Що таке реостат?

Зазвичай рідко хто замислюється, яким чином у різних приладах регулюється рівень звуку. У багатьох електричних приладах регулювання гучності звуку здійснюється за рахунок зміни сили струму. він отримав назву – реостат.

Отже, реостат є приладом, основне завдання якого полягає в регулюванні напруги і сили струму. Цей елемент електричної мережі дуже поширений, його застосовують у фізиці, радіотехніці, електроніці.

Пристрій реостату

Пристрій реостата для досвідченого фізика не викликає труднощів і являє собою керамічний порожнистий циліндр з металевою обмоткою, кінці якої виведені на спеціальні контакти, що отримали назву клеми, розташовані з обох боків керамічного циліндра. навіть невелика зміна довжини відображає зміну та опору. Вздовж циліндра розташований металевий шланг, на якому закріплений контакт, що отримав назву повзунок.

Керамічний циліндр усередині порожній для того, щоб відбувалося охолодження приладу при проходженні через нього електроенергії. Для безпеки ряд приладів мають спеціальний кожух, що приховує всі начинки механізму.

Влаштування реостату на схемі

Принцип роботи

Незалежно від типу реостата, принцип роботи у всіх приблизно аналогічний.

• Підключення до мережі відбувається через клеми, розташовані з обох боків циліндра;
• Струм проходить по всій довжині, залежно від місця розташування повзунка. Так, якщо повзунок знаходиться у центрі приладу, то струм проходить лише до середини; якщо повзунок знаходиться в кінці приладу, тоді струм проходить цілком, відповідно максимальна напруга.

Найчастіше задіяна у роботі лише частина приладу, тобто. повзунок не доходить до краю реостату. Зміна місця розташування бігунка прямо пропорційно до зміни сили струму. Підключення реостату до електричної мережі здійснюється послідовно.

Види реостатів

Різновид реостатів залежить від їхнього основного призначення:

• Пускові реостати призначені для запуску електродвигунів із постійним або змінним струмом;
• Пускорегулюючі реостати призначені не тільки для запуску двигунів з постійним струмом, але і для регулювання сили струму;
• Баластние реостати, ще отримали назву навантажувальні, поглинають енергію, яка необхідна регулювання навантаження на електрогенераторах, тобто. створюють необхідний опір електричної мережі;
• Реостати збудження застосовуються в електричних машинах для регулювання постійного та змінного струму, вони поглинають зайву енергію;
• В особливу групу виділяють реостати, призначені для розподілу напруги, їх називають потенціометрами. Вони дозволяють застосовувати в одному приладі різні напруги, не використовуючи додаткові пристрої, такі як трансформатори і блоки живлення. У цьому випадку реостат має 3 клеми, де нижні клеми використовуються для входу струму, а верхня та одна нижня – як вихід. Регулювання напруги здійснюється під час руху повзунка.

Завдяки застосуванню в електричних приладах і реостатних машинах, відбувається зменшення зниження стрибків електричного струму і перевантажень двигуна, це, у свою чергу, збільшує термін служби електричних приладів.

Реостат на електричній схемі має особливе позначення.

Схематичне позначення реостату

Види реостатів за матеріалом їх виготовлення

Головним елементом, що визначає принцип роботи реостату, є матеріал, з якого він виготовлений. Крім того, при проходженні через прилад струму має відбуватися його охолодження: повітряне або рідинне. Повітряне охолодження відбувається завдяки порожнистому циліндру і застосовується у всіх приладах. Рідинне охолодження використовується лише для реостатів, виготовлених із металу. Охолодження відбувається за рахунок повного занурення рідини або окремих частин приладу. Рідинні реостати можуть бути водяними або олійними.

Можна виділити такі реостати за матеріалом виготовлення:

• Металеві реостати з повітряним типом охолодження найбільш поширені, оскільки застосовні у різних сферах і для різних приладів, опір у них може бути постійним або ступінчастим. Перевагою подібних конструкцій є компактні розміри, досить проста конструкція, доступна цінова вартість. Металеві рідинні реостати є посудиною, наповненою рідиною. Як матеріал виготовлення можуть бути використані сталь, чавун, хром, нікель, залізо та ін;
• Рідинні реостати можна застосовувати для регулювання сили струму;
• Керамічні – застосовні за відносно невеликих навантажень;
• Вугільні на сьогоднішній день застосовуються тільки в промисловій сфері і є рядом шайб з вугілля, стиснутих один з одним за допомогою пружин.

Задаючись питанням, навіщо в повсякденному житті потрібен цей прилад, можна отримати банальну відповідь: жоден сучасний телевізор не обходиться без реостату.

Як видно, це справді універсальний і незамінний компонент. Варто підкреслити, що різновидів реостатів дуже багато, в залежності від їхнього основного призначення. Типи електродвигунів. Вихід з ладу реостату здатний вивести з ладу всю систему. електромережі.

Відео

Реостати. Види та пристрій.

У багатьох електронних пристроях для регулювання гучності звуку необхідно змінювати силу струму, за допомогою якого можна змінювати силу струму та напругу. змінювати опір провідника R, тоді змінюватиметься сила струму.

Опір залежить від довжини L, від площі поперечного перерізу S і від матеріалу питомого опору. Для того, щоб змінювати опір провідника, потрібно змінювати довжину, товщину або матеріал.

Розберемо ланцюг, що складається з джерела струму, ключа, амперметра та провідника у вигляді резистора АС із дроту з великим питомим опором.

Переміщуючи контакт З цим дротом, можна змінювати довжину провідника, яка задіяна в ланцюгу, тим самим змінювати опір, а значить, і силу струму. Отже, можна створити пристрій зі змінним опором, за допомогою якого можна змінювати силу струму. Такі пристрої мають назву реостати.

Реостат – це пристрій із змінним опором, який служить для регулювання сили струму та напруги.

Пристрій реостату

На циліндр, виконаний з кераміки, намотаний металевий провідник, зроблений з матеріалу з великим питомим опором. Зроблено це для того, щоб при невеликій зміні довжини суттєво змінювався опір. Цей металевий провід називається обмоткою. Він так називається, тому що намотаний на керамічний циліндр.

Кінці обмотки виведені до затискачів, які називаються клемами. У верхній частині реостату є металевий стрижень, який також закінчується клемами. Уздовж металевого стрижня і вздовж обмотки може переміщатися ковзний контакт, який називається повзунком. Оскільки ковзний контакт має таку назву, то подібний реостат називається повзунковим реостатом.

Принцип дії

Повзунковий реостат приєднаний у ланцюг через дві клеми: нижню з обмотки та верхню клему, там, де металевий стрижень. При підключенні його в ланцюг, таким чином, струм через нижню клему проходить витками обмотки, а не поперек витків. Далі струм проходить через ковзний контакт, потім металевим стрижнем, і знову в ланцюг.

Таким чином, в ланцюзі задіяна тільки частина обмотки реостата.

Необхідно звернути увагу, що струм у тій частині реостату, по якій він проходить, йде по кожному витку обмотки, а не впоперек них. Це досягається тим, що витки обмотки ізольовані між собою тонким шаром ізоляційного матеріалу. та повзунком.

При русі по обмотці повзунок рухається по її верхньому шару, який має зачищену ділянку ізоляції на шляху повзунка. Так здійснюється контакт між повзунком і витком обмотки.

На схемі зображено ланцюг з джерелом струму, вимикачем, амперметром і повзунковим реостатом.

Повзунковий реостат можна підключати до ланцюга за допомогою двох клем: верхньої та нижньої. Але реостати підключаються і по-іншому.

Реостат можна підключити через три клеми. Дві нижні клеми з'єднуються з кінцями обмотки, і один дріт з верхньої клеми.

Загальна напруга дорівнює сумі напруг кожного резистора. .

Види та особливості реостатів

Реостат у вигляді тора

Два крайні затискачі - це кінці обмотки, а середній затискач з'єднаний з повзунком. Повертаючи повзунок по обмотці, можна змінити опір і сила струму в ланцюзі.

Важельні

Вони отримали таку назву, тому що в нижній частині знаходиться перемикач - важіль. З його допомогою можна включати різні частини спіралі резисторів. На малюнку показано принцип роботи важільного реостату.

Важелевий реостат змінює силу струму стрибкоподібно, тоді як повзунковий реостат змінює силу струму плавно. Якщо в ланцюзі буде присутній резистор, то при переміщенні повзунка на повзунковому реостаті або при перемиканні важеля реагенту важеля змінюватиметься сила струму і напруга на кінцях резистора.

Штепсельні

Такі пристрої складаються із магазину опорів.

Це набір різних опорів. Вони називаються спіралі-резистори. За допомогою штепселя можна вмикати або вимикати різні спіралі-резистори. Коли штепсель перебуває у перемичці, то більший струм йде через перемичку, а чи не через резистор. Таким чином, резистор вимикається. Використовуючи штепсель, можна одержувати різні опори.

Матеріали та охолодження

Основним елементом у пристрої реостату є матеріал виготовлення, за яким реостати діляться на кілька видів:

• Вугільні. • Металеві. • Рідинні. • Керамічні.

Електричний струм у опорах перетворюється на теплову енергію, яка має якимось чином відводитися від них. Тому реостати також діляться на кшталт охолодження:

Рідинні реостати поділяються на водяні та масляні. Повітряний вигляд використовується у будь-яких конструкціях приладів.Рідинне охолодження застосовується тільки для металевих реостатів, їх опори омиваються рідиною, або повністю занурені в неї. Не можна забувати, що рідина, що охолоджує, також повинна охолоджуватися.

Металеві реостати

Це конструкція реостату з повітряним охолодженням. Такі моделі набули популярності, тому що легко підходять для різних умов роботи своїми електричними, тепловими характеристиками, а також формою конструкції. Вони бувають з безперервним чи ступінчастим типом регулювання опору.

У пристрої є рухомий контакт, що ковзає нерухомими контактами, розташованим в цій же площині. Нерухомі контакти виконані у вигляді гвинтів із плоскими головками, пластин або шин. Рухомий контакт називається щіткою. Він буває містковим чи важелевим.

Такі види реостатів ділять на самовстановлювані та несамовстановлювані. Останній вигляд має просту конструкцію, але ненадійний у використанні, оскільки контакт часто порушується.

Олійні

Пристрої з масляним охолодженням підвищують теплоємність та час нагрівання внаслідок гарної теплопровідності олії. Це уможливлює підвищення навантаження на невеликий час, знижує витрату матеріалу виготовлення опору та габарити корпусу реостату.

Деталі, що занурюються в олію, повинні мати значну поверхню для хорошої віддачі тепла. У маслі збільшуються можливості контактів на вимкнення. Це перевага такого виду реостатів. Завдяки змащуванню на контакти можна докладати підвищених зусиль. До недоліків можна віднести ризик виникнення пожежі та забруднення місця встановлення.

Реостат: Характеристики та Пристрій Приладу, Схема Підключення Резисторів, Особливості Апарату Для Електродвигуна, Види: Баластний, Штепсельний та Електричний

Шукаємо двох авторів для нашого сайту, які дуже добре розуміються на пристрої сучасних автомобілів.Звертатися на пошту [email protected].

Пристрій, за допомогою якого відбувається зміна опору, називається реостат. Він може складатися з набору резисторів, що підключаються ступінчасто, або мати практично безперервну зміну опору. Існують прилади, що дозволяють проводити плавне регулювання без розриву мережі. Так як сила струму ланцюга залежить від напруги джерела та опору, змінюючи кількість підключених секцій реостату, можна опосередковано впливати на всі основні параметри електричного контуру.

Призначення реостатів

За своїм призначенням реостати поділяються на такі види:

• пускові, що служать для зниження пускового струму при запуску електродвигуна;
• пускорегулюючі, що використовуються переважно у двигунах постійного струму, а також при змінній напрузі у разі асинхронного електродвигуна з фазним ротором;
• навантажувальні, що утворюють опір в електричному ланцюзі;
• баластние, необхідні поглинання надлишків енергії, що виникає наприклад при гальмуванні електродвигуна.

Реостати застосовуються і обмеження струму в обмотці збудження електричних машин постійного струму. Завдяки цьому виходить домогтися зниження стрибків електричного струму та динамічних навантажень, здатних пошкодити як сам привід, так і підключений до нього механізм. Застосування опору під час пуску продовжує термін служби щіток та колектора.

Зовнішній вигляд повзункового реостату із захисним кожухом

Особливим видом реостатів є потенціометр. Це дільник напруги, основу якого лежить змінний резистор. Завдяки йому в електронних схемах можна використовувати різні напруги, не використовуючи додаткових трансформаторів або блоків живлення. Регулювання сили струму за допомогою реостата широко використовується в радіотехніці, наприклад, зміни гучності звучання динаміка.

Принцип дії

Принцип впливу всіх реостатів схожий. Найбільш просту конструкцію та візуально зрозумілий принцип дії має повзунковий реостат. Підключення до ланцюга відбувається через нижню і верхню клеми. Конструкція виконана таким чином, що струм проходить не поперек витків, а через усю довжину дроту, вибрану повзунком. Це відбувається завдяки надійній ізоляції між провідниками.

У більшості положень бігунка задіяна лише частина реостату. При цьому зміна довжини провідника призводить до регулювання сили струму ланцюга. Для зменшення зносу витків повзунок має ковзний контакт, що часто виконується з графітного стрижня або коліщатка.

Влаштування повзункового реостату

Реостат має можливість працювати як потенціометра. Для цього, виконуючи підключення, необхідно задіяти всі три клеми. Дві нижні використовуються як вход. Вони підключаються до джерела напруги. Верхня та одна з нижніх клем є виходом. При переміщенні повзунка напруга між ними регулюється.

Реостат, що використовується як дільник напруги

Крім потенціометра, можливий і баластний режим роботи реостату, коли необхідно створити активне навантаження для споживання енергії.При цьому необхідно враховувати які розсіювальні здібності має апарат. Надмірне тепло може вивести прилад з ладу, тому рекомендується проводити включення реостата в мережу, попередньо виконавши розрахунок по потужності, що розсіюється, і в разі необхідності забезпечити достатнє охолодження.

Види реостатів

Популярним видом реостатів, що застосовуються в промисловості та електротранспорті, наприклад, трамваях, є пристрій, виконаний у вигляді тора. Регулювання відбувається при обертанні повзунка навколо осі. При цьому він ковзає по обмотках, які розташовані тороїдально.

Реостат у вигляді тора змінює опори практично не створюючи розриву ланцюга. На повну протилежність йому виступає вид важеля. Резистори розташовані на спеціальній рамі, та їх вибір відбувається за допомогою важеля. Будь-яка комутація супроводжується розривом контуру. Крім цього, у схемах з важелевим реостатом відсутня можливість плавного регулювання опору. Усі перемикання призводять до поступових змін параметрів мережі. Дискретність кроків залежить від кількості резисторів на рамі та діапазону регулювання.

Як і важільні, штепсельні реостати регулюють опір східчасто. Відмінною особливістю є зміна параметрів мережі без розриву ланцюга. При знаходженні штепселя в перемичці, більшість струму йде поза опором. Кількість варіантів включення залежить від розміру магазину. Витягуванням штепселя відбувається перенаправлення струму в резистор.

До специфічних видів можна віднести лампові пристрої та рідинні реостати. У зв'язку з низкою недоліків ці прилади не знайшли широкого поширення.Рідинні реостати можна зустріти лише у вибухонебезпечному середовищі, де виконують функції управління двигуном. Лампові можна зустріти в лабораторіях і під час уроків фізики, оскільки їх надійність і точність недостатні для повсюдного використання.

Конструктивні особливості

За матеріалом виготовлення поділяють реостати:

• металеві, що набули найбільшого поширення;
• керамічні, що найчастіше використовуються при невеликих потужностях;
• вугільні, які досі використовуються в промисловості;
• рідинні, що забезпечують максимально плавне регулювання.

Відведення тепла може бути як повітряним, так і водяним або олійним. Рідинне охолодження застосовується за неможливості розсіяти тепло з поверхні резистора. Для підвищення тепловіддачі може використовуватись радіатор з вентилятором.

Датчики, що базуються на реостатах

Між положенням повзунка реостата, його опором, силою струму в ланцюзі та напругою існують прямі залежності. Ці особливості лежать основу датчика кута поворота. Кожному положенню ротора у такому пристрої відповідає певна електрична величина.

Поступово такі датчики витісняються магнітними та оптичними апаратами. Пов'язано це з тим, що характеристика залежності кута та опору, завадостійка від впливу температурного впливу. Також свою частку у витіснення реостатних датчиків вносить перехід до цифрових систем. Вимірювачі резистивні можна зустріти тільки в схемах, що використовують аналогові сигнали.

Реостат пічки опалення салону

Зрозуміти, що несправний реостат пічки опалення салону можна за такими ознаками:

• салон не прогрівається, незважаючи на те, що температура двигуна досягла номіналу;
• грубка не включається в одному або кількох режимах;
• Блок реостатів при продзвонюванні мультиметром показує значення близькі до короткого замикання чи урвища.

Частою несправністю реостата буває вихід із ладу термозапобіжника. При цьому грубка може включатися тільки в одному з режимів. Змінювати повністю весь блок немає необхідності, достатньо перепаяти новий запобіжник з такими ж номінальними параметрами.

Реостат пічки з термозапобіжником

Електричні реостати знайшли широке застосування у промисловості, техніці та автомобілях. Опір використовуються і для пуску електродвигунів, і в радіотехніці, і як активне навантаження. Вихід з ладу резистора здатний зробити непрацездатною всю схему, до якої він входить.

Якщо у вас виникли питання – залишайте їх у коментарях під статтею. Ми чи наші відвідувачі з радістю відповімо на них

Пускові та регулювальні реостати: схеми включення

Пускові та регулювальні реостати

Реостатом називається апарат, що складається з набору резисторів і пристрої, за допомогою якого можна регулювати опір включених резисторів і завдяки цьому регулювати змінний і постійний струм і напруга.

Розрізняють реостати з повітряним і рідинним (олійним чи водяним) остиганням. Повітряне охолодження може застосовуватися всім конструкцій реостатів. Олійне та водяне охолодження використовується для металевих реостатів, резистори можуть або занурюватися в рідину, або обтікатися нею. При цьому слід мати на увазі, що охолодна рідина повинна і може охолоджуватися як повітрям, так і рідиною.

Залізні реостати з повітряним охолодженням набули найбільшого поширення.Їх найлегше пристосувати до різних умов роботи як щодо електронних та термічних характеристик, так і щодо різних конструктивних характеристик. Реостати можуть проводитися з безперервним або зі східчастим зміною опору.

Тумблер сходів у реостатах виробляється плоским. У плоскому тумблері рухомий контакт ковзає по нерухомих контактах, переміщаючись при цьому в одній площині. Нерухомі контакти виробляються у вигляді болтів з плоскими циліндричними або напівсферичними головками, пластинок або шин, що розташовуються по дузі кола в один або два ряди. Рухомий ковзний контакт, що називається зазвичай щіткою, може проводитися місткового або важільного типу, самовстановлюваним або несамовстановлюючим.

Несамовстановлюючий рухомий контакт простіше по конструкції, але ненадійний в експлуатації через нерідке порушення контакту. При рухомому контакті, що самовстановлюється, завжди забезпечуються необхідне контактне натискання і висока надійність в експлуатації. Ці контакти набули переважного поширення.

Плюсами плоского тумблера ступенів реостата є відносна простота конструкції, порівняно невеликі габарити при великій кількості ступенів, низька ціна, можливість встановлення на плиті тумблера контакторів та реле для відключення та захисту керованих ланцюгів. Недоліки - порівняно мінімальна потужність перемикання і невелика розривна потужність, великий знос щітки внаслідок тертя ковзання та оплавлення, скрутність застосування для складних схем з'єднання.

Пускові та регулювальні реостати

Залізні реостати з масляним охолодженням забезпечують підвищення теплоємності та постійного часу нагріву за рахунок великої теплоємності та непоганої теплопровідності масла. Це дозволяє при короткострокових режимах різко нарощувати навантаження на резистори, а отже, зменшити витрату резистивного матеріалу та габарити реостату. Занурювані в масло елементи повинні мати якомога більшу поверхню, щоб забезпечити хорошу тепловтрату. Закриті резистори занурювати в олію недоцільно. Занурення в олію захищає резистори та контакти від шкідливого впливу середовища у хімічних та інших виробництвах. Занурювати в олію можна лише резистори або резистори та контакти.

Відключаюча здатність контактів у маслі збільшується, що є гідністю цих реостатів. Перехідний опір контактів у олії зростає, але відразу покращуються умови охолодження. Крім того, за рахунок мастила можна допустити великі контактні натискання. Наявність мастила забезпечує мале механічне зношування.

Для тривалих і повторно-короткочасних режимів роботи реостати з масляним охолодженням нездатні через малу тепловтрату з поверхні бака і великий постійної часу охолодження. Вони використовуються як пускові реостати для асинхронних електродвигунів з фазним ротором потужністю до 1000 кВт при рідкісних запусках.

Наявність олії робить і ряд недоліків: забруднення приміщення, збільшення пожежної небезпеки.

Мал. 1. Реостат з безперервною зміною опору

Приклад реостату з практично безперервним зміною опору наведено на рис. 1. На каркасі 3 із нагрівальностійкого ізоляційного матеріалу (стеатит, фарфор) намотаний дріт резистора 2.Для ізоляції витків один від одного дріт оксидують. 1 служить для складання всіх деталей та кріплення реостату, а пластинки 7 - для зовнішнього приєднання.

Реостати можуть включатися в схему як змінний резистор (рис. 1, а) або як потенціометр (рис. 1,6). схемах автоматичного керування.

Схеми включення пускових та регулювальних реостатів

На малюнку 2 показана схема включення за допомогою реостата двигуна постійного струму невеликої потужності.

Рис. 2. Схема включення реостата: Л - затискач, з'єднаний з мережею, Я - затискач, з'єднаний з якорем; .

Перед включенням двигуна необхідно переконатися в тому, що важіль 2 реостата знаходиться на холостому контакті 0. Потім включають рубильник і важіль реостата переводять на перший проміжний контакт При цьому двигун збуджується, а в ланцюзі якоря з'являється пусковий струм, величина якого обмежена всіма. 4-ма секціями опору Rп. пусковий струм зменшується і важіль реостату переводять на другий, третій контакт і т. д., поки він не виявиться на робочому контакті.

Пускові реостати розраховані на короткостроковий режим роботи, тому важіль реостата не можна тривало затримувати на проміжних контактах: у разі опору реостата перегріваються і можуть перегоріти.

Перш ніж вимкнути двигун від мережі, необхідно ручку реостата перевести в останнє ліве положення. При цьому двигун відключається від мережі, але ланцюг обмотки збудження залишається замкненим на опір реостата. В іншому випадку можуть з'явитися великі перенапруги в обмотці збудження в момент розмикання ланцюга.

При пуску в хід двигунів постійного струму регулювальний реостат в ланцюзі обмотки збудження слід повністю вивести для збільшення потоку збудження.

Для запуску двигунів з послідовним збудженням застосовують двозатискні пускові реостати, що відрізняються від тризатискних відсутністю мідної дуги і наявністю тільки двох затискачів - Л і Я.

Реостати зі ступінчастою конфігурацією опору (рис. 3 і 4) складаються з набору резисторів 1 і перемикаючого ступінчастого пристрою.

Перемикаючий пристрій складається з нерухомих контактів і рухомого ковзного контакту та приводу. У пускорегулювальному реостаті (рис. 3) до нерухомих контактів приєднані полюс Л1 і полюс якоря Я, відводи від частин опорів, пускових і регулювальних, згідно з розбивкою по сходах та інші керовані реостатом ланцюга. Рухомий ковзний контакт робить замикання і розмикання ступенів опору, а також всіх інших керованих реостатом ланцюгів. Привід реостата може бути ручний (за допомогою ручки) та руховий.

Мал. 3.Схема включення пускорегулюючого реостата: Rпк - резистор, шунтуючий котушку контактора у відключеному положенні реостата, Rогр - резистор, що обмежує струм в котушці, Ш1, Ш2 - паралельна обмотка збудження електродвигуна постійного струму, С1 постійного струму.

Мал. 4. Схема включення регулювального реостата збудження: Rпр - опір предвключено, ОВ - обмотка збудження електродвигуна постійного струму.

Реостати на кшталт наведених на рис. 2 і 3 знайшли широке поширення. Їх конструкції мають, проте, деякими недоліками, зокрема великою кількістю кріпильних деталей і монтажних проводів, особливо в реостатах збудження, які мають безліч ступенів.

Схема включення маслонаполненного реостата серії РМ, призначений для запуску асинхронних двигунів з фазним ротором, наведено на рис. 5. Напруга в ланцюзі ротора до 1200 В, струм 750 А. Комутаційна зносостійкість 10 000 операцій, механічна - 45 000. Реостат допускає 2 - 3 запуску порядку.

Мал. 5 Схема включення маслонаповненого регулювального реостату

Реостат складається з інтегрованих в бак і занурених у олію пакетів резисторів і пристрою, що перемикає. Пакети резисторів набираються із штампованих з електротехнічної сталі частин та кріпляться до кришки бака. Перемикаючий пристрій - барабанного типу, є вісь із закріпленими на ній секторами циліндричної поверхні, з'єднаними за певною електронною схемою. На нерухомій рейці укріплені з'єднані з резисторними елементами нерухомі контакти.При повороті осі барабана (маховиком чи руховим приводом) сегменти як рухливі ковзаючі контакти перемикають ті чи інші нерухомі контакти і тим самим змінюють значення опору в ланцюзі ротора.

Як вирішувати задачі з реостатом

Знайомство з реостатом уперше відбувається у школі у 8-му класі на темі «Електричні явища». Виконується ряд лабораторних робіт з електрики, розглядається низка електричних схем.

Але до 10-го класу незрозумілі питання під час вирішення завдань таки залишаються.

Давайте розберемося з цим фізичним приладом і розглянемо низку прикладів і завдань, які зустрічалися на іспиті і можуть зустрітися.

В основі розв'язання задач із реостатом треба знати формулу залежності опору провідників від його геометричних розмірів. Саме ця формула є основою принципу роботи реостата.

Необхідно навчитися визначати «активну частину» реостату, тобто ця та частина реостату, якою тече електричний струм. Чим більша довжина активної частини, тим більшим електричним опором має реостат. А від опору реостату залежить сила струму в ланцюзі.

Давайте розглянемо два позначення реостата на схемі, і подивимося, відмінність цих схем одна від одної. А потім розберемо кілька прикладів.

Наслідком всіх переміщень повзунка реостата є зміна сили струму, згідно із законами Ома для ділянки ланцюга та для повного ланцюга.

Ряд завдань із реостатом Ви можете подивитися на сайті. А нижче розглянемо ще кілька питань та завдань із реостатом, щоб закріпити матеріал.

Завдання 1. Як змінюватимуться показання електровимірювальних приладів при переміщенні повзунка реостата вгору? Пояснити.

При переміщенні повзунка реостата вгору довжина робочої частини реостату зменшиться. Так як реостат з'єднаний послідовно з резистором, загальний опір ланцюга зменшитися. А отже сила струму в ланцюзі, відповідно до законів Ома, збільшиться. Напруження, що вимірюється на резистори теж збільшиться.

Завдання 2. Реостат паралельно включений з резистором до електричного ланцюга так, як показано на малюнку. Як будуть змінюватися показання амперметра при переміщенні повзунка реостата вправо? Пояснити.

При переміщенні повзунка реостата вправо опір реостата буде зменшуватися, а отже загальний опір електричного ланцюга, згідно з формулами для розрахунку паралельного з'єднання, теж зменшуватиметься. Тобто сила струму в ланцюзі збільшуватиметься.

Ви можете залишити коментар, або поставити трекбек зі свого сайту.

Написати коментар

Що таке реостат? Види та їх призначення

Люди, які пов'язані якимось чином із фізикою, електронікою, радіотехнікою, часто стикаються з таким елементом, як реостат. А інші зовсім не мають уявлення про це. Ця стаття допоможе розібратися з тим, що таке реостат і для чого він потрібний.

Визначення та види

Отже, реостат – це апарат, що складається з кількох резисторів та пристрої, за допомогою якого регулюється опір усіх увімкнених резисторів.

Види реостатів залежить від їх призначення:

• Бувають пускові реостати струму, які служать для запуску електродвигунів змінного або постійного струму.
• Пускорегулюючий реостат необхідний для запуску частоти обертання електричних двигунів із постійним струмом та її регулювання.
• Баластний або навантажувальний реостат - електричний апарат для поглинання енергії, необхідної при регулюванні навантаження генератора або при перевірці цього генератора.
• Реостат збудження необхідний у тому, щоб регулювати струм, що у обмотках електричних машин змінного чи постійного струму.

Матеріал та охолодження

Одним із головних елементів, що визначають конструкцію елемента, є той матеріал, з якого складається реостат. І з цієї причини можна розділити реостати на керамічні, рідинні, металеві та вугільні. Електроенергія в резисторах перетворюється на теплоту, яка від них повинна відводитися. Тому у реостатів буває повітряне та рідинне охолодження. Другий тип може бути водяним або олійним. Повітряний тип застосовується для будь-якої конструкції реостату. Рідинний же лише для металевих, тому що їх резистори обтікають рідиною або повністю в неї занурюються. Потрібно при цьому знати, що рідина, яка використовується для охолодження, може і повинна сама охолоджуватися або повітрям, або рідиною.

Металеві реостати

Що таке реостат із металу? Це елемент, що має тип повітряного охолодження. Такі реостати найбільш поширені, так як їх найбільш легко можна пристосувати до різних робочих умов. Це стосується як теплових і електричних характеристик, так і параметрів конструкції. Вони можуть виготовлятися із ступінчастим або безперервним типом зміни опору.

Перемикач є плоским. У ньому є рухомий контакт, який ковзає по нерухомих контактах в одній і тій же площині.Ті контакти, що не рухаються, виконані у формі болтів, що мають плоскі головки циліндричного або напівсферичного типу у формі пластин або шин, які розташовані по дузі в один або два ряди. Той контакт, що рухається, називається щіткою. Він може бути важільний або містковий за своїм типом виконання.

Ще є поділ на самовстановлюючий і несамовстановлюючий. Останній варіант по конструкції простіше, але оскільки контакт часто порушується, він не є надійним у використанні. Рухливий контакт, що сам встановлюється, забезпечує необхідний ступінь натискання і в експлуатації більш надійний. Саме тому такий вид найпоширеніший.

Плюси та мінуси плоских перемикачів

До переваг перемикачів плоского типу можна віднести нескладну конструкцію, маленькі габарити при значній кількості ступенів, низьку вартість, реле, що відключають і захищають керовані ланцюги.

З мінусів відзначається недостатня потужність перемикання, невелика розривна потужність. А ще через тертя та оплавлення з ладу швидко виходить щітка.

Олійне охолодження

Металеві реостати з масляним типом охолодження збільшують теплоємність та час нагріву через хорошу провідність тепла олією. Це дає можливість збільшувати навантаження при короткочасному режимі та скорочувати витрату матеріалу резисторів та розміри самого реостату.

Елементи, які занурюються в масло, повинні мати велику поверхню для забезпечення хорошої тепловіддачі. Якщо резистор закритого типу, то немає сенсу занурювати його в олію. Саме занурення дає захист контактам та резисторам від впливу навколишніх факторів. В олії здатності контактів, що відключають, підвищуються.Це перевага реостатів такого типу. Завдяки мастилу можливі великі натискання на контакти. Але є недоліки. Це підвищення ризику небезпеки пожежі та забруднення приміщення.

Реостат можна включати в схему в якості змінного резистора або потенціометра. Це забезпечує плавне регулювання опору і, як наслідок, регулювання сили струму та напруги в ланцюзі. Їх часто застосовують у лабораторіях.

Пускорегулюючі реостати

Реостати, що мають ступінчасту зміну опору, зроблені з резисторів і пристрою, що перемикає, що складається, у свою чергу, з нерухомих контактів, одного ковзного контакту. Тут є привід.

Пускорегулюючі реостати мають полюси якоря, що приєднується до нерухомих контактів. Рухомий контакт замикає та розмикає ступені опору, а також інші ланцюги, які керуються цим реостатом. Привід у реостаті може бути руховим чи ручним. Що таке? Реостат такого типу поширений. Але недоліки у такої конструкції все ж таки є. Це велика кількість проводів для монтажу та деталей для кріплення. Особливо багато їх у реостатах збудження з великою кількістю щаблів.

Реостати, наповнені олією, складаються з перемикаючого пристрою та пакетів резисторів, які вбудовані в бак і занурені в олію. Пакети складаються з елементів, виготовлених з електротехнічної сталі. Вони кріпляться до кришки бака.

Пристрій перемикання має вигляд барабана і є віссю з прикріпленими до неї частинами циліндричної поверхні, які з'єднані згідно зі схемою. Нерухомі контакти, які з'єднані з елементами резистора, кріпляться на нерухому рейку.Коли вісь барабана повертається приводом або маховиком, ці частини перемикають нерухомі контакти, будучи рухомими контактами. Цим змінюється опір у ланцюзі.

Вищесказане повністю прояснює питання, що таке реостат. Як видно, це дуже важливий елемент, який широко застосовується у різних електричних ланцюгах.

Електричні ланцюги. Реостат :: Класна фізика

Щоб створити електричний струм, необхідно скласти замкнутий електричний ланцюг з електричних приладів. Елементи електричного ланцюга з'єднуються проводами та підключаються до джерела живлення. Найпростіший електричний ланцюг складається з:

Креслення, де показано, як електричні прилади з'єднані в ланцюг, називаються електричними схемами. На електричних схемах всі елементи електричного кола мають умовні позначення.

Існують опори, величину яких можна плавно змінювати. Це можуть бути змінні резистори або опори, які називаються реостатами.

Отже, реостати - це прилади, опір яких можна регулювати. Вони застосовуються тоді, коли необхідно змінювати силу струму в ланцюзі.Реостат відрізняється від змінного резистора своєю конструкцією та великою потужністю.

На електричній схемі реостат має своє умовне позначення:

За допомогою движка, що переміщається ( 2 ) можна збільшувати або зменшувати величину опору ( між контактами 1 і 2 ), що включається в електричний ланцюг.

Спробуй, дивлячись на малюнок, з'ясувати собі в який бік треба переміщати двигун, щоб: а) збільшити опір, включений у ланцюг? б) зменшити опір? Вміння користуватися реостатом стане в нагоді тобі для проведення лабораторних робіт.

В електричних схемах застосовуються символічні зображення елементів і пристроїв, що входять до неї. Фізичні величини також прийнято позначати буквеними символами. Німецький професор Г.К. Ліхтенберг з Геттенгена перший запропонував ввести електричні символи, обґрунтував їх практичне застосування і використав у своїх роботах! Завдяки йому, в електротехніці з'являються математичні знаки плюс і мінус для позначення електричних зарядів. Символи, запропоновані Г.К. Ліхтенберг, прижилися і відомі тепер навіть школьникам.Г.К. Ліхтенберг народився в Німеччині і в 1769 став професором фізики. Численні роботи з математики, метеорології, геодезії та електрики сприяли обранню Ліхтенберга Почесним членом Петербурзької Академії наук. У 1769 році в Геттінгені він встановив перший у Німеччині громовідвід на університетській бібліотеці.

У 1881 році в Парижі на електротехнічній виставці вперше демонструвався найсучасніший для того часу винахід. Це був звичайний для нас вимикач. Публіка була у захваті!

Англійський вчений зі смішним прізвищем Кавалло, який жив на рубежі 18-19 століть, першим запропонував конструкцію електричних дротів. Він пропонував натягнутий відпалений мідний або латунний дріт нагрівати в полум'ї свічки або просто шматком розпеченого заліза, покривати смолою і обмотувати полотняною стрічкою, також рівномірно покритою смолою. Ізольований таким способом дріт слід було захищати чохлом із вовни. Ну, чим не основні елементи сучасного кабелю: струмопровідна жила, ізоляція, захисний покрив. Провід передбачалося виготовляти відрізками по 6-9 м, а місця з'єднання відрізків ретельно обмотувати промасленим шовком.

Якщо у вас є електродзвінок, що живиться від батарейки, джерело струму, дроту, то як з'єднати дроти, щоб замикання ланцюга викликало лише один удар молоточка дзвінка?

НЕ ЗАБУДЬТЕ ВИМИКАТИ СВІТЛО!

Інші сторінки за темами фізики за 8 клас:

До 1 вересня! Тестовий рух. Температура. Внутрішня енергія. Способи зміни внутрішньої енергії. Теплопровідність Конвекція Випромінювання Теплопередача в природі та техніці Кількість теплоти Нагрівання та охолодження телЕнергія палива Агрегатні стани речовини Плавлення кристалічних тіл Затвердіння кристалічних тіл Пароутворення. Випаровування Кипіння Конденсація Вологість повітря Робота газу та пари при розширенні. ДВЗ Парова турбіна. ККД теплового двигунаДва роди зарядів.Електроскоп Провідники та діелектрикиЕлектричне поле Джерела струму Електричні ланцюги Дії електричного струму Сила струму Напруга Вимірювання сили струму та напруги Електричний опір Закон Ома для ділянки ланцюга З'єднання провідників Робота та потужність електричного струму Коротке замикання. Запобіжники Магнітне полеМагнітне поле прямого провідника. Магнітні лінії Магнітне поле котушки зі струмом. Електромагніт Постійні магніти Магнітне поле Землі Дія магнітного поля на провідник зі струмом. Електродвигун Плоске дзеркало

Дивись ще сторінки на тему «Електрика»: А ви про це знаєте? Легенди про бурштину "Кругла" загадка Зірки Діоскурів Вогні святого Ельма Про полярні сяйва роті "Кінська" аваріяЕлектричні фонтани Гастона Планте

Реостати. Види та пристрій. Робота та особливості

У багатьох електронних пристроях для регулювання гучності звуку необхідно змінювати силу струму. Розглянемо пристрій (реостати), за допомогою якого можна змінювати силу струму та напругу. Сила струму залежить від напруги на кінцях ділянки ланцюга та від опору провідника: I=U/R. Якщо змінювати опір провідника Rтоді змінюватиметься сила струму.

Опір залежить від довжини L, від площі поперечного перерізу S та від матеріалу провідника – питомого опору. Щоб змінювати опір провідника, потрібно змінювати довжину, товщину чи матеріал. Дуже зручно змінювати довжину провідника.

Наприклад, ланцюг, що складається з джерела струму, ключа, амперметра та провідника у вигляді резистора АС з дроту з великим питомим опором.

Переміщуючи контакт З цим дротом, можна змінювати довжину провідника, яка задіяна в ланцюгу, тим самим змінювати опір, а значить, і силу струму. Отже, можна створити пристрій зі змінним опором, за допомогою якого можна змінювати силу струму. Такі пристрої мають назву реостати.

Реостат – це пристрій із змінним опором, який служить для регулювання сили струму та напруги.

Пристрій реостату

На циліндр, виконаний з кераміки, намотаний металевий провідник, зроблений з матеріалу з великим питомим опором. Зроблено це для того, щоб при невеликій зміні довжини суттєво змінювався опір. Цей металевий провід називається обмоткою. Він так називається, тому що намотаний на керамічний циліндр.

Кінці обмотки виведені до затискачів, які називаються клемами. У верхній частині реостату є металевий стрижень, який також закінчується клемами. Уздовж металевого стрижня і вздовж обмотки може переміщатися ковзний контакт, який називається повзунком. Оскільки ковзний контакт має таку назву, то подібний реостат називається повзунковим реостатом.

Принцип дії

Повзунковий реостат приєднаний у ланцюг через дві клеми: нижню з обмотки та верхню клему, там, де металевий стрижень. При підключенні його в ланцюг, таким чином, струм через нижню клему проходить витками обмотки, а не поперек витків. Далі струм проходить через ковзний контакт, потім металевим стрижнем, і знову в ланцюг.

Таким чином, у ланцюзі задіяна лише частина обмотки реостату. Коли повзунок переміщається, змінюється опір тієї частини обмотки реостата, що у ланцюга. Змінюється довжина обмотки, опір і сила струму ланцюга.

Необхідно звернути увагу, що струм у тій частині реостату, якою він проходить, йде по кожному витку обмотки, а не впоперек них. Це досягається тим, що витки обмотки ізольовані між собою тонким шаром ізоляційного матеріалу. Розберемося, як здійснюється контакт між витками обмотки та повзунком.

Під час руху по обмотці повзунок рухається її верхнім шаром, який має зачищену ділянку ізоляції на шляху повзунка. Так здійснюється контакт між повзунком та витком обмотки. Між собою витки ізольовані.

На схемі зображено ланцюг із джерелом струму, вимикачем, амперметром та повзунковим реостатом. При переміщенні повзунка реостата змінюється його опір і сила струму ланцюга.

Повзунковий реостат можна підключати до ланцюга за допомогою двох клем: верхньої та нижньої. Але реостати підключаються по-іншому.

Реостат можна підключити через три клеми. Дві нижні клеми з'єднуються з кінцями обмотки і один провід з верхньої клеми. Напруга подається на всю обмотку, а напруга знімається тільки з частини обмотки. Повзунок ділить реостат на два резистори, які з'єднані послідовно.

Загальна напруга дорівнює сумі напруги кожного резистора. Тому вихідна напруга менша за вхідне значення. Вихідна напруга менше, ніж вхідна в стільки разів, скільки опір частини обмотки менше, ніж опір всієї обмотки. Тобто, реостат ділить напругу, і називається дільником напруги чи потенціометром.

Види та особливості реостатів

Реостат у вигляді тора

Два крайні затискачі - це кінці обмотки, а середній затискач з'єднаний з повзунком. Повертаючи повзунок по обмотці, можна змінити опір і сила струму в ланцюзі.

Важельні реостати

Вони отримали таку назву, тому що в нижній частині знаходиться перемикач - важіль. З його допомогою можна включати різні частини спіралі резисторів. На малюнку показано принцип роботи важільного реостату.

Важелевий реостат змінює силу струму стрибкоподібно, тоді як повзунковий реостат змінює силу струму плавно. Якщо в ланцюзі буде присутній резистор, то при переміщенні повзунка на повзунковому реостаті або при перемиканні важеля реагенту важеля змінюватиметься сила струму і напруга на кінцях резистора.

Штепсельні

Такі пристрої складаються із магазину опорів.

Це набір різних опорів. Вони називаються спіралі-резистори. За допомогою штепселя можна вмикати або вимикати різні спіралі-резистори. Коли штепсель перебуває у перемичці, то більший струм йде через перемичку, а чи не через резистор. Таким чином, резистор вимикається. Використовуючи штепсель, можна одержувати різні опори.

Матеріали та охолодження

Основним елементом у пристрої реостату є матеріал виготовлення, за яким реостати діляться на кілька видів:

• Вугільні.
• Металеві.
• Рідинні.
• Керамічні.

Електричний струм у опорах перетворюється на теплову енергію, яка має якимось чином відводитися від них. Тому реостати також діляться на кшталт охолодження:

Рідинні реостати поділяються на водяні та масляні. Повітряний вигляд використовується у будь-яких конструкціях приладів.Рідинне охолодження застосовується тільки для металевих реостатів, їх опори омиваються рідиною, або повністю занурені в неї. Не можна забувати, що рідина, що охолоджує, також повинна охолоджуватися.

Металеві реостати

Це конструкція реостату з повітряним охолодженням. Такі моделі набули популярності, тому що легко підходять для різних умов роботи своїми електричними, тепловими характеристиками, а також формою конструкції. Вони бувають з безперервним чи ступінчастим типом регулювання опору.

У пристрої є рухомий контакт, що ковзає нерухомими контактами, розташованим в цій же площині. Нерухомі контакти виконані у вигляді гвинтів із плоскими головками, пластин або шин. Рухомий контакт називається щіткою. Він буває містковим чи важелевим.

Такі види реостатів ділять на самовстановлювані та несамовстановлювані. Останній вигляд має просту конструкцію, але ненадійний у використанні, оскільки контакт часто порушується.

Олійні

Пристрої з масляним охолодженням підвищують теплоємність та час нагрівання внаслідок гарної теплопровідності олії. Це уможливлює підвищення навантаження на невеликий час, знижує витрату матеріалу виготовлення опору та габарити корпусу реостату.

Деталі, що занурюються в олію, повинні мати значну поверхню для хорошої віддачі тепла. У маслі збільшуються можливості контактів на вимкнення. Це перевага такого виду реостатів. Завдяки змащуванню на контакти можна докладати підвищених зусиль. До недоліків можна віднести ризик виникнення пожежі та забруднення місця встановлення.

Схожі теми: