Обозначение реостата на схеме: Условное обозначение реостата на схеме — Мир Антенн

Содержание

Условное обозначение реостата на схеме

Резистор (англ. resistor от лат. resisto — сопротивляюсь) —один из самых распространенных радиоэлементов. Даже в простом транзисторном приемнике число резисторов достигает нескольких десятков, а в современном теле-иизоре их не менее двух-трех сотен.

Резисторы используют в качестве нагрузочных и токоограничительных элементов, делителей напряжения, добавочных сопротивлений и шунтов в измерительных цепях и т. д.

Основным параметром резистора является сопротивление, характеризующее его способность препятствовать протеканию электрического тока. Сопротивление измеряется в омах, килоомах (тысяча Ом) и мегаомах (1 000000 Ом).

Постоянные резисторы

Вначале резисторы изображали на схемах в виде ломаной линии — меандра (рис. 1,а, б), которая обозначала высокоомный прокол, намотанный на изоляционный каркас. По мере усложнения радиоприборов число резисторов в них увеличивалось, и, чтобы облегчить начертание, их с шли изображать на схемах в виде зубчатой линии (рис. 1,в).

На смену этому символу пришел символ в виде прямоугольника (рис. 1,г), который стали применять для обозначения любого резистора, независимо от его конструкции и особенностей.

Рис. 1. Постойнные резисторы и их обозначение.

Постоянные резисторы могут иметь один или несколько отводов от резистивного элемента. На условном обозначении такого резиетора дополнительные выводы изображают в том же порядке, как это имеет место в самом резисторе (рис. 2). При большом числе отводов длину символа допускается увеличивать.

Рис. 2. Постоянные резисторы с отводами – обозначение.

Сопротивление постоянного резистора, как говорит само название, изменить невозможно. Поэтому, если в цепи требуется установить определенный ток или напряжение, то для этого приходится подбирать отдельные элементы цепи, которыми часто являются резисторы. Возле символов этих элементов на схемах ставят звездочку * — знак, говорящий о необходимости их подбора при настройке или регулировке.

Обозначение сопротивления резисторов

Нимннальную мощность рассеяния резистора (от 0,05 до 5 Вт) обозначают специальными знаками, помещаемыми внутри символа (рис. 3). Заметим, мм ни таки не должны касаться контура условного обозначения резистора.

Рис. 3. Обозначение мощности резисторов.

На принципиальной схеме номинальное сопротивление резистора указывают рядом с условным обозначением (рис. 4). Согласно ГОСТ 2.702—7S сопротивлении от 0 до 999 Ом указывают числом без единицы измерения (2,2; 33, 120. ), от 1 до 999 кОм — числом с бумвой к (47 к, 220 к, 910к и т. д.),свыше 1 мегаома — числом с буквой М (1 М, 3,6М и т. д.).

Рис. 4. Обозначение сопротивления для резисторов на схемах.

На резисторах отечественного производства номинальное сопротивление, допускаемое отклонение от него, а если позволяют размеры, и номинальную мощность рассеяния указывают в виде полного или сокращенного (кодированного) обозначения.

Согласно ГОСТ 11076—69 единицы сопротивления в кодированной системе обозначают буквами Е (ом), К (килоом) и М (мегаом). Так, резисторы сопротивлением 47 Ом маркируют 47Е, 75 Ом —75Е, 12 кОм — 12К, 82 кОм —82К и т. д.

Сопротивления от 100 до 1000 Ом и от 100 до 1000 кОм выражают в долях килоома и мегаома соответственно, причем на месте нуля и запятой ставят соответствующую единицу измерения:

180 Ом = 0,18 кОм = К18;
910 Ом = 0,91 кОм = К91;
150 к0м = 0,15 МОм = М15;
680 к0м = 0,68 МОм = М68 и т. д.

Если же номинальное сопротивление выражено целым числом с дробью, то единицу измерения ставят на месте запятой: 2,2 Ом — 2Е2; 5,1 кОм —5К1; 3,3 МОм — ЗМЗ и т. д.

Кодированные буквенные обозначения установлены и для допускаемых отклонений сопротивления от номинального. Допускаемому отклонению ±1% -соответствует буква Р, ±2%—Л, ±5%—И, ±10% —С, ±20%—В. Таким образом, надпись на корпусе резистора К75И обозначает номинальное сопротивление 750 Ом с допускаемым отклонением ±5%; надпись МЗЗВ — 330 кОм ±20% и т. д.

Переменные резисторы

Переменные резисторы, как правило, имеют минимум три вывода: от концов токопроводящего элемента и от щеточного контакта, который может перемещаться по нему. С целью уменьшения размеров и упрощения конструкции токопроводящий элемент обычно выполняют в виде незамкнутого кольца, а щеточный контакт закрепляют на валике, ось которого проходит через его центр.

Таким образом, при вращении валика контакт перемещается по поверхности токопроводящего элемента, в результате сопротивление между ним и крайними выводами изменяется.

В непроволочных переменных резисторах обладающий сопротивлением то-копроводящий слой нанесен на подковообразную пластинку из гетинакса или текстолита (резисторы СП, СПЗ-4) или впрессован в дугообразную канавку керамического основания (резисторы СПО).

В проволочных резисторах сопротивление создается высокоомным проводом, намотанным в один слой на кольцеобразном каркасе. Для надежного соединения между обмоткой и подвижным контактом провод зачищают на глубину до четверти его диаметра, а в некоторых случаях и полируют.

Существуют две схемы включения переменных резисторов в электрическую цепь. В одном случае их используют для регулирования тока в цепи, и тогда регулируемый резистор называют реостатом, в другом — для регулирования напряжения, тогда его называют потенциометром. Показанное на рис. 5 условное графическое обозначение используют, когда необходимо изобразить реостат в общем виде.

Для регулирования тока в цепи переменный резистор можно включить диумя выводами: от щеточного контакта и одного из концов токопроводящего элемента (рис. 6,а). Однако такое включение не всегда допустимо.

Рис. 5. Реостаты и переменные резисторы – условное обозначение.

Если, например, в процессе регулирования случайно нарушится соединение щеточного контакта с токопроводящим элементом, электрическая цепь ока-1 жется разомкнутой, а это может явиться причиной повреждения при

бора. Чтобы исключить такую возможность, второй вывод токопроводящего элемента соединяют с выводом щеточного контакта (рис. 6,б). В этом случае даже при нарушении соединения электрическая цепь не будет разомкнута.

Общее обозначение потенциометра (рис. 6,в) отличается от символа реостата без разрыва цепи только отсутствием соединения выводов между собой.

Рис. 6. Обозначение потенциометра на принципиальных схемах.

К переменным резисторам, применяемым в радиоэлектронной аппаратуре, часто предъявляются требования по характеру изменения сопротивления при повороте их оси.

Так, для регулирования громкости в звуковоспроизводящей аппаратуре необходимо, чтобы сопротивление между выводом щеточного контакта и правым (если смотреть со стороны этого контакта) выводом токопроводящего элемента изменялось по показательному (обратному логарифмическому) закону.

Только в этом случае наше ухо воспринимает равномерное увеличение громкости при малых и больших уровнях сигнала. В измерительных генераторах сигналов звуковой частоты, где в качестве частотозадающих элементов часто используют переменные резисторы, также желательно, чтобы их сопротивление изменялось по логарифмическому или показательному закону.

Если это условие не выполнить, шкала генератора получается неравномерной, что затрудняет точную установку частоты.

Промышленность выпускает непроволочные переменные резисторы, в основном, трех групп:

А — с линейной,
Б — с логарифмической,
В — с обратно-логарифмической зависимостью сопротивления между правым и средним выводами от угла поворота оси ф (рис. 47,а).

Резисторы группы А используют в радиотехнике наиболее широко, поэтому характеристику изменения их сопротивления на схемах обычно не указывают. Если же переменный резистор нелинейный (например, логарифмический) и это необходимо указать на схеме, символ резистора перечеркивают знаком нелинейного регулирования, возле которого (внизу) помещают соответствующую математическую запись закона изменения.

Рис. 7. Переменный резистор с обратно-логарифмической зависимостью сопротивления.

Резисторы групп Б и В конструктивно отличаются от резисторов группы А только токопроводящим элементом: на подковку таких резисторов наносят токопроводящий слой с удельным сопротивлением, меняющимся по ее длине. В проволочных резисторах форму каркаса выбирают такой, чтобы длина витка высокоомного провода менялась по соответствующему закону (рис. 7,6).

Регулируемые резисторы

Регулируемые резисторы – резисторы, сопротивление которых можно изменять в определенных пределах, применяют в качестве регуляторов усиления, громкости, тембра и т. д. Общее обозначение такого резистора состоит из базового символа и знака регулирования, причем независимо от положения символа на схеме стрелку, обозначающую регулирование, проводят в направлении снизу вверх под углом 45 градусов.

Регулируемые резисторы имеют относительно невысокую надежность и ограниченный срок службы. Кому из владельцев радиоприемника или магнитофона не приходилось после двух-трех лет эксплуатации слышать шорохи п треоки из громкоговорителя при регулировании громкости.

Причина этого неприятного явления — в нарушении контакта щетки с токопроводящим слоем или износ последнего. Поэтому, если основным требованием к переменному резистору является повышенная надежность, применяют резисторы со ступенчатым регулированием.

Такой резистор может быть выполнен на базе переключателя на несколько положений, к контактам которого подключены ре-, зисторы постоянного сопротивления. На схемах эти подробности не показывают, ограничиваясь изображением символа регулируемого резистора со знаком ступенчатого регулирования, а если необходимо, указывают и число ступеней (рис. 8).

Рис. 8. Изображение символа регулируемого резистора со знаком ступенчатого регулирования.

Некоторые переменные резисторы изготовляют с одним, двумя и даже с тремя отводами. Такие резисторы применяют, например, в тонкомпенсиро-ванных регуляторах громкости, используемых в высококачественной звуковоспроизводящей аппаратуре. Отводы изображают в виде линий, отходящих от длинной стороны основного символа (рис. 9).

Рис. 9. Обозначение переменного резистора с отводами.

Для регулирования громкости, тембра, уровня записи в стереофонической аппаратуре, частоты в измерительных генераторах сигналов и т. д. применяют сдвоенные переменные резисторы, сопротивления которых изменяются одновременно при повороте общей оси (или перемещении движка). На схемах символы входящих в них резисторов стараются расположить возможно ближе друг к другу, а механическую связь показывают либо двумя сплошными линиями, либо одной штриховой (рис. 10,а).

Рис. 10. Внешний вид и обозначение блоков с переменными резисторами.

Если же сделать этого не удается, т. е. символы резисторов оказываются на большом удалении один от другого, механическую связь изображают отрезками штриховой линии (рис. 10,6). Принадлежность резисторов к одному сдвоенному блоку показывают в этом случае и в позиционном обозначении (R1.1—первый — по схеме — резистор сдвоенного переменного резистора R1, R1.2 — второй).

Встречаются и такие сдвоенные переменные резисторы, в которых каждым резистором можно управлять отдельно (ось одного проходит внутри трубчатой оси другого). Механической связи, обеспечивающей одновременное изменение сопротивлений обоих резисторов, в этом случае нет, поэтому и на схемах ее не показывают (принадлежность к сдвоенному резистору указывают только в позиционном обозначении).

В бытовой радиоаппаратуре часто применяют переменные резисторы, объединенные с одним или двумя выключателями. Символы их контактов размещают на схемах рядом с обозначением переменного резистора и соединяют штриховой линией с жирной точкой, которую изображают с той стороны прямоугольника, при перемещении к которой узел щеточного контакта (движок) воздействует на выключатель (рис. 11,а).

Рис. 11. Обозначение переменного резистора совмещенного с переключателем.

При этом имеется в виду, что контакты замыкаются при движении от точки, а размыкаются при движении к ней. В случае, если символы резистора и выключателя удалены один от другого, механическую связь показывают отрезками штриховых линий (рис. 11,6).

Подстроечные резисторы

Подстроечные резисторы — разновидность переменных. Узел щеточного контакта таких резисторов приспособлен для управления отверткой. Условное обозначение подстроечного резистора (рис. 12) наглядно отражает его назначение: это, по сути, постоянный резистор с отводом, положение которого можно изменять.

Рис. 12. Внешний вид и обозначение подстроечных резисторов.

Общее обозначение подстроечного резистора отличается тем, что вместо знака регулирования использован знак подстроечного регулирования.

Нелинейные резисторы

В радиотехнике, электронике и автоматике находят применение нелинейные саморегулирующиеся резисторы, изменяющие свое сопротивление поя действием внешних электричеоких или неэлектрических факторов: угольные столбы, варисторы, терморезисторы и tj д.

Угольный столб, представляющий собой пакет угольных шайб, изменяет свое сопротивление под действием механического усилия.

Рис. 13. Вид и обозначение нелинейных саморегулирующихся резисторов.

Для сжатия шайб обычно используют электромагнит. Изменяя напряжение на его обмйтке, можно в больших пределах изменять степень сжатия шайб и, следовательно, сопротивление угольного столба.

Используют такие резисторы в стабилизаторах и регуляторах напряжения. Условное обозначение угольного столба состоит из ба-зовцго символа резистора и знака нелинейного саморегулирования с буквой Р, которая символизирует механическое усилие — давление (рис. 13,а).

Терморезисторы, как говорит само название, характеризуются тем, что их сопротивление изменяется под действием температуры. Токопроводящие элементы этих резисторов изготовляют из полупроводниковых материалов.

Сопротивление терморезистора прямого подогрева изменяется за счет выделяющейся в нем мощности или при изменении температуры окружающей среды, а терморезистора косвенного подогрева — под действием тепла, выделяемого специальным подогревателем.

Зависимость сопротивления терморезисторов от температуры имеет нелинейный характер, поэтому на схемах их изображают в виде нелинейного резистора со знаком температуры —1° (рис. 13,6, в).

Знак температурного коэффициента сопротивления (положительный, если с увеличением температуры сопротивление терморезистора возрастает, и отрицательный, если оно уменьшается) указывают только в том случае, если он отрицательный (рис. 13,в).

В условное обозначение терморезистора косвенного подогрева кроме знака нелинейного регулирования входит символ подогревателя, напоминающий перевернутую латинскую букву U (рис. 13,г).

Нелинейные полупроводниковые резисторы, известные под названием варисторов, изменяют свое сопротивление при изменении приложенного к ним напряжения.

Существуют варисторы, у которых увеличение напряжения всего в 2—3 раза сопровождается уменьшением сопротивления в несколько десятков раз. На схемах их обозначают в виде нелинейного саморегулирующегося резистора с латинской буквой U (напряжение) у излома знака саморегулирования (рис. 13,3).

В системах автоматики широко используют фоторезисторы — полупроводниковые резисторы, изменяющие свое сопротивление под действием света. Условное графическое обозначение такого резистора состоит из базового символа, помещенного в круг (символ корпуса полупроводникового прибора), и знака фотоэлектрического эффекта — двух наклонных параллельных стрелок.

Литература: В.В. Фролов, Язык радиосхем, Москва, 1998.

Резистор (англ. resistor, от лат. resisto—сопротивляюсь) — радиокомпонент, основное назначение которого оказывать активное сопротивление электрическому току. Основные характеристики резистора — номинальное сопротивление и рассеиваемая мощность. Наиболее широко используются постоянные резисторы, реже — переменные, подстроечные, а также резисторы, изменяющие свое сопротивление под действием внешних факторов.

Постоянные резисторы бывают проволочными (из провода с высоким и стабильным удельным сопротивлением) и непроволочными (с резистивным элементом, например, в виде тонкой пленки из оксида металла, пиролитического углерода и т. д.). Однако на схемах их обозначают одинаково — в виде прямоугольника с линиями электрической связи, символизирующими выводы резистора (рис. 1). Это условное графическое обозначение — основа, на которой строятся обозначения всех разновидностей резисторов. Указанные на рис. 1 размеры резисторов установлены ГОСТом и их следует соблюдать при вычерчивании схем.

На схемах рядом с обозначением резистора (по возможности сверху или справа) указывают его условное буквенно-цифровое позиционное обозначение и номинальное сопротивление. Позиционное обозначение состоит из латинской буквы R (Rezisto) и порядкового номера резистора но схеме. Сопротивление от 0 до 999 Ом указывают числом без обозначения единицы измерения (51 Ом —> 51), сопротивления от 1 до 999 кОм — числом со строчной буквой к (100 кОм —> 100 к), сопротивления от 1 до 999 МОм — числом с прописной буквой М (150 МОм —> 150 М).

Если же позиционное обозначение резистора помечено звездочкой (резистор R2* на рис.1), то это означает, что сопротивление указано ориентировочно и при налаживании устройства его необходимо подобрать по определённой методике.

Номинальную рассеиваемую мощность указывают специальными значками внутри условного графического обозначения (рис. 2).

Постоянные резисторы могут иметь отводы от резистивного элемента (рис. 3, а), причем, если необходимо, то символ резистора вытягивают в длину (рис. 3, б).

Переменные резисторы используют для всевозможных регулировок. Как правило, у такого резистора минимум три вывода: два — от резистивного элемента, определяющего номинальное (а практически — максимальное) сопротивление, и один — от переметающегося по нему токосъемника — движка. Последний изображают в виде стрелки, перпендикулярной длинной стороне основного условного графического изображения (рис. 4, а). Для переменных резисторов в реостатном включении допускается использовать условное графическое изображение рис. 4, б. Переменные резисторы с дополнительными отводами обозначаются так, как показано на рис. 4, е. Отводы у переменных резисторов показывают так же, как и у постоянных (см. рис. 3).

Для регулирования громкости, тембра, уровня в стереофонической аппаратуре, частоты в измерительных генераторах сигналов применяют сдвоенные переменные резисторы. На схемах условных графических изображений входящие в них резисторы стараются расположить возможно ближе друг к другу, а механическую связь показывают либо двумя сплошными линиями, либо одной штриховой (рис. 5, а). Если же сделать этого не удается, т. е. символы резисторов оказываются на удалении один от другого, то механическую связь изображают отрезками штриховой линии (рис. 5, б). Принадлежность резисторов к сдвоенному блоку указывают в позиционном обозначении (R2.1 — первый резистор сдвоенного переменного резистора R2, R2.2 — второй).

В бытовой аппаратуре часто применяют переменные резисторы, объединенные с одним или двумя выключателями. Символы их контактов размещают на схемах рядом с условным графическим изображением переменного резистора и соединяют штриховой линией с жирной точкой, которую изображают с той стороны обозначения, при перемещении к которой движок воздействует на выключатель, (рис. 6, а). При этом имеется в виду, что контакты замыкаются при движении от точки, а размыкаются при движении к ней. В случае если обозначение резистора и выключателя на схеме удалены один от другого, механическую связь показывают отрезками штриховых линий (рис. 6, б).

Подстроенные резисторы — это разновидность переменных. Узел перемещения движка таких резисторов чаще всего приспособлен для управления отверткой и не рассчитан на частые регулировки. Обозначение подстроечного резистора (рис. 7) наглядно отражает его назначение: практически это постоянный резистор с отводом, положение которого можно изменять.

Из резисторов, изменяющих свое сопротивление под действием внешних факторов, наиболее часто используют терморезисторы (обозначение RK) и варисторы (RU). Общим для условного графического изображения резисторов этой группы является знак нелинейного саморегулирования в виде наклонной линии с изломом внизу (рис. 8).

Для указания внешних факторов воздействия используют их общепринятые буквенные обозначения: f (температура), U (напряжение) и т. д.

Знак температурного коэффициента сопротивления терморсзисторов указывают только в том случае, если он отрицательный (см. рис. 8, резистор RK2).

Из предыдущих статей мы с вами узнали, что такое резистор, какие виды и типы реристоров выпускаются современной промышленностью. Как выглядят резисторы, вы тоже увидели, теперь рассмотрим обозначение резисторов на схемах или условно-графическое обозначение резисторов (УГО).

Условно-графическое обозначение резисторов на схемах отображается согласно ГОСТа 2.728-74.

На рисунке 1. показано общее обозначение постоянного резистора и приведены размеры, согласно которых резистор наносится на принципиальные схемы.

Рисунок 1. Общее обозначение резистора на схеме.

Над УГО резистора наносится его порядковый номер, латинская буква R показывает на принадлежность к классу резисторов. Под УГО наносится номинальное сопротивление резистора.

Все резисторы имеют значение номинальной мощности рассеяния. Это значение мощности тока на резисторе, при которой он может работать длительное время и не перегреваться (обычно берут в расчет комнатную температуру ?23°).

Обозначение мощности резисторов на схемах показано на рисунке 2.

Рисунок 2. Обозначение мощности резисторов на схеме. а)0,125 Вт; б)0,25 Вт; в)0,5 Вт; г)1 Вт; д)2 Вт; е)5 Вт.

Обозначение переменных резисторов на схемах показано на рисунке 3.

Рисунок 3. Обозначение переменных резисторов на схеме. а)общее обозначение; б)при реостатном включении; в)при неленейном регулировании.

Обозначение педстроечных резисторов на схемах показано на рисунке 4.

Рисунок 4. Обозначение подстроечных резисторов на схеме. а)общее обозначение; б)при реостатном включении; в)переменный с подстройкой.

Приведенные обозначения резисторов на схемах, как уже было сказано соответствуют ГОСТу, однако в настоящее время в летературе (особенно в зарубежной) можно встретить другие обозначения резисторов.

Эти обозначения приведены на рисунке 5.

Рисунок 5. Обозначение резисторов используемое в зарубежной литературе. а)постоянный резистор; б)переменный резистор.

ПОНРАВИЛАСЬ СТАТЬЯ? ПОДЕЛИСЬ С ДРУЗЬЯМИ В СОЦИАЛЬНЫХ СЕТЯХ!

Как на схемах изображают реостат. Реостат и методы его включения

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

Тема: Электромагнитные явления

Урок: Реостаты

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

Рис. 1. Устройство реостата

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

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

Рис. 2. Реостат

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

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

Рис. 3. Изображение реостата

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

Рис. 4. Еще одно изображение реостата

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

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

Рис. 5. Включение реостата в цепь с лампой накаливания

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

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

Рис. 6. Включение резистора в цепь с вольтметром

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

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

Рис. 7. Реостат в защитном кожухе

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

Список литературы

Генденштейн Л.Э, Кайдалов А.Б., Кожевников В.Б. Физика 8 / Под ред. Орлова В.А., Ройзена И.И. — М.: Мнемозина.
Перышкин А.В. Физика 8. — М.: Дрофа, 2010.

Фадеева А.А., Засов А.В., Киселев Д.Ф. Физика 8. — М.: Просвещение.

Центр образования «Технологии обучения» ().
Школьный демонстрационный физический эксперимент ().
Электротехника ().

Домашнее задание

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

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

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

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

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

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

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

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

Стрелками указано как протекает электрический ток через реостат

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

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

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

Теперь самое время перейти от теории к практике!

Часть 1. Регулировка силы тока в лампочке.

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

I=U/R=220 В / 1000 (Ом) = 0, 22 А

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Инструкция

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

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

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

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

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

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

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

Вам понадобится

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

Инструкция

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

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

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

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

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

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

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

Обрати внимание!

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

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

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

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

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

R = ρ ι S .

Из этой формулы можно выразить и другие величины:

ι = RS ρ , S = ρ ι R , ρ = RS ι .

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

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

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

1 Ом ⋅ 1 мм 2 1 м, т.е. Ом ⋅ мм 2 м.

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

Обрати внимание!

Удельное сопротивление с изменением температуры меняется.

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

Обрати внимание!

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

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

Обрати внимание!

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

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

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

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

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

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

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

Итак, любой реостат состоит из нескольких основных частей:

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

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

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

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

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

На электрических схемах реостат обозначен следующим образом:

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

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

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

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

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

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

R реост =U реост /I

Падение напряжения находится по формуле ниже:

U реост =U ист -U потр

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

Что такое резистор, классификация резисторов и их обозначения на схемах

Ремонт — реостат

Ремонт реостата осуществляют чаще всего путем чистки его поверхности мягкой щеткой ( например, зубной), смоченной бензином. Проволока берется диаметром 0 5 мм; развернутая длина проволоки 36004 — 50 мм; длина спирали после намотки вместе с выводами 210 1 мм; длина каждого из двух выводов 20 1 мм.

Ремонт реостатов чаще всего связан с перегоранием элементов сопротивления из-за длительного прохождения тока, тогда как реостаты рассчитаны на кратковременное прохождение тока.

Пусковой металлический реостат с. воздушным охлаждением.

При ремонте реостата проверяют плотность прилегания щеток к контактам и легкость перемещения подвижного контакта по поверхности неподвижных контактов. После продолжительной работы реостата давление между его подвижным и неподвижным контактами, как правило, оказывается недостаточным. Чтобы увеличить давление щеток на контакты, отвертывают стопорный болт прижимного кольца и, прижав с некоторым усилием подвижный контакт к неподвижным, вновь закрепляют кольцо.

В чем состоит ремонт реостатов.

В чем заключается ремонт реостатов.

Пусковой реостат постоянного тока.

При осмотре и ремонте реостатов РШН, РШМ и РП-2200, а также конструктивно и принципиально аналогичных им реостатов других типов удаляют пыль и грязь со всех внутренних деталей аппарата, проверяют состояние зажимных винтов, контактов и контактных соединений.

Резисторы реостатов.

При осмотре и ремонте реостатов РШН, РШМ и РП-2200, а также других типов, конструктивно аналогичных им, удаляют пыль и грязь со всех внутренних деталей аппарата, проверяют состояние зажимных винтов, контактов и контактных соединений.

Резисторы реостатов.

При осмотпе и ремонте реостатов РШН, РШМи РП-2200, а также других типов, конструктивно аналогичных им, удаляют пыль и грязь со всех внутренних деталей аппарата, проверяют состояние зажимных винтов, контактов и контактных соединений. Затем проверяют целость и исправность витков проволочных или ленточных резисторов отсутствие касаний их витков между собой или с соседними резисторами, а также межрезистор-ных соединительных проводов между собой. Поврежденные резисторы ремонтируют или заменяют. При замене сгоревшего резистора на его место устанавливают точно такой же. Зажимные хомутики на вновь установленном резисторе должны быть расположены так же, как на заменяемом. Распределение резисторов по ступеням сохраняют.

Резисторы реостатов.

В состав основных работ по ремонту реостатов входят разборка, ремонт или замена поврежденных резисторов, контактных частей, изолирующих деталей и механизма управления, сборка схемы соединений, сборка и регулировка отремонтированного реостата. Реостаты разбирают так, чтобы не повредить сохранившиеся резисторы, изолирующие детали и контактные устройства, пригодные для повторного использования. Мелкие детали ( гайки, шайбы, винты) необходимо при разборке собрать в отдельную коробку или связать вместе и сохранить.

Выбор — реостат

Выбор реостата для потенциометра производится, как уже указывалось выше, из расчета 0 5 — 1 0 ом на 1 в напряжения питания. По току реостат должен выдерживать длительно нагрузку 1 5 — 2 0 а.

Ползунковый реостат. а — схема включения, б — внешний вид.

Выбор реостата определяется максимальным значением тока в цепи и пределами регулирования. Например, если требуется регулировать ток от 1 до 5 а в цепи, имеющей сопротивление 20 ом ( при напряжении сети 120 в), потребуется реостат, рассчитанный на 5 а и имеющий сопротивление.

Ползунковый реостат.

Выбор реостата определяется максимальным значением силы тока и пределами регулирования.

Регулирование напряжения с помощью потенциометра.| Регулирование напряжения с помощью лабораторного автотрансформатора.

При выборе реостата для использования его в качестве потенциометра необходимо учитывать, что ток, протекающий на участке ВА потенциометра, равен сумме токов: / р, протекающего в реле, и / п, протекающего по потенциометру.

Схема регулирования напряжения с помощью лабораторного автотрансформатора.

При выборе реостата для использования его в качестве потенциометра необходимо руководствоваться следующими соображениями.

При выборе реостатов, помимо мощности двигателя и условий пуска, необходимо иметь данные ротора двигателя и допустимый ток для последнего контакта реостата.

Схема с потенциометром для регулирования малых напряжений.| Регулирование напряжения с помощью лабораторного автотрансформатора.

При выборе реостата, используемого в качестве потенциометра, необходимо учитывать, что ток, проходящий на участке ВА потенциометра, равен сумме токов: / р, проходящего в реле, и /, проходящего по потенциометру.

При выборе реостата для использования его в качестве потенциометра необходимо учитывать, что ток, проходящий на участке ВА потенциометра, равен сумме токов: / р, проходящего в реле, и / ш проходящего по потенциометру.

При выборе реостата по указанному здесь способу для случая пуска с пониженным против номинального моментом требуется проверить, допускает ли последний контакту реостата длительную нагрузку номинальным током двигателя. Необходимость в такой проверке, очевидно, отпадает в том случае, когда короткое замыкание звезды ротора производится короткозамыкателем на контактных кольцах двигателя, а не в реостате.

Схемы параллельного и последовательного.

Пускорегулирующие реостаты

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

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

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

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

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

§ 1 Реостат: принцип работы и устройство

Важным элементом управления сопротивлением электрической цепи является реостат. В нем используется проводник из известного материала с определенной длинной, позволяющей рассчитать его сопротивление. Принцип работы заключается в изменении сопротивления, а значит, появляется возможность регулировать силу тока и напряжение в электрических цепях. Рассмотрим устройство реостата.

На рисунке 1 представлен реостат, состоящий из керамической трубы (1), на которую намотан провод (2) и имеются два контакта (3а), также штанга, в конце которой расположен контакт (3б). По ней движется скользящий контакт (4), который называют «ползун».

При расположении «ползуна» посередине (рис. 2а) только половина проводника принимает участие в электрической цепи. При передвижении его дальше (рис. 2б) длина проводника возрастает, и сопротивление увеличивается, но сила тока уменьшается. Передвигаем «ползун» в противоположную сторону (рис. 2в), и сопротивление уменьшится, а сила тока в цепи возрастет.

Внутри реостат полый, так как при протекании тока происходит нагревание реостата, а полость способствует быстрому охлаждению.

§ 2 Обозначения реостата на схемах и его использование

Как известно, каждый элемент цепи обозначается символом. Обозначение реостата (рис. 3):

Красный прямоугольник — сопротивление, синий — контакт, подводящий провод, зеленый — скользящий контакт. Если ползунок передвинуть влево, сопротивление реостата уменьшается, а при движении вправо — увеличивается.

Используют еще одно обозначение реостата (рис. 4):

На схеме прямоугольник обозначает сопротивление, а стрелка — то, что его можно изменять.

В электрическую цепь реостат включают последовательно. Рассмотрим схему включения реостата (рис. 5):

Зажимы (1) и (2) подключаются к источнику тока. Второй контакт подсоединен к ползунку. Увеличивая сопротивление реостата, накал лампочки (3) начинает уменьшаться, а значит, ток в цепи тоже уменьшается. Если уменьшить сопротивление реостата лампочка будет гореть ярче.

Реостат — универсальный прибор. Его используют в бытовых приборах. Например, в телевизорах для регулирования громкости и при переключении каналов. Для безопасности используют реостаты с защитным кожухом (рис. 6).

Список использованной литературы:

Физика. 8 класс: Учебник для общеобразовательных учреждений /А.В. Перышкин. – М.: Дрофа, 2010.
Физика 7-9. Учебник. И.В. Кривченко.
Физика. Справочник. О.Ф. Кабардин. – М.: АСТ-ПРЕСС, 2010.

Электрические сети зациклены на передаче электроэнергии от источника к потребителю, которые являются основными элементами цепочки. Но кроме них в электрическую цепь вставляются и другие составляющие, к примеру, управляющие элементы, к которым относится реостат или любой другой прибор с таким же принципом действия. Устройство реостата – это проводник определенного сечения и длины, через которые можно узнать сопротивление проводника. Конечно, обговаривается и его материал. Изменяя сопротивление прибора, а, точнее, проводника, можно регулировать величину силы тока и напряжения в сети. Итак, реостат – это прибор, регулирующий напряжение и ток.

Переменные резисторы

Переменные резисторы, как правило, имеют минимум три вывода: от концов токопроводящего элемента и от щеточного контакта, который может перемещаться по нему. С целью уменьшения размеров и упрощения конструкции токопроводящий элемент обычно выполняют в виде незамкнутого кольца, а щеточный контакт закрепляют на валике, ось которого проходит через его центр.

Рис. 5. Реостаты и переменные резисторы — условное обозначение.

Общее обозначение потенциометра (рис. 6,в) отличается от символа реостата без разрыва цепи только отсутствием соединения выводов между собой.

Рис. 6. Обозначение потенциометра на принципиальных схемах.

Промышленность выпускает непроволочные переменные резисторы, в основном, трех групп:

А — с линейной,
Б — с логарифмической,
В — с обратно-логарифмической зависимостью сопротивления между правым и средним выводами от угла поворота оси ф (рис. 47,а).

Рис. 7. Переменный резистор с обратно-логарифмической зависимостью сопротивления.

Каково значение реостата в электрической цепи

В схеме электроприбора реостат может выполнять функции регулировочного, подстроечного резистора или делителя напряжения (потенциометра). Наиболее простой пример – регулировка оборотов коллекторного электродвигателя. В этом случае аппарат используется как регулировочный и включается в цепь с обмоткой двигателя последовательно. Увеличивая сопротивление ток падает и обороты двигателя уменьшаются. Такой принцип часто используется в электродрели, шуруповерте и угловой шлифмашине.

Регулировка переменным сопротивлением также нередко выполняется для освещения и других электрических цепей с небольшим током. Для мощных электрических приборов регулировка реостатом затруднена, поскольку мощность переменных резисторов серийного производства довольно ограничена. К тому же такое сопротивление часто требует принудительного охлаждения. В этом случае более целесообразно применить автотрансформатор. При этом, стоит отметить, что существуют и сверхмощные реостаты. Одним из таких является многоканальный нагрузочный реостат общей мощностью 3000 кВт. Его применяют для реостатного испытания тепловозов новых серий. Вес такой установки несколько тонн, а габариты сравнимы с вагоном поезда.

Сухой многоканальный нагрузочный реостат с постоянным сопротивлением каждого канала мощностью 3000 кВт

Ступенчатое регулирование переменным резисторам часто встречается в электроизмерительных приборах. Так, например, используя ступенчатую схему для шунтирования вольтметра можно менять диапазон измеряемого напряжения. В этом случае сопротивление подключается к прибору параллельно и выполняет роль делителя напряжения. Последовательное подключение сопротивления со ступенчатой регулировкой можно встретить в бытовых вентиляторах, карманных фонариках и другой технике.

Еще одно назначение реостата в электрической цепи – это калибровка. В этом случае применяются маломощные подстроечные переменные резисторы.

Как правило, они скрыты под корпусом и с панели прибора не управляются. Их функция состоит в калибровке (тонкой настройке) работы схемы, которую производят на заводе-изготовителе или в ремонтных мастерских. В дальнейшем эти резисторы не регулируются и работают как постоянное сопротивление. Такие резисторы применяются в большинстве электронной техники.

Импульсный стабилизатор напряжения
Можно ли установить стабилизатор напряжения до счетчика
Необходимость стабилизаторов напряжения

Упражнение 1. Реостат

Р
ассмотрим
электрическую цепь (рис.5), в которой
реостат работает как регулятор тока
(собственно реостат). В этом случае
реостат включается в цепь последовательно.
Если внутреннее сопротивление вольтметра
очень велико, а амперметра мало по
сравнению с сопротивлением нагрузки,
ток в цепи будет таким:

,
(1)

где R
– сопротивление всего реостата,

R_l
– сопротивление действующего участка
AD реостата длиной l,

R_H
– сопротивление
нагрузки,

r –
внутреннее сопротивление источника
тока, Е – ЭДС источника тока.

При
перемещении движка реостата D
от А к В сопротивление R_l
будет изменяться от нуля до наибольшего
R, а ток в цепи –

от наибольшего

до наименьшего

значения.

Найдем
так называемую кратность регулирования
тока K, которая, по
определению, есть отношение наибольшего
тока к наименьшему из их диапазона его
изменения:

.
(2)

Из
формулы (2) видно, что пределы регулирования
тока реостата тем больше, чем больше
отношение R/(R_H+r),
т.е. чем больше сопротивление реостата
по сравнению с сопротивлением нагрузки
(внутреннее сопротивление источника
тока r, как правило,
значительно меньше R_H).

Если
в электрическую цепь включен регулирующий
элемент (реостат), то хочется, чтобы
пределы регулирования тока были как
можно больше. Однако возможность
получения больших K
для реостата ограничена. Чем больше
сопротивление реостата, тем меньше его
допустимый (номинальный) рабочий ток.
Включив такой реостат в цепь с мощным
источником тока, можно сжечь обмотку
реостата. В самом деле, если его движок
D находится вблизи
клеммы А, сила тока в цепи определяется,
в основном, величиной сопротивления
нагрузки и если этот ток окажется больше
номинального тока реостата, то последний
будет испорчен. Кроме того, в случае
RR_H
при приближении движка D
к клемме А скачки изменение тока
становятся всё бóльшими. Итак, при выборе
реостата приходится учитывать и выполнять
два условия: 1)сопротивление реостата
должно быть больше сопротивления
нагрузки RR_H,
2) наибольший ток нагрузки не должен
превышать номинальный (допустимый для
нормальной работы) ток реостата I_нбI_ном.

Описание
установки. Все приборы, необходимые
для проведения измерений, размещены на
лабораторной панели: 1)реостат с линейкой
(сопротивление R=1200
Ом, номинальный ток 0,5 А), 2)два вольтметра
с пределами измерения 15 В, 3)два
миллиамперметра с пределами 75 мА и 1,5
мА. Два резистора, выполняющие роль
нагрузки, размещены в подвале панели.

Измерения.
Работа реостата в качестве регулятора
тока изучается при двух нагрузках:
1)R_H₁=120
Ом (условие R_HR),
2) R_H₂=12000
Ом (R_HR).

В первом
случае последовательно с нагрузкой
включается миллиамперметр на 75 мА, во
втором – на 1,5 мА.

1.Соберите
цепь с нагрузкой R_H₁=120
Ом согласно схеме (рис.5). Тумблер Вк
во время сборки должен быть в разомкнутом
положении. Постоянное напряжение от
лабораторной сети подведено к клеммам
с обозначением 6
В.

2.Предложите
преподавателю проверить правильность
сборки цепи.

3.Внимание!
Прежде чем включить тумблер Вк,
установите на реостате наибольшее
сопротивление (движок D
перемещен к клемме В). 4.Включите
напряжение питания тумблером Вк.
Перемещая движок реостата в сторону
уменьшения сопротивления, снимите
зависимость напряжения на входе U,
напряжения на нагрузке UH
итока в цепи I (он
же ток нагрузки) от расстояния l
между движком реостата D
и клеммой А, отсчитывая его по
линейке

Такие измерения следует провести
от 42 см до нуля примерно через равные
промежутки 4…5 см. Результаты запишите
в табл.1

4.Включите
напряжение питания тумблером Вк.
Перемещая движок реостата в сторону
уменьшения сопротивления, снимите
зависимость напряжения на входе U,
напряжения на нагрузке U_H
итока в цепи I (он
же ток нагрузки) от расстояния l
между движком реостата D
и клеммой А, отсчитывая его по
линейке. Такие измерения следует провести
от 42 см до нуля примерно через равные
промежутки 4…5 см. Результаты запишите
в табл.1.

5.Проведите
такие же измерения со второй нагрузкой
R_H₂=12000
Ом.

Таблица 1

Нагрузка 120 Ом	Нагрузка 12000 Ом
l	I	U_H	U	l	I	U_H	U

Обработка
результатов. 1.По данным табл.1 постройте
отдельно для каждой нагрузки графики
зависимости тока I и обоих напряжений Uи U_Hот длины рабочего участка реостата
l.

Физика8 класс

§ 47. Реостаты

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

Простейшим реостатом может служить проволока из материала с большим удельным сопротивлением, например никелиновая или нихромовая. Включив такую проволоку в цепь источника электрического тока через контакты А и С последовательно с амперметром (рис. 75) и передвигая подвижный контакт С, можно уменьшать или увеличивать длину включённого в цепь участка АС. При этом будет меняться сопротивление цепи, а следовательно, и сила тока в ней.

Рис. 75. Изменение длины проводника, включённого в цепь

Реостатам, применяемым на практике, придают более удобную и компактную форму. Для этой цели используют проволоку с большим удельным сопротивлением. Один из реостатов (ползунковый реостат) изображён на рисунке 76, а, а его условное обозначение в схемах — на рисунке 76, б. В этом реостате стальная проволока намотана на керамический цилиндр. Проволока покрыта тонким слоем не проводящей ток окалины, поэтому витки её изолированы друг от друга. Над обмоткой расположен металлический стержень, по которому может перемещаться ползунок. Своими контактами он прижат к виткам обмотки. От трения ползунка о витки слой окалины под его контактами стирается, и электрический ток в цепи проходит от витков проволоки к ползунку, а через него в стержень, имеющий на конце клемму 1. С помощью этой клеммы и клеммы 2, соединённой с одним из концов обмотки и расположенной на корпусе реостата, реостат подсоединяют в цепь.

Рис. 76. Внешний вид и обозначение реостата на схеме

Перемещая ползунок по стержню, можно увеличивать или уменьшать сопротивление реостата, включённого в цепь.

Каждый реостат рассчитан на определённое сопротивление и на наибольшую допустимую силу тока, превышать которую не следует, так как обмотка реостата накаляется и может перегореть. Сопротивление реостата и наибольшее допустимое значение силы тока указаны на реостате.

Рис. 77. Реостат, с помощью которого можно менять сопротивление в цепи

Чтобы лучше понять устройство и действие реостата, покажите на рисунке 76 путь тока по нему, если клеммы 1 и 2 включены в цепь.

Вопросы

Для чего предназначен реостат?
Объясните по рисунку 76, а, как устроен ползунковый реостат. Как можно включать его в цепь?
Почему в реостатах используют проволоку с большим удельным сопротивлением?
Для каких величин указывают на реостате их допустимые значения? В Как на схемах электрических цепей изображают реостат?

Упражнение 31

На рисунке 77 изображён реостат, с помощью которого можно менять сопротивление в цепи не плавно, а ступенями — скачками. Рассмотрите рисунок и по нему опишите, как действует такой реостат.
Если каждая спираль реостата (см. рис. 77) имеет сопротивление 3 Ом, то какое сопротивление будет введено в цепь при положении переключателя, изображённом на рисунке? Куда надо поставить переключатель, чтобы с помощью этого реостата увеличить сопротивление цепи ещё на 18 Ом?
В цепь включены: источник тока, ключ, электрическая лампа и ползунковый реостат. Нарисуйте в тетради схему этой цепи. Куда надо передвинуть ползунок реостата, чтобы лампа светилась ярче?
Требуется изготовить реостат на 20 Ом из никелиновой проволоки площадью сечения 3 мм2. Какой длины проволока потребуется для этого?

Жидкостный реостат

Жидкостные реостаты применяются для пуска мощных асинхронных электродвигателей с фазовым ротором, а также как нагрузочные и балластные.

Жидкостные реостаты имеют применение в тех случаях, когда их преимущества ( обеспечение плавного регулирования и возможность простого отвода тепловой энергии скольжения прогонкой электролита через охлаждающую жидкость или с помощью змеевика) оказываются решающими. Вследствие ряда недостатков ( нестабильность сопротивления, высокая инерционность, интенсивная коррозия электроприводов, значительные расходы по эксплуатации) жидкостные реостаты имеют, однако, ограниченное применение.

Жидкостные реостаты, получившие некоторое распространение в последнее время, необходимо регулярно пополнять чистой водой с 10 — 12-процентным раствором соды, по мере испарения в них воды.

Жидкостные реостаты, применяемые в качестве пусковых и нагрузочных, представляют собой металлический бак, наполненный обычно раствором соли или щелочи, в который погружены металлические электроды. Перемещением последних достигается плавное изменение величины сопротивления реостата. Жидкостные реостаты не рекомендуется применять при постоянном токе вследствие электролиза раствора и разъедания электродов.

Жидкостный реостат.

Жидкостные реостаты применяют для пуска мощных асинхронных двигателей и как нагрузочные. При включении каждый электрод соединяют с фазой ротора двигателя или генератора.

Жидкостные реостаты при относительно небольших габаритах способны поглощать значительную энергию и обеспечивать плавное и дистанционное регулирование нагрузки. Реостаты имеют простую и дешевую конструкцию. К недостаткам жидкостных реостатов относится значительное изменение проводимости электролита с изменением температуры нагрева н процентной концентрации раствора.

Изменение удельного сопротивления раствора соды в воде от температуры нагрева и процентной концентрации по весу.

Жидкостные реостаты устойчивее работают на переменном токе.

Расположение электродов в баке реостата. / — основная пластина. 2 — дополнительные ( боковые пластины. 3 городка. 4 — изоляционная планка.

Однако жидкостные реостаты имеют и существенные недостатки.

Устройство жидкостных реостатов основано на изменении формы и размеров объема электролита между электродами. Питание жидкостные реостаты могут получать только от переменного тока частотой 100 — 1000 гц, так как на более низких частотах происходит электролиз; превышать эти частоты также нельзя, так как на более высоких частотах сказывается межэлектродная емкость.

Электростенд ГОСНИТИ с асинхронной машиной типа АК.

Недостатком жидкостных реостатов является значительное изменение сопротивления при нагревании жидкости.

Бак жидкостного реостата необходимо внутри очищать от накипи, отключив реостаты от сети.

обозначение на схеме, для чего нужны реостаты

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

Промышленный реостат

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

Устройство реостата

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

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

Устройство реостата на схеме

Принцип работы

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

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

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

Виды реостатов

Разновидность реостатов зависит от их основного назначения:

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

Разновидности реостатов

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

Реостат на электрической схеме имеет свое особое обозначение.

Схематическое обозначение реостата

Виды реостатов по материалу их изготовления

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

Можно выделить следующие реостаты по материалу изготовления:

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

Применение реостатов

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

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

Видео

Оцените статью:

Как на схемах электрических цепей изображают реостат

В схемах электросетей все элементы имеют условные обозначения, в том числе и резистор. Это важный компонент, который используется в разных частях сети, в зависимости от выполняемой функции. Как на схемах электрических цепей изображают реостат, расскажем дальше.

Понятие и назначение

Реостат (резистор) – управляющий элемент электроцепей. С его помощью регулируется величина силы тока и напряжения. Он выпускается в разных вариантах и используется в электронике, радиотехнике, автомобилестроении и т.д.

Назначение резисторов прямо зависит от разновидности:

Пусковые – применяются для включения электродвигателей.
Пускорегулирующие – запускают двигатели и контролируют силу тока.
Балластные или нагрузочные – поглощают энергию, которая используется для регулировки нагрузки в генераторах, т.е. формируют необходимое сопротивление в сети.
Поглощающие – выводят лишнюю энергию из электромашин.
Потенциометры – особая группа устройств, используемых для раздела напряжения.

Благодаря наличию прибора в цепи снижается вероятность скачков тока и перегрузки оборудования, что увеличивает период эксплуатации техники.

Устройство и принцип работы

Прежде чем понять, как на электрической схеме обозначается реостат, необходимо узнать его комплектацию и принцип работы.

Конструкция прибора состоит из:

Керамической трубки (цилиндра) – полая внутри для снижения температуры в процессе прохождения электроэнергии.
Медной проволоки – наматывается на трубку, а ее концы выводятся на контакты.
Металлической штанги – размещена выше трубки, на одной из сторон компонента есть контакт.
Движущийся ползунок или контакт – закрепляется на штанге.

Несмотря на выпуск многих разновидностей, принцип функционирования у всех приборов примерно одинаковый. Подключение возможно с помощью клемм, размещенных с обеих сторон трубки. Ток идет по всему периметру, в зависимости от местонахождения ползунка.

Если он расположен в центре устройства, то ток пройдет только до середины. Если ползунок размещен в конце, то ток проходит полностью, формируя высокое напряжение. В большинстве случаев задействуется только часть плоскости, т.е. бегунок не устанавливается на краю цилиндра. Изменение его месторасположения пропорционально колебанию силы тока.

Обозначение реостата на схеме электрической цепи

По стандартам РФ условные графические обозначения устройства на схемах должны соответствовать ГОСТ 2.728-74. В соответствии с ним резисторы обозначаются так:

Нелинейные, непостоянные и подстроенные резисторы обозначаются следующим образом:

Зная обозначение, можно сделать рисунок или начертить схему электрической цепи, где используется реостат.

Как прибор включается в сеть

Включение устройства в цепь осуществляется двумя способами: последовательно и параллельно. При последовательном подключении сопротивление оборудования складывается. Общее сопротивление будет больше любого отдельно взятого.

Схема электрических цепей, где обозначают реостаты с параллельным подключением, выглядит так:

При таком соединении складываются величины, обратные сопротивлению, т.е. общая проводимость состоит из проводимостей каждого компонента.

Представленные чертежи предназначены для простейшего оборудования. Чем больше элементов они будут включать, тем сложнее устройство, созданное на их основе.

Читайте также:

Как решать задачи с реостатом

Знакомство с реостатом впервые происходит в школе в 8-м классе на теме «Электрические явления». Выполняется ряд лабораторных работ по электричеству, рассматривается ряд электрических схем.

Но к 10-му классу непонятные вопросы при решении задач все-таки остаются.

Давайте разберёмся с этим физическим прибором и рассмотрим ряд примеров и задач, которые встречались на экзамене и вполне могут встретиться.

В основе решения задач с реостатом надо знать формулу зависимости сопротивления проводников от его геометрических размеров. Именно эта формула лежит в основе принципа работы реостата.

Необходимо научиться определять «активную часть» реостата, то есть эта та часть реостата, по которой течет электрический ток. Чем больше длина активной части, тем большим электрическим сопротивлением обладает реостат. А от сопротивления реостата зависит сила тока в цепи.

Давайте рассмотрим два обозначения реостата на схеме, и посмотрим, отличие этих схем друг от друга. А после разберем несколько примеров.

Следствием всех перемещений ползунка реостата является изменение силы тока, согласно законам Ома для участка цепи и для полной цепи.

Ряд задач с реостатом Вы можете посмотреть на сайте. А ниже рассмотрим еще пару вопросов и задач с реостатом, чтобы закрепить материал.

Задача 1. Как будут изменяться показания электроизмерительных приборов при перемещении ползунка реостата вверх? Объяснить.

При перемещении ползунка реостата вверх, длина рабочей части реостата уменьшится. Так как реостат соединен последовательно с резистором, общее сопротивление цепи — уменьшиться. А следовательно сила тока в цепи, согласно законам Ома — увеличится. Напряжения, измеряемое на резисторе тоже увеличится.

Задача 2.
Реостат параллельно включён с резистором в электрическую цепь так, как показано на рисунке. Как будут изменяться показания амперметра, при перемещении ползунка реостата вправо? Объяснить.

При перемещении ползунка реостата вправо сопротивление реостата будет уменьшаться, а следовательно общее сопротивление электрической цепи, согласно формулам для расчета параллельного соединения — будет тоже уменьшаться. То есть сила тока в цепи будет увеличиваться.

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

Написать комментарий

Как обозначается реостат на схеме. Что такое реостат? Виды и их назначение. Тема: Электромагнитные явления

Устройство и принцип работы

Если рассматривать реостатную конструкцию, то необходимо отметить несколько основных его частей:

это трубка из керамики;
на нее намотана металлическая проволока, концы которой выведены на контакты, расположенные на противоположных концах керамической трубки;
выше трубки установлена металлическая штанга, на одной стороне которой установлен контакт;
на штанге закреплен движущийся контакт, который электрики называют ползун.

Теперь, как все это работает. Обратите внимание на рисунок ниже.

Первая позиция (а) – контакт (движущийся) посередине. Это говорит о том, что ток будет проходить только через половину прибора. Вторая позиция (б) говорит о том, что задействован проводник полностью. То есть, его длина максимальная, значит, и сопротивление максимальное, при этом сила тока уменьшилась. Понятно, что чем больше сопротивление, тем меньше сила тока. Третья позиция (в) – здесь все наоборот: снижается сопротивление, увеличивается сила тока.

Хотелось бы обратить ваше внимание на то, что керамическая трубка, используемая в реостатной конструкции, полая. Это необходимая составляющая, которая позволяет прибору охлаждаться при прохождении через проводник электроэнергии. Добавим: считается, что самые безопасные реостаты – это те, которые закрыты кожухом.

Как включается реостат в цепь

Во-первых, этот прибор в электрическую цепь включается только последовательно. Во-вторых, один из контактов подключается к ползуну, с помощью которого и регулируется величина тока в цепи. Но необходимо отметить, что этот управляющий элемент можно использовать и для регулировки напряжения в электрической цепочке. Здесь может быть использовано несколько схем с одним сопротивлением или двумя. Понятно, что чем меньше элементов в электрической цепочке, тем проще она.

Реостаты – это универсальные приборы. Их сегодня используют не только для управления силой тока и напряжением. К примеру, в телевизорах они установлены для увеличения или уменьшения звука. Да и переключение каналов косвенно связано с ними же.

И еще один момент. В электрических схемах обозначение этих приборов вот такое:

или такое

На первом рисунке более подробно расписана схема подключения, где красный прямоугольник – это и есть проводник, накрученный на керамическую основу. Синяя линия – это контакт, через который подводится питающий провод. Зеленная стрелка – это ползун. Она направлена влево, что говорит о том, что перемещая ползунок влево, мы уменьшаем сопротивление проводника. И, наоборот, перемещаем контакт вправо, увеличиваем сопротивление.

Рисунок второй более упрощенный. На нем всего лишь прямоугольник, показывающий наличие сопротивления, и стрелка, которая показывает, что этот показатель можно изменять.

Конечно, вся эта информация касается простейших элементов. Но необходимо отметить, что реостаты могут быть разными, все зависит от того места, куда они должны быть установлены. Есть различия и по токопроводящему материалу, который лежит в основе. К примеру, это может быть уголь, металлы, жидкости и керамика. К тому же процесс охлаждения производится воздушным путем или при помощи жидкостей, и это может быть не только вода.

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Устройство реостата

Принцип работы

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

Виды реостатов

Разновидность реостатов зависит от их основного назначения:

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

Реостат на электрической схеме имеет свое особое обозначение.

Виды реостатов по материалу их изготовления

Можно выделить следующие реостаты по материалу изготовления:

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

Видео

Тема: Электромагнитные явления

Урок: Реостаты

Рис. 1. Устройство реостата

Рис. 2. Реостат

Рис. 3. Изображение реостата

Рис. 4. Еще одно изображение реостата

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

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

Рис. 5. Включение реостата в цепь с лампой накаливания

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

Рис. 6. Включение резистора в цепь с вольтметром

Рис. 7. Реостат в защитном кожухе

Список литературы

Генденштейн Л.Э, Кайдалов А.Б., Кожевников В.Б. Физика 8 / Под ред. Орлова В.А., Ройзена И.И. — М.: Мнемозина.
Перышкин А.В. Физика 8. — М.: Дрофа, 2010.
Фадеева А.А., Засов А.В., Киселев Д.Ф. Физика 8. — М.: Просвещение.

Центр образования «Технологии обучения» ().
Школьный демонстрационный физический эксперимент ().
Электротехника ().

Домашнее задание

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

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

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

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

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

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

Устройство реостата

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

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

Принцип действия

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

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

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

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

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

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

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

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

Виды и особенности реостатов

Реостат в виде тора

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

Рычажные реостаты

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

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

Штепсельные

Такие устройства состоят из магазина сопротивлений.

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

Материалы и охлаждение

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

Угольные.
Металлические.
Жидкостные.
Керамические.

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

Воздушные.
Жидкостные.

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

Металлические реостаты

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

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

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

Масляные

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

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

Описание, конструкция, символы и применение реостата

Реостат определение

Реостат — переменный резистор, который используется для управления потоком электрического тока вручную увеличение или уменьшение сопротивления. Английский ученый Сэр Чарльз Уитстон придумал слово реостат, оно происходит от от греческих слов «реос» и «-статис», что означает ручей. управляющее устройство или текущее управляющее устройство.

Что такое реостат?

Электрический ток, протекающий через электрическая схема определяется двумя факторами: величиной напряжения приложенное и общее сопротивление электрического схема. Если уменьшить сопротивление цепи, поток электрический ток в цепи будет увеличиваться. На с другой стороны, если мы увеличим сопротивление цепи, поток электрический ток через цепь будет уменьшен.

Поместив реостат в электрическую цепи, мы можем контролировать (увеличивать или уменьшать) поток электрический ток в цепи. Реостат снижает электрическую текущий поток до определенного уровня. Однако это не совсем блокирует прохождение электрического тока. Чтобы полностью заблокировать электрический ток, нам нужно бесконечное сопротивление. Практически невозможно полностью заблокировать электрический ток.

Строительство реостата

Строительство реостата почти завершено. аналогично потенциометру. Как и потенциометр, реостат также состоит из трех терминалы: терминал A, терминал B и терминал C. Однако мы используйте только две клеммы: либо A и B, либо B и C. и клемма C — это две фиксированные клеммы, подключенные к обоим концы резистивного элемента, называемые дорожкой, а клемма B — это регулируемый терминал, подключенный к скользящему дворнику или ползунку.

Стеклоочиститель, движущийся по резистивному элемент изменяет сопротивление реостата. Сопротивление реостат меняется при перемещении ползунка или дворника резистивный путь. Резистивный элемент реостата из мотка проволоки или тонкой углеродной пленки.

Реостаты в основном намотаны проволокой. Следовательно, реостаты также иногда называют переменными проволочными обмотками. резисторы.Обычно реостаты изготавливаются путем наматывания нихрома. проволока вокруг изолирующего керамического сердечника. Керамическое ядро реостат действует как теплоизолирующий материал. Следовательно керамический сердечник не пропускает тепло.

Сопротивление реостата зависит от длины резистивной дорожки

Сопротивление реостата зависит от длина резистивной дорожки, по которой электрический ток течет.

Если мы используем клеммы A и B в реостата минимальное сопротивление достигается при перемещении ползунок или стеклоочиститель рядом с выводом A, потому что длина резистивный путь уменьшается. В результате лишь небольшая сумма электрического тока блокируется и большое количество электрического ток разрешен.

Аналогично максимальное сопротивление достигается, когда мы перемещаем ползунок ближе к клемме C, потому что длина резистивного пути увеличивается.В результате большой количество электрического тока заблокировано и только небольшое количество электрический ток допускается.

Если использовать клеммы B и C, минимальная сопротивление достигается, когда мы перемещаем ползунок или стеклоочиститель близко к клемма C, потому что длина резистивного пути уменьшается. В результате только небольшое количество электрического тока блокируется и допускается большое количество электрического тока.

Аналогично максимальное сопротивление достигается, когда мы перемещаем ползунок ближе к клемме A, потому что длина резистивного пути увеличивается. В результате большой количество электрического тока заблокировано и только небольшое количество электрический ток допускается.

Помните, что мы не уменьшаем сопротивление провода или резистивного пути; вместо этого мы просто сокращаем длина резистивного пути для уменьшения сопротивления.Когда мы Поверните внешнюю ручку руками, дворник или бегунок двигается по резистивному пути.

Символ реостата

Американский стандарт и международный Стандартный символ реостата показан на рисунке ниже.

Зигзагообразные линии с тремя выводами представляют собой американский стандартный символ реостата и прямоугольная коробка с тремя выводами представляет собой международный стандартный символ реостата.

Типы реостатов

Реостаты бывают двух типов:

Реостаты поворотные
Линейные реостаты

Поворотный реостаты

Роторный реостат также иногда называют круговой реостат, потому что его резистивный элемент выглядит как круг. Резистивный элемент поворотного реостата круглый. или под углом.В этих типах резисторов стеклоочиститель или ползунок движется вращательно. Роторные реостаты используются в большинстве приложений, чем линейные реостаты, потому что их размер меньше линейных реостатов.

линейный реостаты

Линейный реостат также иногда называют цилиндрический реостат, поскольку его резистивный элемент выглядит как цилиндр.В этих типах резисторов стеклоочиститель или ползунок перемещается линейным образом. Линейные реостаты используются в лабораториях проводить исследования и преподавать.

Разница между потенциометром и реостатом

Конструкция обоих потенциометров и реостат такой же. Основное отличие в том, как мы его использовали для работы. В потенциометрах мы используем все три клеммы для выполнения операции, тогда как в реостатах мы используем только два терминала для выполнения операции.

Приложения реостата

Реостат обычно используется в приложениях с высокими требуется напряжение или ток.
Реостаты используются при тусклом свете для изменения интенсивности свет. Если увеличить сопротивление реостата, поток электрического тока через лампочку уменьшается. Как в результате яркость света уменьшается.Аналогично, если уменьшаем сопротивление реостата, поток электрический ток через лампочку увеличивается. Как в результате яркость света увеличивается.
Реостаты используются для увеличения или уменьшения громкости радио и увеличить или уменьшить скорость электрического мотор.

Разница между потенциометром и реостатом, подробное сравнение

Потенциометр и реостат

В этой статье объясняются рабочие и схемные обозначения потенциометра и реостата.Типы используемых потенциометров и способы их использования также описаны в этом посте. Реостат против потенциометра также объясняется.

Я уже объяснил работу переменного резистора и его применение в электронных схемах. Вот они;

СМОТРЕТЬ: ПЕРЕМЕННЫЙ РЕЗИСТОР — РАБОЧИЙ

ПОСМОТРЕТЬ: РАБОТА РЕЗИСТОРОВ

СМОТРЕТЬ: ВАРИСТОР ОКСИДА МЕТАЛЛА (MOV)

Потенциометр

Потенциометр, также называемый POT, представляет собой 3-контактный переменный резистор, который используется для регулировки сопротивления в цепи.

Работа потенциометра

Работа потенциометра такая же, как у переменного резистора. Конструкция тоже такая же. Он имеет резистивный элемент в виде гусеницы и скользящий контакт, называемый дворником. Стеклоочиститель подключается с помощью другого скользящего контакта к другому выводу. Положение дворника зависит от типа используемого POT. Для POT панели стеклоочиститель находится посередине.

Резистивный элемент имеет клеммы на обоих концах и может быть линейным или логарифмическим.Обычно он состоит из углерода или смеси керамики и металла или даже графита.

Есть однооборотные POT, которые меняют все свое сопротивление за один оборот. Также присутствуют более точные POT, называемые многооборотными POT. Им нужно от 20 до 30 оборотов, чтобы полностью изменить сопротивление. Они намного точнее первых. Взгляните на символ горшка.

Символ потенциометра

POT различаются в зависимости от используемой дорожки. Их в основном два.Их

Логарифмический потенциометр

Этот тип POT кратко обозначается буквой «A» в компоненте. Например, POT с сопротивлением 5 кОм будет обозначен как «5 кА». Дорожка из этого материала будет из резистивного материала, который может сужаться от одного конца до другого. Это также может быть материал, удельное сопротивление которого меняется от одного конца к другому. Подобно логарифмическому переменному резистору, этот тип POT будет иметь логарифмический выход. Из-за этого они всегда используются в аудиосхемах.Они намного дороже, чем другие виды POTS.

Линейный потенциометр

Этот тип POT кратко обозначается буквой «B» в компоненте. Например, POT с сопротивлением 5 кОм будет обозначен как «5 кБ». В этом устройстве гусеничный элемент имеет постоянное поперечное сечение, вызывающее пропорциональное изменение сопротивления между дворником и одним концом вывода. Устройство зависит от электрических характеристик, а не от резистивных характеристик. Этот POT используется для пропорционального изменения, такого как регулировка центрирования CRO.

Использование потенциометра

POT используются для управления уровнем сигнала схемы, а не мощностью схемы
Регулятор громкости телевизора и другого аудиооборудования.
Используется в джойстиках как датчик положения.
Коммутационные приложения TRIAC.
Цепи делителя напряжения.

Реостат

Реостат также является переменным резистором и представляет собой 2-контактное устройство. Он обычно используется для работы с более высокими токами и напряжениями.Один терминал будет подключен к концу пути, а другой — к подвижному дворнику. Когда стеклоочиститель перемещается из одного конца в другой, сопротивление изменяется от нуля до максимума.

Реостат можно сделать из потенциометра. Используется тот же механизм, за исключением того, что неиспользуемый терминал подключается к дворнику. Это помогает уменьшить разброс сопротивления. Это также помогает получить больше механической прочности при подключении к печатной плате.
Дорожка обычно изготавливается из проволоки сопротивления, намотанной на жаропрочный цилиндр.Они намотаны вместе, чтобы сформировать форму тороидальной катушки. Ползунок перемещается от одной фазы катушки к другой, изменяя таким образом сопротивление. Ползунки выполнены в виде металлических пальцев и перемещаются по дорожкам методом постукивания.

Обозначение реостата

Разница между потенциометром и реостатом

Потенциометр — это трехконтактный переменный резистор, а реостат — это двухконтактный переменный резистор.
Потенциометр можно использовать как реостат, но реостат нельзя использовать как потенциометр.
Потенциометры часто используются для изменения напряжения, а реостаты — для изменения тока.

Работа, строительство, типы и использование

Реостат — Рабочий

Один из самых распространенных электрических компонентов — резистор. В приложениях, где требуется переменное сопротивление, в основном предпочтительны потенциометры и реостат. Примерно так же мы уже обсуждали потенциометры в нашей предыдущей статье.

Здесь мы поговорим о реостате более подробно.

Что такое реостат?

Реостат — это тип переменного резистора, сопротивление которого можно изменять, чтобы изменить величину тока, протекающего через цепь.

Это устройство было названо «Реостат» английским ученым сэром Чарльзом с использованием двух греческих слов «реос» и «statis» (что означает текущее управляющее устройство).

Он имеет два терминала, один из которых фиксированный, а другой — подвижный. Некоторые реостаты имеют три вывода, как и потенциометр, хотя используются только два вывода (используются только один из двух фиксированных выводов и подвижный вывод).

Некоторые практические реостаты показаны ниже.

Практические реостаты

В отличие от потенциометров, эти устройства должны пропускать значительный ток. Следовательно, резисторы с проволочной обмоткой в основном используются для создания реостатов.

На принципиальной схеме реостат часто представлен так, как показано ниже.

Символ реостата Схема реостата

Так на каком основании работает реостат? Давайте узнаем об этом в следующем разделе.

Принцип работы реостата

Чтобы понять значение реостата и принцип его работы, давайте освежим основы электрических схем.

Три основных параметра электрической цепи: напряжение, приложенное к цепи, ток в цепи и сопротивление цепи.

Теперь мы знаем, что эти параметры взаимозависимы. То есть, чтобы изменить ток, мы можем либо изменить приложенное напряжение, либо изменить сопротивление цепи.

Когда мы используем реостат в цепи, то, что мы в основном делаем, — это изменяем сопротивление цепи, чтобы изменить ток. Поскольку ток и сопротивление обратно пропорциональны, если требуется уменьшение тока, мы увеличим сопротивление реостата. Точно так же, если требуется увеличение тока, мы просто уменьшим сопротивление реостата.

Теперь вы можете задаться вопросом, существует ли максимальный предел, до которого сопротивление может быть уменьшено или увеличено в реостате.Ответ — да, есть. Для каждого реостата есть рейтинг сопротивления, например, если реостат имеет рейтинг 50 кОм, минимальное сопротивление, которое он может предложить, равно 0, а максимальное — 50 кОм.

Так как же изменить сопротивление реостата?

Для этого пересмотрите свои основы сопротивления. В нашей предыдущей статье «Удельное сопротивление и электропроводность — Полное руководство » мы обсудили параметры, от которых зависит сопротивление материала. Три основных фактора, от которых зависит сопротивление материала, — это его длина, площадь поперечного сечения и тип.

Здесь, в этом устройстве, эффективная длина изменяется с помощью скользящего контакта. Реостат, как уже упоминалось, имеет фиксированный и подвижный вывод. Эффективная длина — это длина между фиксированным выводом и положением скользящего вывода на резистивном пути. По мере движения ползунка эффективная длина изменяется, тем самым изменяя сопротивление реостата.

Поскольку сопротивление прямо пропорционально длине, по мере увеличения эффективной длины сопротивление увеличивается.Точно так же, когда эффективная длина уменьшается, сопротивление реостата уменьшается.

Теперь, когда принцип работы достаточно ясен, давайте посмотрим на конструкцию и типы реостатов.

Конструкция реостата:

Конструкция реостата такая же, как и у потенциометра, о чем подробно говорилось в нашей статье о потенциометрах. Подобно потенциометру, реостат имеет три контакта, два фиксированных и один подвижный. Кроме того, этот подвижный терминал скользит по резистивной дорожке.Этот резистивный путь может быть из любого типа резистивного материала, такого как резистор из углеродного состава, резистор с проволочной обмоткой, резистор из проводящего пластика и керамический резистор. Выбор типа резистивного материала полностью зависит от типа применения. Однако в большинстве приложений эти реостаты имеют тенденцию пропускать значительный ток, и поэтому в этих случаях выбирается резистивный путь с проволочной обмоткой.

Также геометрия резистивного пути может быть вращательной или линейной.

Исходя из геометрии резистивного пути, у нас есть два основных типа реостатов, а именно роторные реостаты и линейные реостаты. Помимо этих двух существует еще один тип реостата, называемый триммером.

Вам также может понравиться — Как сделать реостат

Рабочий реостат

Остановимся вкратце о каждом из них

Типы реостатов:

1. Линейный реостат:

Эти реостаты имеют линейный резистивный путь.Скользящий терминал скользит по этому пути. Есть два фиксированных терминала, однако используется только один из двух. Другой терминал подключен к слайдеру.

В основном они используются в лабораторных условиях. В основном используется проволочный резистивный путь вдоль материала линейной цилиндрической формы.

На следующем рисунке показан типичный линейный реостат.

Линейный реостат

2. Поворотный реостат:

В полном соответствии со своим названием поворотный реостат имеет поворотный резистивный путь.Они в основном используются в энергетических приложениях. Эти реостаты имеют вал, на котором установлен грязесъемник. Стеклоочиститель — это не что иное, как скользящий контакт для поворотного реостата, который может вращаться на круга.

Функция и принцип работы одинаковы для обоих типов реостатов.

На рисунке ниже показан роторный реостат.

Поворотный реостат

3. Предустановленный реостат:

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

На рисунке ниже показан триммер.

Предустановка

Мы видим, что реостат и потенциометр имеют одинаковую конструкцию. Вы можете задаться вопросом, можно ли использовать потенциометр в качестве реостата.

Да, можно подключить как реостат. Посмотрим, как это сделать.

Потенциометр, подключенный как реостат:

Вам также может понравиться — Разница между потенциометром и реостатом

Мы видим, что потенциометр имеет три вывода, два фиксированных вывода и подвижный вывод.Реостат также имеет то же самое, хотя использует только один из двух фиксированных выводов. Так что подключить потенциометр к реостату довольно просто.

Все, что вам нужно сделать, это соединить неподвижный терминал и подвижный терминал вместе так, чтобы он работал как единый движущийся терминал. Таким образом, теперь у вас есть фиксированный терминал и подвижный терминал.

Вместо регулятора напряжения, потенциометр будет работать как регулятор тока или реостат.

Таким образом, вы можете использовать потенциометр в качестве реостата.Таким образом, обычная практика заключается в подключении кастрюли в качестве реостата.

На рисунке ниже показано схематическое изображение потенциометра, подключенного как реостат.

Потенциометр, подключенный как переменное сопротивление

Реостат — применение и применение

Самым распространенным применением реостатов, как уже обсуждалось, является управление током. Все другие приложения в основном основаны на этом текущем управляющем свойстве реостата.Эти реостаты используются для ограничения тока и предотвращения сильноточных повреждений. В соответствии с текущими требованиями выбирается размер используемого реостата. Например, для сильноточных цепей используются большие реостаты. Они также используются в цепях регулятора освещенности, цепях регулирования скорости
для двигателей, нагревателей и духовок. Поскольку они рассеивают тепло, они имеют низкий КПД и, следовательно, в настоящее время заменяются переключающими устройствами с регулируемой шириной импульса. Предустановленные реостаты или подстроечные резисторы используются во время калибровки или настройки схемы.В случае отсутствия подстроечных резисторов с двумя выводами, подстроечный потенциометр с тремя выводами подключается как реостат подстроечного резистора.

На этом мы подходим к заключению статьи. Давайте быстро рассмотрим реостаты.

Реостаты: быстрый взгляд назад.

Реостаты — это разновидность переменных резисторов. В основном это три оконечных устройства, но используются только два из этих трех терминалов. Три клеммы включают две фиксированные клеммы и подвижную клемму (называемую ползунком или дворником).Из двух фиксированных терминалов используется только один. Когда ползунок перемещается по резистивному пути, они изменяют сопротивление в цепи и, следовательно, контролируют ток в цепи. Они похожи на потенциометр, хотя оба используются для разных целей. Потенциометр используется для управления напряжением в цепи, а реостат используется для управления током в цепи. Конструкция реостата такая же, как и у потенциометра. Он имеет резистивную липкость, которая может быть линейной или вращающейся.Типы реостатов включают линейные, поворотные и подстроечные реостаты.

Вам также может понравиться — Переменный резистор — Рабочий

Подстроечный реостат используется, когда эти устройства должны быть включены в печатные платы. Поворотные и линейные реостаты используются в силовых и токоограничивающих приложениях. Потенциометр можно подключить как реостат, просто подключив его фиксированные клеммы к скользящей клемме. Таким образом, в областях, где реостат недоступен, потенциометр можно подключить таким образом и использовать в качестве реостата.

Основы электроники — Как работает потенциометр

Потенциометр, также называемый горшком, может иметь самые разные формы и использоваться во многих приложениях в повседневной жизни, например, для управления громкостью звука радио.

Поток — это регулируемый вручную переменный резистор с тремя выводами. На рисунке ниже вы можете увидеть несколько примеров потенциометров.

Обозначения потенциометров

На принципиальной схеме потенциометр представлен одним из двух символов ниже:

Как работает потенциометр?

Потенциометр имеет 3 контакта.Две клеммы (синяя и зеленая) подключены к резистивному элементу, а третья клемма (черная) подключена к регулируемому дворнику.

Потенциометр может работать как реостат (переменный резистор) или как делитель напряжения .

Реостат

Для использования потенциометра в качестве реостата используются только два контакта: один внешний и центральный. Положение дворника определяет, какое сопротивление потенциометр оказывает на цепь, как показано на рисунке:

Если у нас есть потенциометр 10 кОм, это означает, что максимальное сопротивление переменного резистора составляет 10 кОм, а минимальное — 0 Ом.Это означает, что, изменив положение стеклоочистителя, вы получите значение от 0 Ом до 10 кОм.

Делитель напряжения

Потенциометры могут использоваться как делители напряжения. Чтобы использовать потенциометр в качестве делителя напряжения, необходимо подключить все три контакта. Один из внешних контактов подключен к GND, другой — к Vcc, а средний контакт — это выход напряжения.

Когда потенциометр используется в качестве делителя напряжения, положение стеклоочистителя определяет выходное напряжение. Когда вы подключили потенциометр таким образом, у вас будет следующая цепь:

В основном делитель напряжения используется для превращения большого напряжения в меньшее.

Выходное напряжение можно рассчитать с помощью следующего уравнения, полученного из закона Ома:

Конус потенциометра

Одна из основных концепций, связанных с потенциометрами, — это конус . Конусность — это соотношение между положением и сопротивлением потенциометра. Наиболее распространенными типами являются линейные и логарифмические конусы.

Линейные потенциометры

Самая распространенная форма — простой линейный конус.В линейном конусе зависимость между сопротивлением и положением потенциометра является линейной.

Это означает, что если ручка потенциометра находится в среднем положении, выходное напряжение составляет половину напряжения, измеренного потенциометром. См. Рисунок ниже:

Потенциометры с линейным конусом помечены буквой B.

Логарифмические потенциометры

Нелинейные конусы специально используются в приложениях управления звуком, а именно логарифмических конуса (есть также обратных логарифмических конуса ).Соотношение между положением и сопротивлением показано на следующем рисунке:

Потенциометры с логарифмической конусностью помечены буквой A.

Заключение

Надеюсь, вы узнали что-то новое сегодня и сочли это объяснение полезным.

Если вы хотите узнать больше об основах электроники или начать знакомство с миром электроники, обязательно ознакомьтесь с нашей электронной книгой Electronics for Beginners .

Спасибо за прочтение.

Стандартные символы JIC для электрических лестничных схем

Эти графические символы чаще всего используются на лестничных диаграммах для электрических цепей управления гидравлической мощностью. Это стандартные символы JIC (Объединенного промышленного совета), утвержденные и принятые NMTBA (Национальная ассоциация производителей станков). Они взяты из Приложения к спецификации NMTBA EGPl-1967. Помните, что стандарты JIC носят рекомендательный характер.Их использование в промышленности или торговле полностью добровольно.

ОБОЗНАЧЕНИЯ УСТРОЙСТВА
Эти сокращения предназначены для использования на схемах вместе с соответствующим символом из приведенных выше схем, чтобы усилить информацию о функциях устройства. Подходящие номера префиксов (1, 2, 3, 4 и т. Д.) Могут быть добавлены, чтобы различать несколько похожих устройств. Можно добавить буквы суффикса (A, B, C, D и т. Д.), Чтобы различать несколько наборов контактов на одном устройстве.

Примеры: 1-CR-A, 1-CR-B, 3-CR-A и т. Д.

AM — Амперметр	GRD — Земля	RH — Реостат
CAP — конденсатор	HTR — Нагревательный элемент	RSS — поворотный переключатель
CB — Автоматический выключатель	LS — Концевой выключатель	S — переключатель
CI — прерыватель цепи	LT — Контрольная лампа	SOC — розетка
CON — Подрядчик	M — Стартер двигателя	SOL — Соленоид
CR — Реле управления	MTR — Двигатель	SS — Селекторный переключатель
CS — Кулачковый переключатель	PB — Кнопка	T — Трансформатор
CTR — Счетчик	POT — Потенциометр	TAS — Темп.Переключатель срабатывания
F — Вперед	PRS — Бесконтактный переключатель	TB — клеммная колодка
FB — Блок предохранителей	PS — Реле давления	T / C — Термопара
FLS — реле протока	R — Задний ход	TGS — Тумблер
FS — Поплавковый выключатель	REC — Выпрямитель	TR — Реле задержки времени
FTS — ножной переключатель	RECEP — Розетка	VM — Вольтметр
FU — предохранитель	RES — Резистор	VS — Вакуумный выключатель

© 1990, компания Womack Machine Supply Co. Эта компания не несет ответственности за ошибки в данных, а также за безопасную и / или удовлетворительную работу оборудования, разработанного на основе этой информации.

4.4: Работа в активном режиме (BJT) — Workforce LibreTexts

Однако биполярные транзисторы не должны ограничиваться этими двумя крайними режимами работы. Как мы узнали в предыдущем разделе, базовый ток «открывает ворота» для ограниченного количества тока через коллектор. Если этот предел для регулируемого тока больше нуля, но меньше максимально допустимого для цепи питания и нагрузки, транзистор будет «дросселировать» ток коллектора в режиме где-то между отсечкой и насыщением.Этот режим работы называется активным режимом .

Автомобильная аналогия работы транзистора выглядит следующим образом: отсечка — это условие отсутствия движущей силы, создаваемой механическими частями автомобиля, чтобы заставить его двигаться. В режиме отсечки тормоз включен (нулевой базовый ток), предотвращая движение (ток коллектора). Активный режим — это автомобиль, движущийся с постоянной контролируемой скоростью (постоянный контролируемый ток коллектора) в соответствии с указаниями водителя. Saturation Автомобиль, движущийся по крутому склону, не позволяет ему ехать с такой скоростью, которую хочет водитель. Другими словами, «насыщенный» автомобиль — это автомобиль с педалью акселератора, нажатой до упора (базовый ток требует большего тока коллектора, чем может обеспечить цепь источника питания / нагрузки).

Давайте настроим схему для моделирования SPICE, чтобы продемонстрировать, что происходит, когда транзистор находится в активном режиме работы. (Рисунок ниже)

«Q» — это стандартное буквенное обозначение транзистора на принципиальной схеме, так же как «R» — для резистора, а «C» — для конденсатора.В этой схеме у нас есть NPN-транзистор, питаемый от батареи (V ₁) и управляемый током через источник тока (I ₁). Источник тока — это устройство, которое выводит определенное количество тока, генерируя такое же или меньшее напряжение на своих выводах, чтобы обеспечить точное количество тока через него. Источники тока, как известно, трудно найти в природе (в отличие от источников напряжения, которые, напротив, пытаются поддерживать постоянное напряжение, выдавая столько или меньше тока для выполнения этой задачи), но их можно смоделировать с помощью небольшого набора электронных компонентов. .Как мы скоро увидим, сами транзисторы имеют тенденцию имитировать поведение источника тока при постоянном токе в своей способности регулировать ток при фиксированном значении.

В моделировании SPICE мы установим источник тока на постоянное значение 20 мкА, затем изменим источник напряжения (V ₁) в диапазоне от 0 до 2 вольт и проследим, сколько тока проходит через него. «Пустая» батарея (амперметр V ) на рисунке выше с ее выходным напряжением 0 вольт служит просто для обеспечения SPICE схемным элементом для измерения тока.

A Переменное напряжение коллектора от 0 до 2 В при постоянном токе базы 20 мкА дает постоянный ток коллектора 2 мА в области насыщения.

Постоянный базовый ток 20 мкА устанавливает ограничение тока коллектора в 2 мА, что ровно в 100 раз больше. Обратите внимание, насколько плоская кривая (рисунок выше) для тока коллектора в диапазоне напряжения батареи от 0 до 2 вольт. Единственное исключение из этого невыразительного графика — в самом начале, когда батарея увеличивается с 0 вольт до 0.25 вольт. Здесь ток коллектора быстро увеличивается от 0 ампер до своего предельного значения 2 мА.

Давайте посмотрим, что произойдет, если мы изменим напряжение батареи в более широком диапазоне, на этот раз от 0 до 50 вольт. Мы сохраним базовый ток на уровне 20 мкА. (Рисунок ниже)

Изменение напряжения коллектора от 0 до 50 В при постоянном токе базы 20 мкА дает постоянный ток коллектора 2 мА.

Тот же результат! Коллекторный ток на рисунке выше остается абсолютно стабильным на уровне 2 мА, хотя напряжение батареи (v1) изменяется от 0 до 50 вольт.Из нашего моделирования может показаться, что напряжение между коллектором и эмиттером мало влияет на ток коллектора, за исключением очень низких уровней (чуть выше 0 вольт). Транзистор действует как регулятор тока, пропуская через коллектор ровно 2 мА и не более.

Теперь давайте посмотрим, что произойдет, если мы увеличим управляющий (I ₁) ток с 20 мкА до 75 мкА, снова изменим напряжение батареи (V ₁) с 0 до 50 вольт и построим график тока коллектора на рисунке ниже.

напряжение коллекторного пламени от 0 до 50 В (.dc v1 0 50 2) с постоянным током базы 75 мкА дает постоянный ток коллектора 7,5 мА. Другие кривые генерируются с помощью развертки по току (i1 15u 75u 15u) в операторе анализа постоянного тока (.dc v1 0 50 2 i1 15u 75u 15u).

Неудивительно, что SPICE дает нам похожий график: ровная линия, стабильная на этот раз на уровне 7,5 мА — ровно в 100 раз больше базового тока — в диапазоне напряжений батареи от чуть выше 0 вольт до 50 вольт. Похоже, что ток базы является решающим фактором для тока коллектора, напряжение батареи V ₁ не имеет значения, пока оно выше определенного минимального уровня.

Это соотношение напряжение / ток полностью отличается от того, что мы привыкли видеть на резисторе. С резистором ток увеличивается линейно с увеличением напряжения на нем. Здесь, с транзистором, ток от эмиттера к коллектору остается ограниченным на фиксированном максимальном значении независимо от того, насколько высоко увеличивается напряжение на эмиттере и коллекторе.

Часто бывает полезно наложить несколько графиков ток / напряжение коллектора для разных базовых токов на один график, как показано на рисунке ниже.Набор подобных кривых — по одной кривой, построенной для каждого отдельного уровня тока базы — для конкретного транзистора называется характеристическими кривыми транзистора :

Зависимость напряжения от коллектора к эмиттеру от тока коллектора для различных базовых токов.

Каждая кривая на графике отражает ток коллектора транзистора, построенный в диапазоне напряжений между коллектором и эмиттером для заданной величины тока базы. Поскольку транзистор имеет тенденцию действовать как регулятор тока, ограничивая ток коллектора до пропорции, установленной током базы, полезно выразить эту пропорцию как стандартную меру производительности транзистора.В частности, отношение тока коллектора к току базы известно как коэффициент Beta (обозначается греческой буквой β):

Иногда коэффициент β обозначается как «h _fe» — метка, используемая в области математического анализа полупроводников, известной как «гибридные параметры», которая стремится достичь точного предсказания характеристик транзистора с помощью подробных уравнений. Переменных гибридных параметров много, но каждая помечена общей буквой «h» и определенным нижним индексом.Переменная «h _fe» — это просто еще один (стандартизованный) способ выражения отношения тока коллектора к току базы, и она взаимозаменяема с «β». Коэффициент β безразмерный.

β для любого транзистора определяется его конструкцией: он не может быть изменен после изготовления. Два транзистора одинаковой конструкции редко совпадают в точности из-за физических переменных, влияющих на β. Если конструкция схемы основана на равных отношениях β между несколькими транзисторами, «согласованные наборы» транзисторов могут быть приобретены за дополнительную плату.Однако обычно считается плохой практикой проектирования конструировать схемы с такими зависимостями.

β транзистора не остается стабильным для всех условий эксплуатации. Для реального транзистора коэффициент β может изменяться более чем в 3 раза в пределах его рабочего тока. Например, транзистор с заявленным β, равным 50, может фактически тестироваться с отношениями I _c / I _b от 30 до 100, в зависимости от величины тока коллектора, температуры транзистора и частоты усиливаемого сигнала. сигнал, среди других факторов.Для учебных целей достаточно принять постоянное значение β для любого данного транзистора; поймите, что реальная жизнь не так проста!

Иногда для понимания полезно «смоделировать» сложные электронные компоненты с помощью набора более простых и понятных компонентов. Модель на рисунке ниже используется во многих вводных текстах по электронике.

Элементарный диодный резистор, модель транзистора.

В этой модели транзистор представляет собой комбинацию диода и реостата (переменного резистора).Ток через диод база-эмиттер контролирует сопротивление реостата коллектор-эмиттер (как показано пунктирной линией, соединяющей два компонента), тем самым управляя током коллектора. Транзистор NPN смоделирован на показанном рисунке, но транзистор PNP будет немного отличаться (только диод база-эмиттер будет перевернут). Эта модель успешно иллюстрирует основную концепцию транзисторного усиления: как сигнал тока базы может управлять током коллектора.Однако мне не нравится эта модель, потому что она неверно передает понятие установленной величины сопротивления коллектор-эмиттер для данной величины базового тока. Если бы это было правдой, транзистор вообще не регулировал бы ток коллектора , как показывают характеристические кривые. Вместо того, чтобы кривые коллекторного тока сглаживались после их кратковременного подъема по мере увеличения напряжения коллектор-эмиттер, коллекторный ток был бы прямо пропорционален напряжению коллектор-эмиттер, постоянно возрастая по прямой линии на графике.

Лучшая модель транзистора, часто встречающаяся в более продвинутых учебниках, показана на рисунке ниже.

Модель источника тока транзистора.

Он представляет транзистор как комбинацию диода и источника тока, при этом выход источника тока установлен на кратное (коэффициент β) базовому току. Эта модель гораздо точнее отображает истинные входные / выходные характеристики транзистора: ток базы устанавливает определенную величину тока коллектора , а не определенную величину сопротивления коллектора-эмиттера , как предполагает первая модель.Кроме того, эта модель предпочтительна при выполнении сетевого анализа транзисторных схем, поскольку источник тока является хорошо изученным теоретическим компонентом. К сожалению, использование источника тока для моделирования поведения транзистора по управлению током может ввести в заблуждение: транзистор никоим образом не будет действовать как источник электрической энергии. Источник тока не моделирует тот факт, что его источником энергии является внешний источник питания, подобный усилителю.

Обзор

Транзистор находится в активном режиме , если он работает где-то между полностью включенным (насыщение) и полностью выключенным (отсечка).
Базовый ток регулирует ток коллектора. Под правилом , регулирующим , мы подразумеваем, что не может существовать ток коллектора, превышающий допустимый током базы.
Соотношение между током коллектора и током базы называется «бета» (β) или «h _fe».

Соотношение
β отличается для каждого транзистора, а
β изменяется для разных условий эксплуатации.

Рабочий лист потенциометров — Электрические цепи постоянного тока

Позвольте электронам сами дать вам ответы на ваши собственные «практические проблемы»!

Примечания:
По моему опыту, студентам требуется много практики с анализом цепей, чтобы стать профессионалом.С этой целью инструкторы обычно предоставляют своим ученикам множество практических задач, над которыми нужно работать, и дают ученикам ответы, с которыми они могут проверить свою работу. Хотя такой подход позволяет студентам овладеть теорией схем, он не дает им полноценного образования.
Студентам нужна не только математическая практика. Им также нужны настоящие практические схемы построения схем и использование испытательного оборудования. Итак, я предлагаю следующий альтернативный подход: ученики должны построить свои собственные «практические задачи» с реальными компонентами и попытаться математически предсказать различные значения напряжения и тока.Таким образом, математическая теория «оживает», и учащиеся получают практические навыки, которых они не приобрели бы, просто решая уравнения.
Еще одна причина для следования этому методу практики — научить студентов научному методу : процессу проверки гипотезы (в данном случае математических предсказаний) путем проведения реального эксперимента. Студенты также разовьют реальные навыки поиска и устранения неисправностей, поскольку они время от времени допускают ошибки при построении схемы.
Выделите несколько минут времени со своим классом, чтобы ознакомиться с некоторыми «правилами» построения схем, прежде чем они начнутся.Обсудите эти проблемы со своими учениками в той же сократической манере, в которой вы обычно обсуждаете вопросы рабочего листа, вместо того, чтобы просто говорить им, что они должны и не должны делать. Я никогда не перестаю удивляться тому, насколько плохо студенты понимают инструкции, представленные в типичном формате лекции (монолог инструктора)!
Примечание для тех инструкторов, которые могут жаловаться на «потраченное впустую» время, необходимое ученикам для построения реальных схем вместо того, чтобы просто математически анализировать теоретические схемы:
Какова цель студентов, посещающих ваш курс?
Если ваши ученики будут работать с реальными схемами, им следует по возможности учиться на реальных схемах.Если ваша цель — обучить физиков-теоретиков, то во что бы то ни стало придерживайтесь абстрактного анализа! Но большинство из нас планируют, чтобы наши ученики что-то делали в реальном мире с образованием, которое мы им даем. «Потраченное впустую» время, потраченное на создание реальных схем, принесет огромные дивиденды, когда им придет время применить свои знания для решения практических задач.
Кроме того, когда студенты создают свои собственные практические задачи, они учатся выполнять первичное исследование , тем самым давая им возможность продолжить свое образование в области электротехники / электроники в автономном режиме.
В большинстве наук реалистичные эксперименты намного сложнее и дороже, чем электрические схемы. Профессора ядерной физики, биологии, геологии и химии хотели бы, чтобы их студенты применяли передовую математику в реальных экспериментах, не представляющих опасности для безопасности и стоивших меньше, чем учебник. Они не могут, но вы можете.

Условное обозначение реостата на схеме

Постоянные резисторы

Обозначение сопротивления резисторов

Переменные резисторы

Регулируемые резисторы

Подстроечные резисторы

Нелинейные резисторы

Как на схемах изображают реостат. Реостат и методы его включения

Что такое резистор, классификация резисторов и их обозначения на схемах

Ремонт — реостат

Выбор — реостат

Пускорегулирующие реостаты

Переменные резисторы

Каково значение реостата в электрической цепи

Упражнение 1. Реостат

Физика8 класс

§ 47. Реостаты

Вопросы

Упражнение 31

Жидкостный реостат

обозначение на схеме, для чего нужны реостаты

Устройство реостата

Принцип работы

Виды реостатов

Виды реостатов по материалу их изготовления

Видео

Как на схемах электрических цепей изображают реостат

Понятие и назначение

Устройство и принцип работы

Обозначение реостата на схеме электрической цепи

Как прибор включается в сеть

Как решать задачи с реостатом

Написать комментарий

Как обозначается реостат на схеме. Что такое реостат? Виды и их назначение. Тема: Электромагнитные явления

Устройство и принцип работы

Как включается реостат в цепь

Устройство реостата

Принцип работы

Виды реостатов

Виды реостатов по материалу их изготовления

Видео

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

Описание, конструкция, символы и применение реостата

Реостат определение

Что такое реостат?

Строительство реостата

Сопротивление реостата зависит от длины резистивной дорожки

Символ реостата

Типы реостатов

Поворотный реостаты

линейный реостаты

Разница между потенциометром и реостатом

Приложения реостата

Разница между потенциометром и реостатом, подробное сравнение

Потенциометр и реостат

Потенциометр

Работа потенциометра

Логарифмический потенциометр

Линейный потенциометр

Использование потенциометра

Реостат

Работа, строительство, типы и использование

Реостат — Рабочий

Основы электроники — Как работает потенциометр

Обозначения потенциометров

Как работает потенциометр?

Реостат

Делитель напряжения

Конус потенциометра

Линейные потенциометры

Логарифмические потенциометры

Заключение

Стандартные символы JIC для электрических лестничных схем

4.4: Работа в активном режиме (BJT) — Workforce LibreTexts

Обзор

Рабочий лист потенциометров — Электрические цепи постоянного тока

Читайте также

Что делать, если грудничок не спит днем: советы по налаживанию режима сна

Антигистаминные препараты для новорожденных: лечение и профилактика аллергии у грудничков

Методика «Цветоник» М. Лазарева для музыкального развития детей