Для чего нужен реостат, принцип его работы в цепи. Что такое реостат? Виды и их назначение
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.
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 у
Для чего нужен реостат, принцип его работы в цепи. Реостат — что это такое
Прибор был разработан учёным Иоганном Христианом Поггендорфом. Так что же такое реостат и для чего он необходим?
Что такое реостат
Реостат имеет достаточно простую конструкцию
Реостатом называют электрический аппарат, состоящий из резисторов и устройства, с помощью которого осуществляется регулирование сопротивления всех включённых резисторов. Данный прибор является универсальным: он способен не только управлять силой тока и напряжением, но и устанавливать громкость звука в телевизорах.
Устройство реостата
Керамический цилиндр обматывается металлическим проводником, называемым обмоткой. Его концы выводятся к клеммам. Это небольшие по размеру зажимы, к которым крепится верхний стержень, выполненный из металла. Вдоль этого стержня и обмотки перемещается скользящий контакт, который специалисты зовут ползунком. Благодаря данным элементам и осуществляется работа реостата.
Стоит отметить, что керамический цилиндр полый. Эта особенность позволяет аппарату охлаждаться, предотвращает перегревы, делая прибор более безопасным.
Для чего он нужен
Реостат является лучшим способом контроля и регулирования силы тока. Аппарат меняет сопротивление, способен изменять напряжение в электрической цепи, что позволяет регулировать функционирование электродвигателя в швейной машине, громкость радиоприёмника, телевизора.
Реостат позволяет регулировать и менять силу тока и напряжение
Реостат активно применяется при создании электрических приборов. Благодаря такому элементу силу тока и напряжения можно контролировать, преотвращая перегревы.
Реостатом называется аппарат, состоящий из набора резисторов и устройства, с помощью которого можно регулировать сопротивление включенных резисторов.
В зависимости от назначения различают следующие основные виды реостатов:
пусковые — для пуска электродвигателей постоянного или переменного тока;
пускорегулирующие — для пуска и регулирования частоты вращения электродвигателей постоянного тока;
реостаты возбуждения — для регулирования тока в обмотках возбуждения электрических машин постоянного и переменного тока;
нагрузочные или балластные — для поглощения электроэнергии регулирования нагрузки генераторов при испытании самих генераторов или их первичных двигателей.
Одним из основных элементов, определяющих общее конструктивное выполнение реостата, является материал, из которого изготовлены его резисторы. В зависимости от этого различают реостаты металлические, жидкостные, угольные и керамические. В резисторах электрическая энергия превращается в теплоту, которая должна от них отводиться. Различают реостаты с воздушным и жидкостным (масляным или водяным) охлаждением. Воздушное охлаждение может применяться для всех конструкций реостатов. Масляное и водяное охлаждение используется для металлических реостатов, резисторы могут либо погружаться в жидкость, либо обтекаться ею. При этом следует иметь в виду, что охлаждающая жидкость должна и может охлаждаться как воздухом, так и жидкостью.
Металлические реостаты. Металлические реостаты с воздушным охлаждением получили наибольшее распространение. Их легче всего приспособить к различным условиям работы как в отношении электрических и тепловых характеристик, так и в отношении различных Конструктивных параметров. Реостаты могут выполняться с непрерывным или со ступенчатым изменением сопротивления.
Переключатель ступеней в реостатах выполняется плоским.
В плоском переключателе подвижный контакт скользит по неподвижным контактам, перемещаясь при этом в одной плоскости. Неподвижные контакты выполняются в виде болтов с плоскими цилиндрическими или полусферическими головками, пластин или шин, располагаемых по дуге окружности в один или два ряда. Подвижный скользящий контакт, называемый обычно щеткой, может выполняться мостикового или рычажного типа, самоустанавливающимся или несамоустанавливающимся.
Несамоустанавливающийся подвижный контакт проще по конструкции, но ненадежен в эксплуатации ввиду частого нарушения контакта. При самоустанавливающемся подвижном контакте всегда обеспечиваются требуемое контактное нажатие и высокая надежность в эксплуатации. Эти контакты получили преимущественное распространение.
Достоинствами плоского переключателя ступеней являются относительная простота конструкции, сравнительно небольшие габариты пр
Реостаты. Регулирование силы тока реостатом
Тема урока: Реостаты. Регулирование силы тока реостатом.8класс.
Учитель физики: Галеева Зифа Галимжановна. Школа – интернат V-вида,г.Челябинск
Цели урока:
ХОД УРОКА
Организационный момент.
Вступительное слово учителя: сегодня на уроке мы продолжаем изучение темы: «электрический ток » и должны познакомиться с очень важным электрическим прибором – реостатом. ( рассмотреть правописание слова, правильное произношение, хором и одиночное проговаривание).
2.Повторение
а) закон Ома и сопротивления, зависимость силы тока от длины, удельного сопротивления, и площади поперечного сечения
R= P l/S J=U/R
⇓
J=US/Pl
3.показать опыт и задать вопрос: что можно изменять во время опыта?
4. Объявляется цель урока:
Познакомиться с устройством, принципом действия и применением реостатов.
Комментарий учителя: при помощи подвижного контакта можно уменьшать или увеличивать длину включенного в цепь участка проволоки, тем самым, изменяя сопротивление цепи, а значит и силу тока в ней.
План рассказа о физическом приборе: (работа по опорному конспекту)
а) Название и назначение
б) Устройство
в) Принцип действия
г) Условное изображение на схемах
д) Применение
Определение: Устройство для регулирования и ограничения силы тока в электрической цепи называют реостатом.
Учитель предлагает учащимся изучить ползунковый реостат, пользуясь опорным конспектом (на каждой парте лабораторный реостат). Обратить внимание ребят на то, что на каждом реостате имеется надпись, где указаны сопротивление обмотки и максимально допустимая сила тока, которую она может выдержать.
.5.Знакомство с устройством реостата
Порядок выполнения работы
1. Ознакомься с устройством лабораторного реостата. Найди у реостата керамический цилиндр, никелиновую проволоку, присоединение ее концов к зажимам, металлический стержень, ползун.
2. Запишите паспортные данные реостата
3. Ответьте на вопросы:
Как изолированы витки проволоки друг от друга у реостата?
Почему для изготовления реостата используют никелиновую проволоку?
Какова роль ползуна реостата?
Что означают числа в паспорте реостата?
Как включается реостат в электрическую цепь?
6.Знакомство со ступенчатым реостатом .
На раме из изолятора укреплены проволочные спирали. Нижние концы спиралей закреплены на контактах и расположены по дуге окружности. Металлический рычаг может касаться любого из этих контактов и включать в цепь то или иное количество спиралей. Сопротивление при этом изменяется как бы ступенями. Это не очень удобно, т к сопротивление меняется рывками.
При работе реостаты нагреваются, допустимое нагревание на 70-80 °С над окружающей температурой, при сильных токах применяют реостаты из толстой проволоки, никогда обмотку не делают в несколько рядов. Иногда применяется не круглая проволока, а плоская лента, при той же площади сечения поверхность соприкосновения с воздухом будет больше и охлаждение лучше.
7. Практическое задание: Регулирование силы тока реостатом.
Выполнить лабораторную работу по описанию.
Укажите положение ползунка реостата, если сопротивление реостата:
Полностью выведено
Полностью введено
Введено на половину
8. Домашнее задание § 47 Л. №1350, 1356 (п), № 1338, 1342 (у)
Реостаты — это приборы, сопротивление которых можно плавно изменять.
1.никелиновая проволока 2.керамический цилиндр 3.металлически стержень 4.ползунок
Балластный реостат РБ-302,РБ-306: технические характеристики, схемы
Балластный реостат – устройство, которое используется для регулировки уровня тока при выполнении сварочных работ. Его устройство представляет собой набор нескольких элементов сопротивления. Они выполнены из специальной проволоки из константана. Это позволяет добиться максимального омического сопротивления. В сварочную цепь данный агрегат подключается с помощью специальных рубильников.
Балластный реостатЕго подключение следует выполнять последовательно в цепь, при этом регулировка уровня сопротивления выполняется путем включения и отключения рабочих секций. Сварочные работы при подключенном реостате можно выполнять с силой тока с шагом 5-10А.
Устройство
Устройство балластного реостата довольно таки простое: он состоит из рабочих секций, помещенных в корпус аппарата. На каждой секции установлен рубильник сопротивления, с помощью которого можно включать и выключать секции. Также в устройство входят клеммы для подключения к сварочной цепи.
Каждая секция представляет собой ленту из специального металла, для чего обычно используют проволоку из константана или нихрома. Также большинство аппаратов оборудованы блоком включения, позволяющего регулировать сварочный диапазон на необходимом уровне.
Все элементы управления, в том числе блок включения и тумблеры, обычно расположены на одной панели аппарата.
Следует отметить, что большинство современных моделей реостата оборудованы кулерной системой для охлаждения устройства, представленной встраиваемыми вентиляторами. Такая система помогает избегать перегрева при длительной работе устройства. Это позволяет работать при больших токах без необходимости подключения дополнительного реостата.
Схема балластного реостата
Следует отметить, что при перегрузе этому аппарату свойствен значительный нагрев, который возникает при силе тока в 225 А. Поэтому рекомендуется, во избежание конфузов и возникновения неисправностей, включать в цепь два реостата.
Назначение
Назначение балластного реостата довольно простое, но выполнение сварочных работ без его функции в некоторых случаях невозможно. Этот аппарат необходим для регуляции силы тока в необходимом диапазоне с помощью тумблеров и компенсации постоянной составляющей. Такой эффект возникает в тех случаях, когда сварочные работы выполняются от трансформатора.
Эффективность и стоимость реостата зависит от количества секций, с помощью каждой из которых можно определенным способом регулировать уровень сопротивления. Рубильник позволяет механическим способом разорвать цепь.
Параллельное соединение секций позволяет оптимально комбинировать работу каждой, что очень важно для сварочного аппарата, которым выполняются соответствующие работы. Шаг регулировки силы тока обычно находится в диапазоне от 5 до 10 А.
На сегодняшний день следует выделить линейку наиболее популярных типов реостатов под названием РБ. Маркировка каждого аппарата указывает на диапазон силы тока, в пределах которого можно выполнять сварочные работы.
Балластный реостат РБ-302
РБ-302 – один из наиболее распространенных типов реостатов, технические характеристики которого позволяют работать при силе тока от 10 до 315 А. Данное устройство можно использовать при выполнении различных типов сварочных работ, в том числе ручных операций или при работе с полуавтоматом. Его можно применять совместно с выпрямителями и генераторами.
Балластный реостат РБ-302
РБ-302 оснащен системой воздушного охлаждения, что позволяет значительно расширить сферу его применения. Аппарат работает от сети 380 В. Может использоваться при подключении к различным типам источников питания, кроме некоторых типов трансформаторов. При работе с ними рекомендуют параллельно подключать несколько реостатов.
Это устройство, как и большинство аналогов, позволяет работать в двух диапазонах, 5 и 10 А. Состоит из шести рабочих секций, регулировка которых выполняется с помощью специальных контактных ножей. Диаметр проволоки, используемой в секциях, составляет 2,2 мм. Изоляция состоит из керамических пластин.
При использовании данного аппарата следует проводить периодический контроль, который выполняется путем измерения фактического сопротивления изоляции и сравнения с показателями корпуса.
Балластный реостат РБ-306
РБ-306 – следующее поколение из известной линейки реостатов. Данный вид призван стать решением проблем, которые часто возникают при использовании РБ-302. Среди них можно выделить частые поломки резисторов и перегрев самого аппарата. При разработке новой модели все недостатки предыдущего устройства были исправлены.
Новый корпус был разработан с увеличенным количеством отверстий, предназначенных для ускоренного охлаждения. Проволока секций изготовлена из фехрали.
Усовершенствованная схема расположения рабочих элементов позволяет быстро и беспроблемно проверять и заменять их.
Балластный реостат РБ-306
Данное устройство позволяет проводить резку металла. Для этого нужно собрать блок вышеуказанных реостатов, который используется вместе с выпрямителем.
Для эффективного использования реостата следует придерживаться определенных правил, среди которых следует выделить соблюдение климатических условий, чистоты рабочей зоны, а также постоянную диагностику аппарата на исправность. Это лучше делать в специальных сервисных лабораториях.
Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.
Реостат — Большая советская энциклопедия
Реоста́т
(от греч. rhéos — течение, поток и statós — стоящий, неподвижный)
электрический аппарат (устройство) для регулирования и ограничения тока или напряжения в электрической цепи, основная часть которого — проводящий элемент (ПЭ) с переменным электрическим сопротивлением. Величина сопротивления ПЭ может изменяться плавно или ступенчато. При необходимости изменения тока или напряжения в небольших пределах Р. включают в электрическую цепь последовательно (например, при ограничении пускового тока в электрических машинах). Для регулирования тока или напряжения в широком диапазоне (от нуля до максимального значения) применяется потенциометрическое включение Р., являющегося в этом случае регулируемым делителем напряжения (См. Делитель напряжения).
В соответствии с назначением Р. их разделяют на пусковые, пускорегулировочные, нагрузочные и Р. возбуждения. По способу теплоотвода различают Р. с воздушным, масляным и водяным охлаждением. В зависимости от материала, из которого изготовлен ПЭ, Р. делятся на металлические (наиболее распространены), жидкостные и угольные. Простейшие металлические Р. — ползунковые, у которых сопротивление изменяется перемещением контактного ползунка непосредственно по виткам проволоки из материала с высоким удельным сопротивлением (манганин, константан, нихром, фехраль, сталь), намотанной на цилиндр из электроизоляционного материала (См. Электроизоляционные материалы) (фарфор, стеатит). Жидкостный Р. состоит из сосуда, наполненного электролитом (10—15%-ный раствор Na2CO3 или K2CO3 в воде), с опущенными в него электродами. Регулирование его сопротивления осуществляется изменением расстояния между электродами или глубины их погружения в жидкость. Угольный Р. выполняют в виде столбиков, набранных из тонких угольных шайб. Его сопротивление регулируется изменением давления, приложенного к столбикам.
Лит.: Чунихин А. А., Электрические аппараты, М., 1975.
Т. Н. Дильдина.
Источник: Большая советская энциклопедия на Gufo.me
Значения в других словарях
- РЕОСТАТ — РЕОСТАТ, переменный РЕЗИСТОР для регуляции ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ТОКА. Резистив-ным элементом может быть металлическая проволока, угольный электрод или электропроводная жидкость, в зависимости от сферы применения. Научно-технический словарь
- реостат — РЕОСТ’АТ, реостата, ·муж. (от ·греч. rheos — поток и ·лат. status — неподвижное положение, стояние) (физ.). Прибор, при помощи которого в электрическую цепь вводится то или иное сопротивление с целью изменения силы тока. Толковый словарь Ушакова
- реостат — РЕОСТАТ, а, м. (спец.). Прибор для регулирования силы тока и его напряжения. | прил. реостатный, ая, ое. Толковый словарь Ожегова
- Реостат — (Rheostat) — так называется прибор, служащий для измерения электрического (или гальванического) сопротивления проводника. Под этим названием впервые был описан прибор Витстоном в 1843 г. (Wheatstone). Энциклопедический словарь Брокгауза и Ефрона
- реостат — РЕОСТАТ -а; м. [от греч. rhēos — поток, течение и statos — неподвижный, стоящий] Переменное сопротивление для регулирования силы тока или напряжения в электрической цепи. Ламповый р. Самодельный р. ◁ Реостатный, -ая, -ое. Р-ое управление. Толковый словарь Кузнецова
- РЕОСТАТ — РЕОСТАТ (от греч. rheos — течение, поток и…стат) — устройство для регулирования напряжения и тока в электрической цепи, основная часть которого — проводящий элемент с активным электрическим сопротивлением, значение которого можно изменять плавно или ступенями в соответствии с заданными условиями. Большой энциклопедический словарь
- реостат — реостат м. Электрический прибор, служащий для регулирования силы тока или напряжения в электрической цепи. Толковый словарь Ефремовой
- реостат — Реостат, реостаты, реостата, реостатов, реостату, реостатам, реостат, реостаты, реостатом, реостатами, реостате, реостатах Грамматический словарь Зализняка
- реостат — Реостата, м. [от греч. rheos – поток и латин. status – неподвижное положение, стояние] (физ.). Прибор, при помощи к-рого в электрическую цепь вводится то или иное сопротивление с целью изменения силы тока. Большой словарь иностранных слов
- реостат — орф. реостат, -а Орфографический словарь Лопатина
- реостат — -а, м. Аппарат, регулирующий силу тока или напряжение в электрической цепи. [От греч. ‛ρέος — поток и στατός — стоящий, неподвижный] Малый академический словарь
- реостат — сущ., кол-во синонимов: 1 агометр 1 Словарь синонимов русского языка
