Реостаты
Введение
Во многих электрических цепях нужно изменять силу тока или напряжение. Например, при регулировке яркости лампы, скорости вращения электродвигателя или громкости звука в старых радиоприёмниках. Для этого применяются специальные устройства — реостаты. Они позволяют плавно изменять сопротивление участка цепи, а значит, управлять параметрами электрического тока.
Понимание принципа действия реостата помогает лучше разобраться в законах электричества, в частности, в законе Ома, который связывает силу тока, напряжение и сопротивление. Знание устройства и работы реостата имеет практическое значение не только в лабораторных работах, но и в повседневной жизни — ведь принципы регулировки электрических величин применяются повсюду: от бытовых диммеров до промышленных систем управления.
Реостат как элемент управления
Реостат — это электрический прибор, служащий для регулирования силы тока или напряжения в цепи путём изменения сопротивления. По сути, это переменный резистор, но предназначенный для работы с большими токами.
Если сопротивление в цепи увеличивается, то сила тока уменьшается, и наоборот — при уменьшении сопротивления ток возрастает. Таким образом, реостат позволяет плавно управлять электрическим током, не разрывая цепь.
Устройство реостата
Реостат состоит из:
-
Проводящего элемента — чаще всего нихромовой или манганиновой проволоки, намотанной на керамический или металлический каркас.
-
Ползунка или движка, который перемещается по виткам проволоки и изменяет длину активного участка проводника.
-
Контактных зажимов (клемм), через которые реостат включается в электрическую цепь.
Когда ползунок перемещается, изменяется длина участка проволоки, через который проходит ток. Чем больше длина этого участка, тем выше сопротивление, а значит, ток в цепи уменьшается.
Некоторые реостаты имеют спиральную форму, другие — выполнены в виде трубки или пластины. В лабораториях чаще всего используют проволочные реостаты открытого типа, чтобы наглядно демонстрировать изменение сопротивления.
Изображение реостата на электрических схемах
В электрических схемах реостат обозначается символом:
или упрощённо — как резистор с стрелкой, указывающей на возможность регулировки сопротивления.
Стрелка символизирует подвижный контакт — ползунок, изменяющий сопротивление.
Включение реостата в электрическую цепь
Реостат включают последовательно с нагрузкой, если нужно регулировать силу тока в цепи. В этом случае при увеличении сопротивления реостата сила тока уменьшается.
Иногда реостат подключают параллельно части цепи, если требуется регулировать напряжение на каком-то элементе.
Пример:
Если подключить лампочку и реостат последовательно, можно изменять её яркость, двигая ползунок реостата. Чем больше сопротивление — тем тусклее свет лампы.
Для проведения опытов по закону Ома в школьных лабораториях реостат часто используется как регулируемый источник сопротивления.
Применение реостата
Реостаты применяются в самых разных областях техники и науки:
-
в школьных и учебных лабораториях — для регулирования тока при проведении опытов;
-
в электрических схемах старых радиоприёмников, телевизоров и усилителей — в качестве регуляторов громкости, яркости или контраста;
-
в системах управления электродвигателями — для плавного пуска или изменения скорости вращения;
-
в осветительных устройствах — для регулировки яркости света;
-
в измерительных приборах — для точной подстройки сопротивления.
Сегодня во многих устройствах реостаты заменены электронными регуляторами, которые выполняют ту же функцию, но с меньшими потерями энергии. Однако принцип их работы основан на тех же физических законах, что и у классического реостата.
Вопросы для самопроверки
-
Что такое реостат и для чего он используется?
-
Какие основные части входят в устройство реостата?
-
Как изменяется сила тока при увеличении сопротивления реостата?
-
Что обозначает стрелка на символе реостата в электрической схеме?
-
Почему реостат включают последовательно с нагрузкой, когда нужно уменьшить силу тока?
-
В каких случаях реостат подключают параллельно участку цепи?
-
Как изменится яркость лампочки при увеличении сопротивления реостата?
-
Почему проводящий элемент реостата делают из нихрома или манганина?
-
Где применяются реостаты в современной технике и лабораторных условиях?
-
Чем современные электронные регуляторы отличаются от механических реостатов?