Реостати. Види і пристрій. Робота і особливості. застосування

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

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

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

Переміщаючи контакт З по цьому дроті, можна змінювати довжину провідника, яка задіяна в ланцюзі, 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 реостатами.

Реостат – це пристрій із змінним опором, яке служить для регулювання сили струму і напруги.

пристрій реостата

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

Кінці обмотки виведені до затискачів, які називаються клемами. У верхній частині реостата є металевий стрижень, який теж закінчується клемами. Уздовж металевого стержня і уздовж обмотки може переміщатися ковзний контакт, який називається повзунком. Так як ковзний контакт має таку назву, то подібний реостат називається повзунковим реостатом.

Принцип дії

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

Таким чином, в ланцюги задіяна тільки частина обмотки реостата. Коли повзунок переміщається, то змінюється опір тієї частини обмотки реостата, яка знаходиться в ланцюзі. Змінюється довжина обмотки, опір і сила струму в ланцюзі.

Необхідно звернути увагу, що струм в тій частині реостата, по якій він проходить, йде по кожному витку обмотки, а не поперек них. Це досягається тим, що витки обмотки ізольовані між собою тонким шаром ізоляційного матеріалу. Розберемося, як здійснюється контакт між витками обмотки і повзунком.

При русі по обмотці повзунок рухається по її верхнього шару, який має зачищений ділянку ізоляції на шляху повзунка. Так здійснюється контакт між повзунком і витком обмотки. Між собою витки ізольовані.

На схемі зображено ланцюг з джерелом струму, вимикачем, амперметром і повзунковим реостатом. При переміщенні повзунка реостата змінюється його опір і сила струму в ланцюзі.

Повзунковий реостат можна підключати до ланцюга за допомогою двох клем: верхньої і нижньої. Але реостати підключаються і 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 знімається напруга тільки з частини обмотки. Повзунок ділить реостат на два резистора, які з’єднані послідовно.

Загальне напруження дорівнює сумі напруг кожного резистора. Тому вихідна напруга менше вхідного значення. Вихідна напруга менше, ніж вхідний у стільки разів, у скільки опір частини обмотки менше, ніж опір всієї обмотки. Тобто, реостат ділить напруга, і називається дільником напруги або потенціометром.

Види і особливості реостатов

Реостат у вигляді тора

Два крайніх затиску – це кінці обмотки, а середній затиск з’єднаний з повзунком. Обертаючи повзунок по обмотці, можна змінити опір і сила струму в ланцюзі.

важільні реостати

Вони отримали таку назву, тому що в його нижній частині знаходиться перемикач – важіль. За допомогою нього можна включати різні частини спіралі резисторів. На малюнку показаний принцип роботи важеля реостата.

Важільний реостат змінює силу струму стрибкоподібно, в той час як ползунковий реостат змінює силу струму плавно. Якщо в ланцюзі буде присутній резистор, то при переміщенні повзунка на повзункового реостате або при перемиканні важеля важеля реостата буде змінюватися сила струму і напруга на кінцях резистора.

Вилки

Такі пристрої складаються з магазину опорів.

Це набір різних опорів. Вони називаються спіралі-резистори. За допомогою штепселя можна включати або вимикати різні спіралі-резистори. Коли штепсель знаходиться в перемичці, то більший струм йде через перемичку, а не через резистор. Таким чином, резистор відключається. Використовуючи штепсель, можна отримувати різні опору.

Матеріали і охолодження

Основним елементом в устрої реостата є матеріал виготовлення, з вигляду якого реостати діляться на кілька видів:

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

Електричний струм в опорах перетворюється в теплову енергію, яка повинна якимось чином відводитися від них. Тому реостати також діляться по типу охолодження:

  • Повітряні.
  • Рідинні.

Рідинні реостати поділяються на водяні і масляні. Повітряний вид використовується в будь-яких конструкціях приладів. Рідинне охолодження застосовується тільки для металевих реостатов, їх опору омиваються рідиною, або повністю в неї занурені. Не можна забувати, що охолоджуюча рідина також повинна охолоджуватися.

металеві реостати

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

У пристрої є рухливий контакт, що ковзає по нерухомим контактам, розташованим в цій же площині. Нерухомі контакти виконані у вигляді гвинтів з плоскими головками, пластин або шин. Рухомий контакт називається щіткою. Він буває мостикову або важільним.

Такі види реостатов ділять на самоустановлювальні і несамоустанавлівающіеся. Останній вид має просту конструкцію, але ненадійний в застосуванні, так як контакт часто порушується.

масляні

Пристрої з масляним охолодженням підвищують теплоємність і час нагрівання унаслідок гарної теплопровідності масла. Це робить можливим підвищення навантаження на невеликий час, знижує витрату матеріалу виготовлення опору і габарити корпусу реостата.

Деталі, що занурюються в масло, повинні мати значну поверхню для гарної віддачі тепла. У маслі збільшуються можливості контактів на відключення. Це є перевагою такого виду реостатов. Завдяки мастилі на контакти можна докладати підвищені зусилля. До недоліків можна віднести ризик виникнення пожежі та забруднення місця установки.

Ссылка на основную публикацию