Как обозначается реостат. Реостат: принцип действия, устройство и применение в электротехнике

Что такое реостат и как он работает. Каково устройство реостата. Где применяются реостаты в современной технике. Какие преимущества и недостатки имеют реостаты.

Что такое реостат и принцип его действия

Реостат представляет собой переменный резистор, позволяющий плавно изменять электрическое сопротивление в цепи без её разрыва. Принцип действия реостата основан на зависимости сопротивления проводника от его длины:

• При увеличении длины проводника его сопротивление возрастает
• При уменьшении длины — сопротивление снижается

Изменяя длину проводника, по которому протекает ток, можно регулировать силу тока в цепи согласно закону Ома. Это позволяет управлять различными электрическими устройствами.

Устройство и конструкция реостата

Конструктивно простейший реостат состоит из следующих основных элементов:

• Резистивный элемент (обмотка из проволоки с высоким удельным сопротивлением)
• Каркас для намотки резистивного элемента
• Подвижный контакт (ползунок)
• Выводы для подключения

Проволочная обмотка наматывается на изолирующий каркас. Ползунок перемещается вдоль обмотки, изменяя длину участка, через который протекает ток. Это позволяет плавно регулировать сопротивление.

Виды реостатов по конструкции

Существует несколько основных типов реостатов, различающихся по конструкции:

Ползунковые реостаты

Имеют линейную конструкцию с подвижным ползунком. Ползунок перемещается вдоль резистивного элемента, изменяя его активную длину. Это самый распространенный тип реостатов.

Дисковые реостаты

Резистивный элемент выполнен в виде спирали на диске. Подвижный контакт вращается, изменяя длину задействованного участка обмотки. Компактны, но имеют меньший диапазон регулировки.

Рычажные реостаты

Используют подвижный рычаг для переключения между контактами на резистивном элементе. Позволяют ступенчато изменять сопротивление. Применяются в силовых цепях.

Где применяются реостаты в современной технике

Несмотря на развитие электроники, реостаты по-прежнему находят применение в различных областях:

• Регулировка яркости освещения (диммеры)
• Управление скоростью электродвигателей
• Регулировка громкости в аудиотехнике
• Лабораторное оборудование
• Силовая электроника
• Измерительная техника

В бытовой технике реостаты часто используются в электроплитах, обогревателях, вентиляторах для регулировки мощности или скорости.

Преимущества и недостатки реостатов

Реостаты обладают рядом преимуществ и недостатков по сравнению с другими способами регулировки силы тока:

Преимущества реостатов:

• Простота конструкции
• Плавность регулировки
• Высокая надежность
• Возможность работы с большими токами

Недостатки реостатов:

• Низкий КПД из-за потерь энергии на нагрев
• Большие габариты при высокой мощности
• Механический износ подвижных частей
• Искрение контактов при коммутации больших токов

В современной технике реостаты часто заменяются на электронные регуляторы, лишенные этих недостатков. Однако в ряде применений реостаты остаются незаменимыми.

Как правильно подключить реостат в электрическую цепь

Для корректной работы реостат необходимо правильно включить в электрическую схему:

• Реостат всегда подключается последовательно с нагрузкой
• Один вывод реостата соединяется с источником питания
• Второй вывод — с нагрузкой
• Подвижный контакт используется как регулирующий элемент

При параллельном подключении реостат не сможет эффективно регулировать ток через нагрузку. Важно соблюдать полярность подключения, если это указано в документации на конкретную модель реостата.

Расчет и выбор реостата для конкретной схемы

При выборе реостата для применения в электрической схеме необходимо учитывать следующие параметры:

• Максимальный ток через реостат
• Диапазон регулировки сопротивления
• Мощность рассеивания
• Точность регулировки
• Условия эксплуатации (температура, влажность и т.д.)

Расчет реостата производится по закону Ома с учетом параметров остальных элементов схемы. Важно выбирать реостат с запасом по мощности и току для надежной работы.

Современные альтернативы реостатам

В современной электронике реостаты часто заменяются другими компонентами:

• Потенциометры — для маломощных цепей
• Тиристорные и симисторные регуляторы
• ШИМ-контроллеры
• Программируемые источники питания

Эти устройства лишены недостатков реостатов и обеспечивают более высокий КПД. Однако в ряде применений, особенно в силовой электронике, реостаты по-прежнему остаются востребованными.

Реостат. Принцип действия, устройство, применение, обозначение реостата

Реостат – это переменный резистор, электрическое сопротивление которого между его подвижным контактом и выводами резистивного элемента можно изменять механическим способом (определение согласно ГОСТ 21414-75).

Реостат – это тип потенциометра с двумя выводами вместо трех. Является так называемым элементом управления в электрических цепях.

Важным преимуществом реостата является то, что его можно использовать для изменения электрического сопротивления в цепи без её разрыва.

Принцип действия и устройство реостата

Из любого учебника физики за 8 класс нам известно, что принцип действия реостата основан на законе Ома для участка цепи, а именно электрический ток, протекающий через цепь, изменяется в зависимости от уровня сопротивления, с которым он сталкивается при неизменном напряжении источника. Низкое сопротивление означает высокий электрический ток, так как ничто не препятствует току, а высокое сопротивление означает низкий электрический ток. Это свойство электрических цепей может быть использовано для настройки характеристик цепи в соответствии с конкретными требованиями.

При этом, сопротивление материала проводника (скажем, проволоки) зависит линейно от её длины и обратно пропорционально площади поперечного сечения, то есть верна формула: R = (ρ * l) / S, где

• ρ – удельное сопротивление материала проводника;
• l – длина проводника;
• S – площадь поперечного сечения проводника.

Таким образом, если площадь поперечного сечения остается постоянной, увеличение длины увеличивает сопротивление. Как показано на рисунке 1, ползунок реостата перемещается с помощью резистивного элемента. Он перемещается в 2 направлениях (туда/обратно). Соответственно изменяется эффективная длина. По мере продвижения ползунка к выходному выводу эффективная длина уменьшается, вызывая падение сопротивления и увеличение силы тока.

В простейшем типе реостата используется керамический цилиндр с намотанной по всей длине стальной проволокой (или другим материалом/сплавом с большим удельным сопротивлением), причем эта проволока имеет постоянное поперечное сечение по всей длине. 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 (подвижный контакт). Своими контактами он прижат к виткам обмотки.

Слой окалины с проволоки снимается в результате трения контактов ползуна о витки обмотки. Электрический ток от витков проволоки через контакты ползунка течет в стержень.

Из конструктивных особенностей нужно ещё отметить, что внутри реостат всегда полый. Это необходимо, поскольку при протекании электрического тока реостат нагревается, а эта полость обеспечивает быстрое охлаждение.

Ползунок можно перемещать вдоль стержня, чтобы создать бо́льшее или ме́ньшее сопротивление в электрической цепи. При изменении положения ползунка реостата изменяется длина той части обмотки, через которую проходит ток — а вследствие этого изменяется и сопротивление реостата. То есть, увеличение длины проволочного стержня создает бо́льшее сопротивление, что приводит к уменьшению тока, протекающего через цепь, а уменьшение – наоборот, создает ме́ньшее сопротивление, что приводит к увеличению силы тока в цепи.

Рисунок 1. Общая структура простого ползункового реостата

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.

Кто изобрел реостат?

Разработка реостата иногда приписывается Чарльзу Уитстону, британскому изобретателю XIX века, который, помимо прочего, привнес в науку ряд открытий, связанных с электричеством. Уитстон, безусловно, работал с электрическими цепями и многое узнал о электрическом сопротивлении и о том, как им можно манипулировать в процессе работы. Основные конструкции реостатов, разработанные в то время, используются и сегодня.

Реостат на основе рисунка Чарльза Уитстона

Где применяются реостаты?

Основное предназначение реостата – это регулировка силы тока в электрической цепи.

Существуют различные типы реостатов, но в технике, например в электротранспорте, регулировка силы тока реостатами вытесняется другими, более выгодными электронными регуляторами, полупроводниковыми элементами и потенциометрами. Дело в том, что, изменяя силу тока в цепи, реостат нагревается, на что расходуется значительная энергия. При большом значении силы тока проволока реостата может перегреться и реостат перестанет работать. В электронных регуляторах эти потери в сотни раз меньше.

• Реостат обычно используется в областях, где требуется высокое напряжение или ток. Микроволновая печь, холодильник, миксер, вентилятор, электроинструменты и т.д.
• В светорегуляторах реостаты используются для изменения интенсивности света. Если увеличить сопротивление реостата, через лампочку будет протекать меньший электрический ток, и яркость света уменьшится. Аналогично, если мы уменьшаем сопротивление реостата, через лампочку протекает больше электрического тока, и яркость света увеличивается.
• Реостаты используются для увеличения или уменьшения скорости вращения электродвигателя.
• Он используется в переключателях, с помощью которых устанавливается температура на электроплитах. Он используется во всех устройствах, аналогичных кухонным приборам, которые имеют нагревательные элементы, температура которых должна быть увеличена или уменьшена.
• Он используется для увеличения или уменьшения громкости в таких устройствах, как телевизор, радио.

Почему реостат нужно подключать последовательно в электрическую цепь?

Чтобы подключить реостат в цепь, мы должны подключить его последовательно, а не параллельно. Электрический ток, как известно, течет по пути с наименьшим сопротивлением. Поэтому, когда возникает выбор между путём с меньшим сопротивлением и путём с бо́льшим сопротивлением, он всегда выбирает меньший.

Реостат, как мы уже знаем, – это устройство с переменным значением сопротивления. Когда мы подключаем его к параллельному пути, этот путь приобретает немного бо́льшее сопротивление, чем другой доступный путь. Когда в электрический цепи течет ток, электроны никогда не выбирают параллельный путь, а текут прямо по последовательному пути. Поэтому реостат вообще не будет работать в таком случае.

Последовательное подключение реостата

Как обозначается реостат на схемах?

Реостат на схемах обозначается как резистор со стрелкой. При таком обозначении легко понять, что при движении ползунка вправо сопротивление реостата уменьшится, а при движении влево – увеличится. 

В тоже время нужно знать, что международная электротехническая комиссия (IEC) определила другой символ для обозначения реостатов:

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

Что такое реостат, объясняю его принцип действия, устройство и обозначение | Энергофиксик

Если мы с вами возьмем какой-нибудь простой прибор и внимательно изучим его схему, то, вполне вероятно, сможем найти там реостат. В этом материале я просто и доступно объясню, чем по сути является реостат, по какому принципу работает, а также насколько широко он применяется в мире. Итак, начнем.

Итак, для начала давайте дадим определение реостату. Реостат – это переменный резистор, электрическое сопротивление оного между его подвижным контактом и выводами резистивного элемента вполне можно изменить механическим способом.

По своей сути реостат – это не что иное, как элемент управления в электрических цепях. И пожалуй, главным преимуществом данного элемента является то, что его вполне возможно применять для корректировки электрического сопротивления в цепи без ее разрыва.

Как работает реостат

Если мы с вами возьмем любой учебник физики за восьмой класс, то узнаем, что работа реостата основана на знаменитом законе Ома для участка цепи. Так вот электрический ток, проходящий через цепь, претерпевает изменение, зависящее от уровня сопротивления, с оным он (ток) сталкивается при постоянном напряжении источника.

Так вот если в рассматриваемой цепи будет низкое сопротивление, то по ней будет протекать высокий электрический ток, так как ему практически ничего не препятствует. А соответственно, если высокое сопротивление в цепи, то по ней будет протекать малый электрический ток.

Вот это самое соотношение и применялось (и применяется до сих пор) для точных настроек параметров цепи в зависимости от конкретных требований.

Реостат. (А) — полая трубка, на которой намотан изолированный провод. (В) — подвижный контакт. (С) — роликовый контакт.

Если мы с вами внимательно рассмотрим на выше представленное фото, то увидим, что конструктивно простой реостат представляет собой полый цилиндр с намотанной на нем изолированной проволокой, у которой по всей длине постоянное сечение и сопротивление.

Это сделано неспроста. Ведь сопротивление любого проводника в первую очередь имеет линейную зависимость от ее длины и обратно пропорционально площади поперечного сечения. Так вот в том же учебнике по физике можно найти вот такую формулу:

Где p – удельное сопротивление материала проводника;

I – длина рассматриваемого проводника;

S – площадь поперечного сечения проводника.

Так вот, если у рассматриваемого проводника будет постоянно сечение, то чем больше будет его длина, тем больше его сопротивление.

То есть, по сути реостат — это большой кусок проволоки, намотанный на основание, а величина сопротивления изменяется за счет ползунка, который увеличивает или, наоборот, уменьшает длину проводника (изменяет сопротивление).

Примечание. Любой реостат создан на определенное максимальное сопротивление, а также на допустимую силу тока, превышение которой неизбежно приведет к перегреву и выходу из строя элемента. При этом все параметры указываются на самом изделии.

Как обозначается реостат на схемах

На схемах реостат имеет следующее обозначение:

Из обозначения сразу становится понятно, что при перемещении ползунка в правую часть, то сопротивление будет уменьшаться, а влево – возрастать.

В иностранной литературе обозначение реостата отличается и выглядит следующим образом:

И данный элемент всегда включается в цепь последовательным образом. Это связано с тем, что электрический ток всегда протекает по пути наименьшего сопротивления. Поэтому если мы с вами включим реостат в цепь параллельным образом, то в таком варианте работать он не будет. Правильное включение в цепь реостата выглядит следующим образом:

Ну а теперь давайте рассмотрим, где в основном применяются реостаты.

Область применения реостатов

На самом деле область применения реостатов довольно широка. Так если мы с вами возьмем, например, водонагреватель, то для регулировки нагрева тэна используется не что иное, как реостат.

Если вы возьмете старое радио, то регулировка громкости там тоже осуществляется за счет реостатов. Также в светильниках с регулировкой свечения лампочек зачастую используется регулятор, в основе которого лежит простой реостат.

В современной электронике реостаты заменяются электронными регуляторами (полупроводниковые элементы, потенциометры и т. п.), так как в них практически отсутствуют потери.

Потенциометры

Все дело в том, что у реостатов есть один существенный минус. При изменении силы тока в цепи реостат довольно сильно разогревается, в результате чего достаточно много энергии расходуется на нагрев.

Это все, что я хотел вам рассказать про такой элемент, как реостат.

Если вам понравился материал, то оцените его и не забудьте подписаться на канал, чтобы не пропустить новые материалы. Спасибо за ваше внимание!

Обзор реостатов — DERF Electronics

Обзор реостатов

Обзор реостатов – конструкция и работа, различные приложения сопротивление в электрической цепи. Реостаты могут регулировать характеристики генератора, слабое освещение, а также запускать или стабилизировать скорость электродвигателей.

На величину тока, протекающего по электрической цепи, влияют две вещи: величина приложенного напряжения и общее сопротивление этой цепи. Если сопротивление цепи уменьшается, электрический ток, проходящий через цепь, увеличивается. И наоборот, электрический ток ограничивается, если сопротивление цепи увеличивается.

Существует прямая зависимость между длиной провода и сопротивлением цепи. Увеличение длины провода увеличивает сопротивление между ними в цепи. Реостаты позволяют изменять сопротивление, что, в свою очередь, либо увеличивает, либо уменьшает ток в цепи. Необходимость добавлять различные резисторы для различных сопротивлений автоматически исчезает, поскольку один реостат может включать в себя различные сопротивления, необходимые для цепи, в зависимости от его диапазона.

 

Конструкция и работа

 

Реостат представляет собой переменный резистор с проволочной обмоткой, который имеет две точки подключения: одну подвижную, а другую — фиксированную. Подобно потенциометру, некоторые реостаты могут иметь три точки подключения (A, B и C), как показано на рисунке 1, но все равно используются только две из них. В таких случаях имеются две неподвижные точки (А и С), только одна из которых используется, а вторая точка соединения является подвижной (В).

Реостаты также должны выдерживать большие токи по сравнению с потенциометрами. Поэтому реостаты состоят из проволочных резисторов. В основном они изготавливаются путем намотки нихромовой проволоки на керамический сердечник. Такой сердечник ведет себя как изолятор для тепловой энергии и не позволяет ей течь через реостат.

 

 

Рис. 1. Внутренняя структура реостата (линейная)

 

   

Принципы работы реостата поясняются на рис. 1. Как упоминалось выше, реостаты работают по принципу, согласно которому сопротивление определенной дорожки или провода зависит от его длины. Предположим, что мы используем фиксированную точку соединения A и подвижную точку соединения B реостата, показанного на рисунке 1. Реостат будет оказывать минимальное сопротивление цепи, если ползунок находится ближе к точке A, поскольку резистивная длина катушки равна минимум. Следовательно, в этом случае по цепи может протекать большой ток.

Точно так же реостат будет оказывать максимальное сопротивление, если ползунок находится ближе к точке C, так как длина резистивной катушки максимальна. Следовательно, через цепь будет протекать небольшое количество тока, и большая часть тока будет противодействовать реостату.

Теперь предположим, что мы используем фиксированную точку соединения C и подвижную точку соединения B. В этом случае, когда ползунок расположен рядом с точкой C, реостат обеспечивает минимальное сопротивление и максимальный ток через цепь. . Точно так же, когда ползунок перемещается близко к точке A, реостат обеспечивает максимальное сопротивление и минимальный ток, протекающий через цепь.

Наконец, важно знать максимальное и минимальное сопротивления, необходимые для вашей цепи. Реостаты имеют максимальное и минимальное сопротивление, поэтому они не могут оказывать сопротивление за пределами своего унаследованного диапазона.

Теперь вам может быть интересно, существует ли высшая точка, до которой сопротивление внутри реостата может быть уменьшено или повышено. Для всех реостатов они имеют номинальное сопротивление, например, если номинал реостата составляет 50 кОм, минимальное сопротивление, которое он будет обеспечивать, равно нулю, а максимальное будет около 50 кОм.

 

Различные применения

 

Реостаты используются в ситуациях, когда для передачи электроэнергии требуется высокое напряжение. Они либо работают как переменный резистор, либо как делитель потенциала. Пример реостатов, работающих как переменный резистор, есть в диммерах. Вентиляторные диммеры и диммеры света часто используют реостаты для управления изменением скорости и интенсивности света соответственно.

Реостаты используются для изменения интенсивности света при недостаточном освещении. Поток электрического тока через лампочку уменьшается. При увеличении сопротивления реостатов яркость света уменьшается. Точно так же увеличивается поток электрического тока через лампочку. При увеличении сопротивления реостатов яркость света увеличивается.

Когда реостат увеличивает свое сопротивление, электрический ток через лампочку уменьшается, и свет тускнеет. Этот же процесс замедлит работу потолочного или переносного настенного вентилятора. Радиоприемники оснащены реостатами для регулировки громкости. Скорости двигателя также можно регулировать с помощью реостатов. Их также можно использовать для контроля температуры в духовке, обогревателе или квартире.

Реостаты также работают как делители потенциалов. В мосте Уитстона используется тот же принцип разделения потенциалов. В различных типах резистивных датчиков используется метод деления потенциала, тензометрические датчики, светочувствительные резисторы и термисторы. Реостаты можно использовать для измерения сопротивления датчика через микроконтроллер. Реостаты могут выполнять измерения высокого напряжения, а также точное смещение логического уровня.

Реостаты по-прежнему являются основным и распространенным компонентом для управления разрядом тока в электрической цепи. Однако твердотельные устройства, такие как симисторы и выпрямители с кремниевым управлением (SCR), заняли место реостатов. Реостаты менее эффективны, чем симисторы, и менее надежны из-за наличия механических компонентов.

В основном они используются, когда цепи необходимо настроить или откалибровать. В линиях электропередач высокого напряжения также используются реостаты в качестве делителей потенциала. Низкий ток и высокое напряжение вызывают минимальные потери при передаче электроэнергии. Это помогает снабжать электричеством миллионы домов по всему миру.

 

 

 

Что такое реостат? (с картинками)

`;

Промышленность

Факт проверен

Реостат представляет собой устройство, которое используется для изменения сопротивления в электрической цепи без разрыва цепи. Люди могут быть наиболее знакомы с реостатом в виде диммера или ползунка, который используется для изменения интенсивности света. Реостаты используются для установки уровней освещения для комфорта или настроения, что позволяет людям изменять уровни освещения без необходимости менять свет. Реостаты также используются в ряде электрических приложений и различных отраслях промышленности. Многие компании производят эти устройства, и люди также могут изготавливать их самостоятельно, как это иногда делается на уроках естествознания, чтобы познакомить учащихся с темой электрического сопротивления.

Это устройство основано на том факте, что ток, протекающий по цепи, будет варьироваться в зависимости от величины сопротивления, с которым она сталкивается. Низкое сопротивление означает большой ток, потому что нет ничего, что могло бы препятствовать току, а высокое сопротивление означает низкий ток. Эту характеристику электрических цепей можно использовать для изменения характеристик цепи в соответствии с конкретными потребностями.

Разработка реостата иногда приписывается Чарльзу Уитстону, 19Британский изобретатель 19-го века, внесший ряд открытий, связанных с электричеством, в науку, среди прочего. Уитстон действительно работал с электрическими цепями и многое узнал о сопротивлении и способах управления им в процессе. Основные конструкции реостатов, разработанные в этот период, продолжают использоваться и сегодня.

В самом простом реостате используется катушка или стержень из проволоки. Ползунок можно перемещать вдоль провода, чтобы создать большее или меньшее сопротивление в цепи. Когда ползунок перемещается по проводу, он либо увеличивает длину провода, по которому должен пройти ток, чтобы замкнуть цепь, либо уменьшает ее. Увеличение создает большее сопротивление, что приводит к меньшему току, протекающему по цепи, а уменьшение работает в обратном направлении.

Реостаты являются своего рода потенциометрами. Эти устройства можно использовать в самых разных условиях, и обычно они предназначены для герметизации, чтобы факторы окружающей среды не могли повлиять на работу схемы. Уплотнение защищает от пыли, влаги и подобных материалов, поэтому контур остается чистым. Реостаты иногда выходят из строя, как и другие компоненты цепей, и во многих магазинах скобяных изделий или электротоваров есть сменные реостаты для различных устройств, чтобы люди могли ремонтировать цепи вместо их замены. Важно использовать замену, рассчитанную на рассматриваемую цепь, чтобы снизить риск поражения электрическим током или других опасностей.

Мэри МакМахон

С тех пор, как несколько лет назад она начала работать на сайте, Мэри приняла захватывающая задача быть исследователем и писателем AboutMechanics.