталог

Ⅰ Скользящий реостат

Скользящий реостат как особый вид резистора широко используется в обычных физических испытаниях. Многие схемы используют скользящий реостат для управления схемой, и его можно использовать для управления изменениями тока и напряжения в цепи.

1 Принцип работы

Скользящий реостат — одно из широко используемых устройств в электричестве. Он изменяет сопротивление, изменяя длину провода сопротивления подключенной цепи, тем самым постепенно изменяя ток в цепи. Проволока сопротивления скользящего реостата обычно представляет собой никель-хромовый сплав с высокой температурой плавления и высоким сопротивлением.Стержень сопротивления обычно изготавливается из металла с низким сопротивлением. Следовательно, чем длиннее резистивный провод, тем больше сопротивление, а чем короче резистивный стержень, тем меньше сопротивление. Провод сопротивления покрыт изолирующим слоем, намотан на изолирующую трубку, и два его конца подключены к клеммам A и B. Скользящая деталь P соединена с клеммой C через металлический стержень. Когда скользящая деталь перемещается в разные положения, длина провода сопротивления между двумя клеммами A и C будет разной, так что сопротивление в подключенной цепи может быть изменено. Обычный реостат состоит из провода с большим сопротивлением и устройства, которое может изменять точку контакта, чтобы отрегулировать эффективную длину провода сопротивления. Функция регулировки скользящего реостата в цепи отражается в соединении ограничения тока и парциального давления.

Скользящий реостат

2 Функции и применение

Основные функции:

(1) Схема защиты. Перед включением переключателя отрегулируйте скользящую деталь P скользящего реостата, чтобы максимизировать сопротивление скользящего реостата, подключенного к цепи.

(2) Измените размер и направление тока в цепи, изменив сопротивление подключенной части схемы, тем самым изменив напряжение на обоих концах проводника (прибора), подключенного последовательно с ним. При подключении скользящего реостата требуется: «один вверх-вниз, фокус на дне», металлический стержень и резистивный провод используют по одной клемме; Фактическое подключение должно основываться на требованиях к выбору двух клемм резистивного провода.

(3) Измените напряжение. При изучении закона Ома () он играет роль в изменении напряжения на обоих концах последовательно соединенного электрического прибора.

(4) Используйте вольтамперометрию для измерения сопротивления на основе формулы деформации закона Ома:

Приложения:

Ручка для регулировки громкости звука; ручка регулировки яркости света на настольной лампе; ручка регулировки яркости дисплея на компьютере; ручка регулировки температуры утюга.Кроме того, указатель уровня топлива на автомобиле, весы и т. Д.

3 Конструкция и материалы

Конструкция скользящего реостата

Конструкция скользящего реостата: 1. Электропроводка 2. Скользящая пластина 3 Катушка 4. Металлический стержень 5. Фарфоровая трубка. Принцип скользящего реостата: сопротивление металлического стержня невелико, и ток течет через металлический провод вместе с пластиной для нарезки кубиков, что изменяет длину провода сопротивления, подключенного к цепи, а также изменяет размер сопротивления. Материалом резистивной проволоки скользящего варистора обычно является проволока из константана или проволока из хромоникелевого сплава. Проволока из константана или из хромоникелевого сплава наматывается на изолирующий цилиндр, а два конца выводятся с помощью выводных проводов. Скользящий элемент варистора контактирует с проводом сопротивления и может регулироваться на расстоянии между двумя концами, тем самым изменяя сопротивление от металлического стержня к двум концам провода сопротивления, который составляет скользящий реостат.Также имеется скользящий варистор, который «покрыт» на изолирующей подложке резистивными материалами (такими как углеродистые материалы), а сопротивление регулируется скользящей деталью посередине.

Ⅱ Блок сопротивлений

Скользящий реостат может постепенно изменять сопротивление подключенной цепи и играть роль постоянного изменения величины тока, но он не может точно проверить значение сопротивления подключенной цепи. Если вам нужно узнать сопротивление резистора, подключенного к цепи, вы можете использовать коробку сопротивлений. Следовательно, блок сопротивления — это реостат, который может регулировать сопротивление и может отображать значение сопротивления. По сравнению со скользящим реостатом скользящий реостат не может отображать значение сопротивления подключенной цепи, но он может непрерывно изменять сопротивление в подключенной цепи. Коробка сопротивления может отображать значение сопротивления, подключенного к цепи, но изменение значения сопротивления является прерывистым.

Коробка сопротивления

Использование коробки сопротивления

При использовании подключите две клеммы к цепи и отрегулируйте шкалу, чтобы получить сопротивление в диапазоне от 0 до nx (nx, n — количество ручки) ом.Умножьте показание точки индикатора, соответствующей каждому циферблату, на кратное, отмеченное на циферблате, а затем сложите их вместе, чтобы получить значение сопротивления цепи доступа. Скользящий реостат можно использовать как ограничитель тока или делитель напряжения в цепи. Как выбрать эти две разные формы? Это в первую очередь определяется потребностями в цепи. Например, иногда требуется, чтобы напряжение нагрузки сильно изменилось, а иногда необходимо иметь возможность выполнить точную настройку.Какая схема может удовлетворить эти требования? Нам необходимо изучить выходные характеристики двух схем.

Ⅲ Потенциометр

Потенциометр представляет собой резисторный элемент с тремя выводами, и значение сопротивления можно регулировать в соответствии с определенным правилом изменения. Потенциометр обычно состоит из резистора и подвижной щетки. Когда щетка движется по корпусу резистора, значение сопротивления или напряжение, которое имеет определенную взаимосвязь со смещением, получается на выходном конце.Потенциометр может использоваться как трехконтактный или двухконтактный компонент. Последний можно рассматривать как переменный резистор.

Потенциометр

Роль потенциометра — регулировка напряжения (включая постоянное напряжение и напряжение сигнала) и тока.

По конструктивным характеристикам потенциометр-резистор корпуса потенциометра имеет два закрепленных конца. Путем ручной регулировки вала или скользящей ручки изменение положения подвижного контакта на корпусе резистора изменит положение между подвижным контактом и любым фиксированным концом. Значение сопротивления, которое изменяет величину напряжения и тока.

Потенциометр состоит из корпуса резистора и вращающейся или скользящей системы. Когда между двумя фиксированными электрическими ударами корпуса резистора прикладывается напряжение, положение контакта на корпусе резистора может быть изменено путем вращения или скольжения системы, а напряжение, которое имеет определенное отношение к подвижной точке контакта, может быть изменено. между подвижным и неподвижным контактами. Он в основном используется в качестве делителя напряжения, когда потенциометр представляет собой четырехконтактный элемент.Потенциометр в основном представляет собой скользящий реостат, существует несколько стилей. Обычно они используются в переключателе громкости динамика и регулировке мощности лазерной головки. Он широко используется в электронном оборудовании для регулировки громкости в динамиках и ресиверах.

Принцип

Импульсный потенциометр такой же, как и обычный потенциометр с тремя контактами. но внутри импульсного потенциометра, подключенного к контактам 1 и 2, находятся две металлические статические детали разной длины, а тот, который подключен к контакту 3, представляет собой круглый металлический ротор с 12 или 24 зубьями.Когда импульсный потенциометр вращается, существует четыре состояния: контакт 3 подключен к контакту 1, контакт 3 подключен к контакту 2 и контакту 1; Контакт 3 подключен к контакту 2, контакт 3 подключен к контакту Контакт 2, а контакт 1 полностью отключен.

Схема потенциометра

В реальных условиях мы обычно заземляем контакт 3 в качестве клеммы ввода данных. А контакты 1 и 2 подключены к порту ввода / вывода микроконтроллера в качестве терминала вывода данных. Как показано на рисунке, подключите контакт 1 к P1.0 микроконтроллера, а вывод 2 — P1.1 микроконтроллера. Когда импульсный потенциометр вращается влево или вправо, P1.0 и P1.1 будут периодически генерировать показанную форму волны. Если это 12-точечный импульсный потенциометр, он будет генерировать 12 наборов таких сигналов, 24-точечный импульсный потенциометр будет генерировать 24 группы таких сигналов; группа сигналов (или цикл) содержит 4 рабочих состояния. Следовательно, пока обнаруживаются формы сигналов P1.0 и P1.1, можно определить, вращается ли импульсный потенциометр влево или вправо.

Разница между потенциометром и реостатом

Потенциометр и реостат — это два термина, которые связаны с переменными резисторами . Технически оба этих термина представляют две разные конфигурации, предоставляемые одними и теми же компонентами. Прочитав этот пост, вы сможете разработать кристально ясную концепцию в отношении обоих терминов.

Введение в переменный резистор (VR)

Переменный резистор — это трехконтактное устройство. Он обеспечивает переменное значение сопротивления в электрических цепях.Например, напряжение V.R 9 кОм обеспечит сопротивление в диапазоне 0–9 кОм.

Наиболее распространенный тип V.R. показан ниже. Он имеет три клеммы a, b, c (подробности мы рассмотрим позже). Круговую ручку можно вращать для изменения выходного сопротивления.



Как уже упоминалось ранее, переменный резистор указанного выше типа является наиболее распространенным. Между тем, он тоже самый старый.
Сегодняшние переменные резисторы выпускаются в виде подстроечных резисторов (последняя версия) с маленьким болтом с одной стороны.Для операций с отрезами можно использовать винтовой зажим. [Читайте также: Диоды, транзисторы и GTO]

Потенциометр

Давайте пересмотрим исходный переменный резистор. Конфигурация потенциометра использует в работе все три клеммы.

В левой части изображения показана принципиальная схема конфигурации, а в правой части — практический вид.



Два синих провода подключаются к внешней цепи для подачи переменного напряжения на выход. И это причина, по которой потенциометр назван так .

Реостат

В этой схеме в работе используются два вывода переменного резистора. Клемма a подключается к источнику питания, b подключается последовательно с внешней цепью, а c остается разомкнутой. Цель состоит в том, чтобы добиться постоянного значения «R», чтобы получить переменный ток в соединительной цепи / устройстве. В левой части изображения показана принципиальная схема конфигурации реостата, а в правой части показано практическое подключение для этой конфигурации.

Потенциометр vs.Реостат: практическое применение

Потенциометр обеспечивает изменение напряжения на выходных клеммах и используется в электроэнергетике для управления скоростью машин постоянного тока. Он также находит свое применение в звуковом оборудовании для управления звуком. Согласование частот на старых радиоприемниках использовало повторяющиеся принципы обеих этих конфигураций.

Завершая приведенное выше обсуждение, в двух словах, можно подвести итоги:

Потенциометр и реостат — это две конфигурации, которые можно использовать в электронных схемах и компонентах для достижения переменных значений напряжения и тока.

Автор: Гузель Санс получил степень бакалавра в области электроэнергетики. Сферы его интересов — ВЧ моделирование, защита энергосистем и проектирование электроники. Он любит программировать JS, CSS и играть с HTML5 в часы досуга. Он является основателем онлайн-инструмента «Электрические калькуляторы». Любимое программное обеспечение: MATLAB.

Для чего нужен реостат? — Easierwithpractice.com

Для чего нужен реостат?

Реостат, регулируемый резистор, используемый в приложениях, требующих регулировки тока или изменения сопротивления в электрической цепи.Реостат может регулировать характеристики генератора, тусклый свет, а также запускать или контролировать скорость двигателей.

Что такое резистор реостат?

Реостат — это переменный резистор, который используется для регулирования тока. Они могут изменять сопротивление в цепи без прерывания. Конструкция очень похожа на конструкцию потенциометров. Поэтому они в основном сконструированы как резисторы с проволочной обмоткой.

Что такое реостат и как он работает?

Реостат — это тип переменного резистора, сопротивление которого можно изменять, чтобы изменить величину тока, протекающего через цепь.Некоторые реостаты имеют три вывода, как и потенциометр, хотя используются только два вывода (используются только один из двух фиксированных выводов и подвижный вывод).

Как найти сопротивление неизвестного резистора?

Просто найдите напряжение известного резистора с помощью омметра и используйте закон Ома (i = v / r), чтобы получить ток, затем используйте ток с неизвестным напряжением r и законом Ома, чтобы получить сопротивление.

Как найти неизвестное сопротивление?

Каждый раз вы можете рассчитать неизвестное сопротивление по формуле: неизвестное сопротивление (a) = известное сопротивление (b) * L / M.Значение оказалось одинаковым для всех значений известного сопротивления.

Что такое неизвестное сопротивление?

Ваше неизвестное сопротивление. между точками D и B обозначено падение напряжения на гальванометре. Теперь замените переменный резистор R2 и настраивайте его, пока гальванометр не покажет нулевое отклонение. Как только гальванометр показывает нулевое отклонение, значение R2 записывается, и, следовательно, неизвестное сопротивление можно узнать с помощью формулы.

Какое значение неизвестного сопротивления R?

⟹R = 2080 × 55 = 220 Ом

Как найти неизвестный ток?

Посмотрите на нижний узел.Один усилитель входит, шесть уходит, поэтому неизвестный ток должен составлять пять ампер. Чтобы вычислить значение R, рассчитайте падение напряжения на среднем резисторе, добавьте его к 18 вольт, и у вас есть вольт на резисторе R, и вы знаете ток.

Какие знаки плюс и минус в Kvl?

Наше соглашение о знаках для применения знаков к полярностям напряжения в наших уравнениях KVL будет следующим: при прохождении контура, если положительный вывод разности напряжений встречается перед отрицательным выводом, разность напряжений будет интерпретироваться как положительная в Уравнение КВЛ.

Что такое уравнение KCL?

Согласно закону Кирхгофа по току (KCL), сумма всех токов, входящих в узел, равна сумме всех токов, выходящих из него. Текущий IR1 в этой модели делится на два — IR2 и IR3 — и, таким образом, равен их сумме: IR1 — IR2 — IR3 = 0. Другими словами, IR1 = IR2 + IR3.

Как доказать KCL?

KCL утверждает, что сумма всех токов в узле должна равняться нулю. Это проиллюстрировано на рисунке 2. В случае KCL соглашение о пассивных знаках касается направления токов по отношению к узлу.Входящие в узел токи должны иметь знаки, противоположные выходящим из узла.

Где используются KVL и KCL?

Если у вас есть цепь с N неизвестными напряжениями, то KVL, KCL и закон Ома можно использовать для написания набора N уравнений с N неизвестными напряжениями в них.

Что вы подразумеваете под KCL?

Закон Кирхгофа о течениях, часто сокращаемый до KCL, гласит, что «алгебраическая сумма всех токов, входящих и выходящих из узла, должна равняться нулю». Этот закон используется для описания того, как заряд входит и покидает точку соединения или узел провода.

Что такое пример KCL?

Его текущий закон гласит, что для параллельного пути полный ток, входящий в соединение цепи, в точности равен полному току, выходящему из того же соединения. Давайте посмотрим на простой пример текущего закона Кирхгофа (KCL), примененного к единственному стыку.

Какая польза от KCl?

Хлорид калия (KCl) — водорастворимое соединение, которое обычно используется для предотвращения или лечения тяжелой потери калия (гипокалиемии) или тяжелой потери калия различной этиологии.Важно уменьшить эффекты KCl при одновременном продлении его действия с помощью подходящей лекарственной формы с замедленным высвобождением.

В чем разница между KVL и KCL?

Текущий закон Кирхгофа (KCL) и закон напряжения Кирхгофа (KVL) Как уже упоминалось, существует два закона Кирхгофа, а именно KCL и KVL. KCL отвечает за протекание тока, а KVL — за падение напряжения в замкнутой сети.

Как еще называют KVL и KCL?

Эти два правила широко известны как: Законы Кирхгофа цепи с одним из законов Кирхгофа, касающихся тока, протекающего по замкнутой цепи, Закон Кирхгофа, (KCL), в то время как другой закон касается источников напряжения, присутствующих в замкнутой цепи, Кирхгофа. Закон напряжения, (KVL).

В чем важность KVL и KCL?

KVL и KCL помогают найти аналогичное электрическое сопротивление и импедансы сложной системы. Он также определяет ток, протекающий через каждую ветвь сети.

Как вы рассчитываете KVL и KCL?

Ток через каждую независимую петлю передается за счет применения KVL (каждая петля) и тока в любом элементе схемы путем подсчета всего тока (применимо в методе тока петли). Ток через каждую ветвь передается за счет применения KCL (каждый переход) KVL в каждом контуре цепи (применимо в методе тока контура).

Что такое KCL и KVL, объясните на примере?

KVL утверждает, что алгебраическая сумма напряжения в узле замкнутой цепи равна нулю. Закон KCL гласит, что в замкнутой цепи входящий ток в узле равен току, выходящему из узла. Для таких расчетов мы можем использовать KVL и KCL.

Какая теорема подчиняется KVL и KCL?

Теорема Теллегена

Каковы 3 закона Кирхгофа?

Рисунок 3.6: Три условия, которые приводят к трем законам Кирхгофа для создания непрерывного спектра поглощения и излучения.

Что такое правовое государство Кирхгофа?

Текущий закон Кирхгофа (KCL) Закон гласит, что величина тока, протекающего в узел, равна сумме токов, вытекающих из него.

Каковы два правила Кирхгофа?

Первое правило Кирхгофа — правило соединения. Сумма всех токов, входящих в переход, должна равняться сумме всех токов, выходящих из перехода. Второе правило Кирхгофа — правило петли. Алгебраическая сумма изменений потенциала вокруг любого замкнутого контура (контура) должна быть равна нулю.

Применимы ли законы Кирхгофа к переменному или постоянному току?

Законы Кирхгофа применимы как для цепей постоянного, так и переменного тока. Их можно точно использовать для цепей постоянного и низкочастотного переменного тока. Однако в случае переменного тока суммирование тока должно производиться в векторной форме или с использованием мгновенного значения для компонентов переменного тока схемы.

Действует ли KCL для переменного тока?

2 ответа. Строго говоря, законы Кирхгофа для цепей переменного тока не действуют. Однако их часто бывает достаточно для инженерных работ.Это, в свою очередь, означает, что изменение тока вызывает изменение магнитного поля, которое проявляется в электрическом потенциале.

Почему используется закон Кирхгофа?

Законы Кирхгофа используются, чтобы помочь нам понять, как ток и напряжение работают в цепи. Их также можно использовать для анализа сложных схем, которые нельзя свести к одному эквивалентному сопротивлению, используя то, что вы уже знаете о последовательных и параллельных резисторах.

Можно ли использовать закон Кирхгофа в цепи переменного тока?

Законы Кирхгофа можно также использовать при анализе электрических цепей переменного тока. С помощью базовых KVL и KCL от цепи постоянного тока мы можем модифицировать эти два, чтобы использовать их для синусоидальной электрической цепи.

Строительство, работа, подключение и применение

Все мы, должно быть, были свидетелями и использовали цилиндрическое устройство, называемое реостатом, во время проведения экспериментов в лаборатории физики. Но мы никогда особо не вдавались в подробности его технических деталей.

Реостат — это тип переменного резистора, сопротивление которого можно изменять для изменения количества электрического тока, протекающего через электрическую цепь.Обычно доступные резисторы имеют фиксированное значение и используются для ограничения меньших значений электрического тока. Реостат используется для изменения более высоких значений электрического тока.

Краткая история

В девятнадцатом веке сэр Чарльз Уитстон изобрел реостат, используя длинную трубку со спиральными проводами вокруг нее и регулируемый ползунок. Слово реостат состоит из двух слов («рео» означает поток тока по-гречески и «стат» означает стационарный инструмент).При включении в электрическую цепь поток электричества изменялся через две клеммы: одна клемма рядом со скользящим контактом, а другая подключенная около дна.

Строительство

Современный реостат мало чем отличается от своей более ранней версии. Длинная цилиндрическая конструкция с керамическим сердечником имеет плотно намотанную на них нихромовую проволоку. Керамический сердечник действует как изолирующий материал для выделяемого тепла.

Подобно потенциометру, реостат имеет три клеммы, из которых используются только две.Вверху присутствует ползунок, который может свободно перемещаться и контактирует с ранеными проводами.

Принцип работы

Реостат основан на законе Ома, который определяется по формуле:

R = V / I

где R = сопротивление
V = напряжение
I = ток

Из приведенного выше закона видно, что сопротивление обратно пропорционально току. Это означает, что увеличение сопротивления уменьшает ток и наоборот.

Также по следующей формуле:

R = ρL / A

где R = сопротивление
ρ = удельное сопротивление
L = длина
A = площадь поперечного сечения

сопротивление прямо пропорционально длине.Следовательно, сопротивление увеличивается с увеличением длины провода (т. Е. Количества витков).

Подключения

Как указывалось ранее, из трех выводов реостата используются только два.

Изображение предоставлено: www.physics-and-radio-electronics.com

На приведенной выше диаграмме показано, как выполняются соединения в реостате при его включении в электрическую цепь. Один конец провода, от которого ток поступает в устройство, подключается к нижнему левому выводу (вывод A). Перемещая стеклоочиститель / ползунок, сопротивление может быть увеличено или уменьшено.Затем этот переменный ток течет через верхний правый вывод (вывод B) дальше в электрическую цепь.

Стеклоочиститель / ползунок, находящийся рядом с выводом A, указывает на низкое сопротивление, тогда как оно увеличивается при приближении к выводу B.

Если мы используем клеммы B и C, минимальное сопротивление достигается, когда мы перемещаем стеклоочиститель / ползунок близко к клемме B, потому что длина резистивного пути теперь уменьшается. Это приводит к протеканию большого количества электрического тока. Когда стеклоочиститель / ползунок перемещается к клемме A, максимальное сопротивление достигается по мере увеличения длины резистивного пути.Следовательно, большой поток электрического тока ограничивается.

Реостат в международном масштабе обозначается следующим символом:

Приложения

Реостат обычно используется в приложениях, где требуется высокое напряжение или ток, например:

  • Изменение силы света лампочки. Увеличение сопротивления реостата уменьшает протекание электрического тока, что приводит к затемнению света и наоборот.
  • Генераторы
  • Скорость двигателя
  • Контроль температуры нагревателя и духового шкафа
  • Регулятор громкости

Типы реостатов

Линейный: Он имеет цилиндрическую форму, в которой грязесъемник или ползунок движется линейно.Имеет линейный резистивный путь. Они в основном используются в лабораториях для обучения и экспериментов.

Поворотный: Имеет поворотный резистивный путь. В этом случае очиститель или ползун установлен на валу и вращается, вращаясь более чем на 3⁄4 круга. Они в основном используются в энергетических приложениях.

Предустановка: Они маленькие по размеру и представляют собой не что иное, как небольшой реостат. Триммеры или предустановленные реостаты используются в печатной плате для калибровки.

Реостат в сравнении с потенциометром

Хотя оба они служат для изменения степени сопротивления, у них есть определенные различия.

Реостат Потенциометр
2-полюсное устройство; два терминала, используемые для работы 3-х полюсное устройство; три терминала, используемые для работы
Не может использоваться как потенциометр Может использоваться как реостат
Изменяет текущий Изменяет напряжение

Эта статья была впервые опубликована 30 декабря 2020 года и обновлена ​​8 сентября 2021 года.

Что такое переменный резистор?

Переменные резисторы — это резисторы, которые изменяют сопротивление от нуля до определенного максимального значения. Они обычно используются в качестве регуляторов громкости и регуляторов напряжения.

Переменные резисторы можно разделить на три типа:

  • Потенциометры
  • Реостаты
  • Цифровые потенциометры

Символы для переменных резисторов Потенциометр
Реостат
Предустановленный резистор

Потенциометр с

Потенциометры используются для изменения сопротивления в цепи путем поворота поворотной ручки. Потенциометры имеют три контакта. Между двумя боковыми штырями проложена полоса из резистивного материала, который создает сопротивление. Средний штифт — дворник. Это соединение стеклоочистителя находится где-то на полосе между двумя концами. Вы можете переместить точку соединения скребка с резистивным материалом, поворачивая вал потенциометра. При перемещении дворника влево сопротивление между средним штифтом и левым штифтом уменьшается. Затем сопротивление между средним штифтом и правым штифтом увеличивается при перемещении дворника влево.

Типы потенциометров
  1. Поворотные потенциометры — самый распространенный вид потенциометров. Они используют поворотную ручку для перемещения скребка вокруг резистивного материала.
  2. Линейные потенциометры — состоят из линейного ползунка, который контролирует положение скребка вдоль резистивного материала.

Потенциометры как делители напряжения

Делитель напряжения — это простая схема, которая может использоваться для понижения напряжения в цепи. Выходное напряжение зависит от соотношения двух последовательно соединенных резисторов. Выходное напряжение берется из точки между двумя резисторами. Чтобы рассчитать выходное напряжение делителя напряжения, используйте уравнение делителя напряжения ниже:

R1 — резистор, ближайший к входному напряжению, R 2 — резистор, ближайший к земле, V в — входное напряжение, а V out — выходное напряжение.

Потенциометры — это просто регулируемые делители напряжения.


Схема потенциометра

Внутри потенциометра находится единственный резистор и стеклоочиститель, который разрезает резистор на две части и перемещается для регулировки соотношения между обеими половинами. Внешне обычно есть три контакта: два контакта подключаются к каждому концу резистора, а третий подключается к дворнику потенциометра. Если два внешних контакта подключены к напряжению, выход (V из на среднем контакте) будет имитировать делитель напряжения. Если потенциометр полностью повернется в одном направлении, напряжение может быть нулевым.И если он поворачивается на другую сторону, выходное напряжение приближается к входному, а дворник в среднем положении означает, что выходное напряжение будет половиной входного.

Подключение потенциометра
  1. Начните с определения трех клемм на потенциометре. Расположите его валом вверх и тремя выводами к себе. В этом положении вы можете легко идентифицировать клеммы слева направо как клеммы 1, 2 и 3. Заземлите первую клемму потенциометра.
  2. В этом приложении клемма 1 обеспечивает заземление. Для этого припаяйте оба конца провода к клемме и шасси электрического компонента соответственно. Отмерьте и отрежьте длину провода, необходимого для подключения клеммы к удобному месту на шасси, и припаяйте оба конца провода к клемме и к шасси компонента. Это заземлит потенциометр. И его можно повернуть до нуля в минимальном положении.
  3. Подключите вторую клемму к выходу схемы, чтобы создать вход потенциометра. К нему должна подключаться входная линия схемы. Припаиваем это соединение так же, как и предыдущее.
  4. Подключите клемму 3 к входу схемы, поскольку клемма 3 является выходом потенциометра. Припаиваем провод так же, как в первых 2-х выводах.
  5. После подключения проверьте с помощью вольтметра. Подключите выводы вольтметра к входным и выходным клеммам потенциометра и включите вал. Поворачивая вал по часовой стрелке или против часовой стрелки, можно настроить сигнал на вашем устройстве.

Пример схемы светорегулятора с использованием потенциометра и полевого МОП-транзистора

Цифровые Потенциометры

Цифровой потенциометр — это тип переменного резистора, который использует цифровые сигналы вместо механического движения для изменения своего сопротивления. Цифровые потенциометры изменяют сопротивление дискретными шагами в зависимости от посылаемого на него цифрового сигнала. Они отлично подходят для сред, где вибрация, пыль или влага могут забить вал механического потенциометра.

Вот несколько цифровых потенциометров, которые нравятся любителям электроники:

Каждый из следующих цифровых потенциометров от Renesas Electronics имеет 100 различных точек сопротивления, работает от 5 В и управляется трехпроводным последовательным интерфейсом:

Семейство цифровых потенциометров MPC41 / 42 от Microchip также довольно распространено:

  • MCP4131 — 129 точек сопротивления, доступные в диапазонах 5 кОм, 10 кОм, 50 кОм и 100 кОм, рабочее напряжение 1.От 8 В до 5,5 В, управление с помощью SPI
  • MCP42010 — 256 точек сопротивления, доступные в диапазонах 10 кОм, 50 кОм и 100 кОм, рабочее напряжение от 2,7 В до 5,5 В, управление с помощью SPI

На показанном рисунке реостат работает как требуемый диапазон, класс 12, физика CBSE

Подсказка: Вспомните различные применения реостата. Посмотрите, можете ли вы определить, какое из этих приложений используется на данном рисунке. Если нет, попробуйте подумать, как работает реостат. Также необходимо понять, какие изменения происходят в цепи при настройке жокея реостата.

Полный пошаговый ответ:
Мы знаем, что реостат в основном представляет собой переменный резистор, то есть его сопротивление может быть изменено, что в дальнейшем приводит к изменению величины тока, протекающего по цепи. Само название компонента происходит от двух греческих слов «rheos» и «statis», которые вместе означают текущее управляющее устройство. У них есть не более трех выводов, как у потенциометра.Однако используются только два из этих терминалов. В их конструкции используются резисторы с проволочной обмоткой, поскольку они должны пропускать значительный ток. Обычно он представлен одним из следующих символов:

Реостаты

могут использоваться как делитель напряжения, так и как регулятор тока. Если вы хотите определить, действует ли реостат как делитель напряжения или регулятор тока, с первого взгляда на схему, вы можете посмотреть, как подключен выходной источник. Если выходной источник подключен последовательно с реостатом, реостат там действует как регулятор тока, вместо этого, если выходной источник подключен параллельно реостату, вы можете быть уверены, что реостат там действует как делитель напряжения. Итак, из рисунка очень ясно, что реостат действует как делитель напряжения в цепи, поскольку выходной источник параллелен ему.
Давайте лучше разберемся в работе реостата как делителя напряжения. Для этого воспользуемся цилиндрическим резистором 12 Ом на батарее 24 В.


Когда выходной источник подключен через X и Z, закон Ома определяется выражением
$ V = IR $
$ V = I \ left (\ rho \ dfrac {L} {A} \ right) $
$ \ Rightarrow I = \ dfrac {VA} {\ rho L} $ …………………… (1)
Где ρ — удельное сопротивление.
Теперь, если жокей был перемещен из X в Z, выходное напряжение будет $ {{V} _ {0}} $, которое задается следующим образом:
$ {{V} _ {0}} = I \ left (\ rho \ dfrac {L ‘} {A} \ right) $ ……………………… (2)
Ток в последовательной цепи остается неизменным повсюду, и, следовательно, даже когда жокей перемещается, ток остается тем же I.
Подставляя (1) в (2),
$ {{V} _ {0}} = \ left (\ dfrac {VA} {\ rho L} \ right) \ left (\ dfrac {\ rho L ‘} { A} \ right) $
$ \ Rightarrow {{V} _ {0}} = V \ dfrac {L ‘} {L} $
$ \ Rightarrow {{V} _ {0}} \ propto L’ $
Следовательно, мы понимаем, что выходное напряжение прямо пропорционально длине, поэтому мы можем изменять напряжение от 0 В до 24 В, просто изменяя положение жокея (то есть изменяя длину).
Итак, подведем итоги всех вышеперечисленных фактов. Изменяя сопротивление, реостат регулирует напряжение.Поскольку при параллельном подключении напряжение остается равным, изменение положения жокея может изменить выходное напряжение. Также обратите внимание, что выходной источник должен быть параллелен реостату.
Следовательно, на данном рисунке реостат работает как делитель напряжения, поскольку выходной источник параллелен реостату.
Итак, правильный ответ — «Вариант А».

Примечание: Мы знаем, что реостат также используется в качестве регулятора тока, и для регулирования тока мы должны убедиться, что выходной источник подключен последовательно с реостатом. Таким образом, по мере того, как мы перемещаем жокей, ток увеличивается в зависимости от длины проводника, по которому течет ток. Некоторые из приложений предназначены для регулировки скорости вращения вентилятора, температуры нагревателя и яркости лампы накаливания.

Советы по оптимизации освещения микроскопа

При настройке составного микроскопа важно оптимизировать освещение для получения четких и четких изображений. При настройке освещения микроскопа следует учитывать четыре области.

# 1 — Реостат микроскопа

Регулятор реостата микроскопа находится сбоку на корпусе составного микроскопа. Обычно это ручка, которую поворачивают по часовой стрелке, чтобы увеличить интенсивность света, или против часовой стрелки, чтобы уменьшить свет. На изображении слева показан регулятор реостата цифрового микроскопа Zeiss Primostar, обведенный красным. Некоторые микроскопы имеют утопленный циферблат, который вращается вправо для увеличения интенсивности и влево для уменьшения интенсивности света.

# 2 — Использование светофильтра

В зависимости от типа освещения, который имеет ваш составной микроскоп, вам может потребоваться фильтр балансировки дневного света. Это синий фильтр, и он обычно находится непосредственно наверху осветителя или в держателе фильтра над источником света. Если ваш микроскоп имеет вольфрамовую или галогеновую подсветку, фильтр балансировки дневного света скорректирует цветовую температуру и приведет к лучшему качеству изображения (и лучшему цветному изображению). Если у вас есть светодиодный микроскоп, этот синий фильтр не понадобится.Микроскопы со светодиодной подсветкой имеют уже высокую цветовую температуру, и ее не нужно регулировать. На изображении ниже показано, как может выглядеть ваше микроскопическое изображение, если у вас есть вольфрамовый или галогенный микроскоп и не используется фильтр балансировки дневного света (слева), по сравнению с тем, как оно будет выглядеть, если вы используете фильтр балансировки дневного света (справа).

# 3 — Регулировка апертурной диафрагмы

Под столиком микроскопа находится конденсор микроскопа.Конденсор имеет ирисовую диафрагму (также известную как апертурная диафрагма), которую можно регулировать в соответствии с числовой апертурой (NA) линзы объектива. ЧА обычно указывается на боковой стороне каждой линзы объектива. Большинство конденсаторов имеют шкалу с похожими цифрами на них, а также рычаг или ползунок для регулировки диафрагмы. Если на ваших линзах объективов нет NA, ниже приведены некоторые рекомендации по настройке апертурной диафрагмы для каждой линзы объектива.

  • Объектив с 4-кратным увеличением = Диафрагма диафрагмы должна быть почти закрыта до 1/8 открытия.
  • Объектив с 10-кратным увеличением = Диафрагма диафрагмы должна быть открыта на 1/8 — 1/4.
  • Объектив 40x = Апертура диафрагмы должна быть где-то между 1/4 — 1/2 открытия.
  • Объектив 100x = Диафрагма диафрагмы должна быть открыта на 1/2 — 3/4.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.