Реостат на схеме: принцип работы в физике

Что такое реостат, принцип работы

Реостаты представляют собой двухполюсные переменные резисторы, которые сконфигурированы для использования только одного концевого контакта и только скользящего контакта.

Неиспользуемую концевую клемму можно оставить неподключенной или подключить непосредственно к очистителю.

Это устройства с проволочной обмоткой, содержащие плотные витки высокоомного эмалированного провода, которые ступенчато изменяют сопротивление.

Изменяя положение скользящего элемента на резистивном элементе, величину сопротивления можно увеличивать или уменьшать, тем самым контролируя величину тока.

Затем реостат используется для управления током путем изменения значения его сопротивления, что делает его настоящим переменным резистором. Классическим примером использования реостата является регулирование скорости поезда Scalextric или модельного поезда, где величина тока, проходящего через реостат, регулируется законом Ома. Таким образом, реостаты определяются не только их резистивными значениями, но и их возможностями регулирования мощности как P = I 2 * R.

Чем реостат отличается от резистора

Резистор, в отличие от реостата, имеет постоянное сопротивление. Реостат со ступенчатой ​​регулировкой может заменить несколько резисторов и достаточно большое количество резисторов, если он имеет плавную регулировку.

Принцип действия

Принцип действия реостата основан на законе Ома, который описывает зависимость между током I, напряжением U и сопротивлением R.

Формула 1

I=UR (для участка цепи)

Формула 2

I=εR+r (для полной цепи)

Если напряжение (U) на участке цепи или ЭДС (ε), а также сопротивление источника тока (r) в полной цепи постоянны, то интенсивность тока (I) можно регулировать, изменяя сопротивление (R). Эта зависимость обратно пропорциональна: при увеличении сопротивления сила тока будет уменьшаться, при уменьшении сопротивления — увеличиваться.

Сопротивление зависит от материала проводника и его геометрических параметров.

Формула 3

R=ρlS

где ρ — удельное сопротивление,

l — длина проводника,

S — площадь поперечного сечения проводника.

В основе реостата лежит проводник переменной длины или сечения. Для изменения сопротивления в реостате увеличиваются и уменьшаются геометрические размеры проводника, а изменяемое сопротивление, в свою очередь, влияет на силу тока в цепи.

Реостат может состоять из набора резисторов с постоянным сопротивлением, тогда регулировка будет плавной или можно плавно регулировать сопротивление, а так же переключение может происходить с разрывом цепи или без него.

Основные типы реостатов

• Проводящий материал:
  • проволока из высокоомных сплавов (нихром, реотан, константан, манганин, никелин);
  • без нитей из спеченных неметаллических токопроводящих материалов (чаще всего композитов на основе графита и углерода), в том числе
    • фильм
    • громоздкий
  • жидкость, представляющая собой емкость с электролитом, в которую погружены металлические пластины. Величина сопротивления реостата пропорциональна расстоянию между пластинами и обратно пропорциональна площади участка поверхности пластин, погруженного в электролит.
  • лампа, состоящая из набора ламп накаливания, соединенных параллельно угольной или металлической нитью. Изменяя количество горящих ламп, изменяется сопротивление реостата. Особенностью лампового реостата является зависимость его сопротивления от степени нагрева нитей лампы, что может быть как недостатком, так и достоинством.
• По дизайну:
  • для плавного прилегания:
    • реокорды в виде натянутого на каркасе прямого отрезка проволоки с подвижным контактом. Как правило, рамка имеет шкалу, а хорда градуирована в Ом/(единица длины).
    • скользящие реостаты, в которых проволока из материала с высоким удельным сопротивлением намотана виток за витком на стержень из изоляционного материала. Проволока покрыта слоем чешуи, которую специально получают при производстве. При перемещении ползунка с прикрепленным контактом слой накипи соскребается, и от провода к ползунку протекает электрический ток. Чем больше витков от одного контакта к другому, тем больше сопротивление. Такие реостаты часто используются в учебном процессе и в лабораториях. Разновидностью скользящего реостата является агометр, в котором роль ползуна играет колесо из проводящего материала, перемещающееся по поверхности диэлектрического барабана с намотанной на него проволокой.
    • реостаты с подковообразным проводником и роторным двигателем. Угол поворота обычно составляет 270°.
    • переключать реостаты.
    • блоки из двух и более реостатов с механически соединенными или разъединенными двигателями.
  • для настройки шага:
    • вилка, в которой регулировка осуществляется путем перестановки вилки в одну из розеток;
    • микросхема, в которой отдельные секции реостата закорачиваются путем установки специальных микросхем.
    • рычаг, в котором то или иное количество звеньев вводится в цепь поворотом рычага.
    • в ламповых реостатах — ввинчивание и вывинчивание ламп в патронах.
• В зависимости от вида зависимости сопротивления между двигателем и одним из крайних контактов от угла поворота двигателя:
  • линейная (в СССР и РФ — группа А)
  • логарифмическая (в СССР и РФ — группа Б)
  • обратно-логарифмическая (экспоненциальная) (в СССР и РФ — группа Б)

Виды реостатов

Что такое электрическое сопротивление

Три основных типа реостатов:

• тороидальный реостат;
• рычажный тип;
• подключаемый RS.

1. Тероидальный реостат.

Обмотка ПК представляет собой тороидальную конструкцию, верхняя поверхность которой образует контактную дорожку. Поворотный контактор вращается вокруг своей оси, касаясь обмотки. Тороидальная катушка обеспечивает непрерывность электрической цепи при вращении ползуна.

Эта функция переменного сопротивления используется в городском электрическом транспорте. Постоянное изменение тока и напряжения электродвигателя обеспечивает плавное движение автомобиля. Если устройство сломается, его нельзя будет починить. Вам нужно будет заменить устройство на новый реостат.

2. Тип рычага.

В отличие от тороидальной модели, рычажный реостат изменяет текущее значение сопротивления рывками. Рычаг, выполняя роль контактора, перемещается от одного контакта к другому. Устройство имеет несколько линий сопротивления с определенным сопротивлением. Ползунок-тумблер работает одновременно как переключатель одной линии и переключатель другого резистора.

3. Подключаемый RS.

Как и ПК рычажного типа, вставные устройства ступенчато регулируют сопротивление электрической цепи. Разница лишь в том, что переход с одного режима на другие параметры тока происходит без разрыва цепи. При удалении очередной пробки поток энергии перенаправляется через определенное сопротивление.

Разновидности агрегатов

Большой популярностью пользуются реостаты с торообразной внешней конструкцией. Основная сфера его применения – электротранспорт (трамваи), промышленный сектор. Регулировка осуществляется перемещением ползунка по кругу. Движение такой детали осуществляется по обмоткам, которые расположены тороидально.

Устройство, построенное по принципу тора, изменяет сопротивление практически без разрыва цепи. Его противоположностью является узел рычажного типа. Принцип работы такого реостата основан на том, что резисторы закреплены в специальной рамке, их подбор осуществляется с помощью специального рычага. При любом переключении происходит обрыв цепи.

Схемы, в которых применяется рычажное устройство, не имеют плавной регулировки сопротивления. Любое изменение влечет за собой прогрессивное изменение показателей в сети. Что касается ступенчатого разрешения, то оно зависит от диапазона регулировки и количества резисторов, присутствующих в корпусе.

Еще одна разновидность – вставные реостаты, с помощью которых осуществляется постепенная регулировка сопротивления. Основное отличие заключается в изменении параметров внутри сети без предварительного разрыва цепочки. Когда вилка подключена к мосту, большая часть тока протекает без сопротивления. Ток перенаправляется на резистор, потянув за вилку.

Аксессуары для ламп и жидкостей представляют собой особые типы реостатов. Ввиду наличия определенных недостатков они имеют ограниченную и специализированную область применения:

1. Устройства жидкостного типа используются во взрывоопасных зонах в качестве элементов управления двигателем.
2. Ламповые изделия отличаются низкой точностью и надежностью. Его часто используют в учебных заведениях на уроках физики, в лабораториях, исследовательских центрах.

Общие сведения

Электрический ток — это движение свободных заряженных частиц под действием электромагнитного поля. Любое вещество состоит из атомов, образующих кристаллическую решетку с помощью ковалентных связей. При протекании электрического тока по проводнику его частицы взаимодействуют с узлами кристаллической решетки. Носители заряда обладают кинетической энергией (Ek), которая зависит от массы частицы (m) и ее скорости (V3). Определяется по формуле: Eк = m * sqr(V3)/2.

При столкновении частиц с узлами кристаллической решетки происходит полная или частичная передача энергии атому.

Однако энергетический потенциал свободного носителя заряда сбрасывается, так как на него постоянно воздействует электромагнитное поле. Процесс взаимодействия частиц с атомами повторяется определенное количество раз, пока не прекратится действие электромагнитного поля или частица полностью не пересечет проводник. Это физическое явление называется электрическим сопротивлением или проводимостью. Последнее значение обратно пропорционально сопротивлению. Сопротивление обозначается буквой «R», а электропроводность — «G».

Единицей сопротивления является Ом. Его рассчитывают по определенным формулам или измеряют электронным измерительным прибором, называемым омметром.

Физическая зависимость

Величина R зависит от количества свободных носителей заряда, количество которых определяется исходя из электронной формулы вещества. Его можно определить по периодической таблице химических элементов Д. И. Менделеева. Вещества классифицируют по электропроводности следующим образом: проводники, полупроводники и изоляторы (непроводники).

Проводники включают все металлы, электролиты и ионизированные газы.

В металлах носителями заряда являются свободные электроны, в электролитах — анионы и катионы, в ионизированных газах — электроны и ионы. Полупроводники способны проводить электричество при определенных условиях. В полупроводниках носителями заряда являются свободные электроны и дырки. Изоляторы или диэлектрики не способны проводить электричество, так как в их структуре нет свободных носителей заряда.

Величина, определяющая тип материала и его электропроводность, называется удельным сопротивлением (p). Существует также обратная величина по отношению к удельному сопротивлению. Она называется проводимостью (σ) и связана с p следующей формулой: p = 1/σ. При выполнении расчетов необходимо учитывать зависимость электрического сопротивления материала от других величин или физических факторов, в том числе следующие:

• геометрические компоненты;
• электрические величины;
• показания температуры

Эти три группы факторов необходимо учитывать при изготовлении реостатов, резисторов и других элементов резистивной нагрузки. При ремонте и проектировании устройств также необходимо учитывать все факторы, так как неверные расчеты могут привести к выходу из строя радиоаппаратуры.

Геометрия материала

Геометрия проводника (полупроводника) включает его длину (L) и площадь поперечного сечения (S). Значение S можно рассчитать с помощью абстрактного алгоритма, который подходит для всех видов проводников и полупроводников. Выглядит ли это так:

1. Визуально определите форму фигуры в поперечном сечении (круг, прямоугольник или квадрат).
2. Найдите в справочной литературе или в Интернете формулу для нахождения площади поперечного сечения фигуры.
3. Измерьте необходимые геометрические параметры (например, диаметр) и подставьте их в формулу.
4. Делайте математические расчеты.

Если проводник многожильный (состоит из множества жил), то необходимо вычислить площадь поперечного сечения одной жилы и затем умножить на количество жил. Исходя из всего, можно вывести зависимость величины сопротивления от рода вещества, длины и площади поперечного сечения проводника: R = p*L/S.

Физический смысл зависимости таков: по проводнику, тип которого определяется параметром p, движется электрический ток, а его частицы проходят некоторую длину L с поперечным сечением S (с малым поперечным сечением площади, происходят более частые столкновения электронов с узлами кристаллической решетки).

Однако геометрические параметры — не единственные факторы, влияющие на значение проводимости материала.

Влияние параметров электричества

Чтобы учесть влияние тока и напряжения на R, необходимо обратить внимание на закон Ома. Он имеет две формулировки, используемые для расчетов: для полной цепи или ее участка. Закон Ома для полной цепи показывает зависимость тока (i) от электродвижущей силы (e) и величины R, которая складывается из суммы внутреннего (Rin) и внешнего (Rext) сопротивлений.

Переменная Rin представляет собой внутреннее сопротивление источника питания (генератора, аккумулятора, трансформатора и т д.). Rext – сопротивление всех потребителей электроэнергии и соединительных кабелей. Закон Ома для полной цепи связывает все эти величины следующим соотношением: i = e/(Rext + Rin). Величина Rext определяется по формуле: Rext = (e/i) — Rin.

Для участка цепи соотношение для нахождения сопротивления упрощается, так как не учитываются ЭДС и Rинт. Этот закон показывает прямо пропорциональную зависимость силы тока (I) от напряжения (U), а также обратно пропорциональную величине сопротивления R: I = U/R. В ряде случаев эти факторы могут не совпадать достаточно для точности расчетов, так как есть еще одна зависимость — температурные показатели материала.

Влияние температуры на проводимость

Удельное сопротивление влияет на проводимость материала, но зависит от температуры. Для проверки этой гипотезы нужно собрать электрическую цепь, состоящую из следующих компонентов: лампа накаливания, блок питания (12 В), отрезок нихромовой проволоки и амперметр. Можно выбрать любой блок питания.

Важно, чтобы значение напряжения не превышало номинального значения разности потенциалов лампы, то есть батарея на 12 В, и лампа тоже должна быть на 12 В. Элементы схемы соединены в серия . На огнеупорный кирпич рекомендуется положить кусок проволоки, так как при пропускании электрического тока через нихром он будет нагреваться.

Амперметр нужен для контроля текущих значений, которые будут меняться со временем. Лампа представляет собой «сигнальный» свет, позволяющий визуально наблюдать увеличение сопротивления. Яркость твоего сияния постепенно угаснет. При протекании тока по цепи закон Ома подтверждается визуально для участка цепи. С увеличением R ток уменьшается. Зависимость удельного сопротивления p зависит от следующих переменных:

1. Табличное значение удельного сопротивления (p0), рассчитанное при температуре +20 градусов Цельсия.
2. Температурный коэффициент «а», который для металлов считается больше 0 (а > 0), а для электролитов меньше 0 (а < 0).

Табличное значение p0 можно найти в специальных электротехнических справочниках или в Интернете. Температурная зависимость р описывается следующим соотношением: р = р0 * 1 + а * (t — 20). Возможна, при необходимости, подстановка p в формулу зависимости R от длины и сечения: R = p0 * 1 + a * (t — 20) * L / S.

Точные расчеты сопротивления проводить нет смысла, но эти характеристики необходимо учитывать при изготовлении и ремонте различных устройств.

Сопротивление следует измерять омметром, но профессиональные радиолюбители рекомендуют пользоваться мультиметром. Он комбинированный и позволяет измерять не только сопротивление, но и величину тока и напряжения. Есть модели, которые могут измерять частоту, тестировать полупроводники и т.д.

Схема

Обозначение реостата на схеме в виде обычного резистора, но со стрелкой, показывающей непостоянные значения сопротивления радиодетали. Принцип работы реостата достаточно прост и основан на зависимости силы тока от величины сопротивления. Проводник, который находится в корпусе изолятора, подключается к электрической цепи.

Реостат может иметь вид изоляционной коробки, из которой вынут специальный регулятор величины сопротивления. Однако некоторые модели, используемые в лабораториях, могут быть открытого типа. Они предназначены для демонстрации принципа работы устройства.

Электрический ток течет по пути наименьшего сопротивления. Следовательно, ползунок может управлять потоком тока. Если проводник (материал с высоким удельным сопротивлением) задействован полностью, то, следовательно, значение сопротивления будет максимальным. В том случае, если ползунок находится посередине проводника, сопротивление реостата равно R/2. Подключение к электрической цепи потенциометра, как и любого типа реостата, производится последовательно.

Как устроен реостат

Реостат представляет собой управляемый переменный резистор, способный изменять параметры тока в электрической цепи.

В результате большого количества научно-технических экспериментов и исследований появились различные модели реостатов, такие как:

• кабель;
• слайдер;
• жидкость;
• лампа.

1. Проволока.

Это простейший реостат. Он состоял из высокоомной проволоки, натянутой на раму. Он прошел через несколько торговых точек сразу. Включая тот или иной контакт, добивались изменения длины проводника. Таким образом, было получено необходимое значение сопротивления, поэтому были изменены параметры силы тока и напряжения в электрической цепи. Недостатком такого устройства была ограниченная длина проводника, соответственно диапазон изменения характеристик тока.

2. Слайдер.

Бегунок — классика реостатной конструкции. ПК представляет собой удлиненную катушку, имеющую вид цилиндра из диэлектрического материала, вокруг которого намотана проволока, покрытая шлаком. Ползунок постепенно перемещается вдоль стержня, касаясь спиральных контактов катушки. Устройство подключается к электрической цепи в двух точках: это контакт ползунка и один из концов катушки.

3.Жидкость.

Устройство представляет собой заполненную электролитом емкость, в которую погружены два электрода в виде металлических пластин. Сопротивление току, протекающему через электролит, прямо зависит от зазора между электродами и обратно пропорционально площади поверхности электродов.

4. Лампа.

Сопротивление в цепи регулируется количеством параллельно соединенных ламп накаливания. Это не очень хорошее решение. Регулировка параметров тока обходится дорого из-за большого перерасхода электроэнергии, потребляемой лампами накаливания.

Важно! Все вышеперечисленные устройства давно канули в прошлое, кроме скользящего реостата. Они были пионерами в области регулирования параметров электрического тока. На смену им пришли дешевые и компактные переменные резисторы. Несмотря на это, принцип работы устройств остался прежним.

Устройство реостата для опытного физика не вызывает затруднений и представляет собой полый керамический цилиндр с металлической обмоткой, концы которой выведены на специальные контакты, называемые клеммами, расположенные по обеим сторонам керамического цилиндра. В качестве обмотки используется материал с высоким удельным сопротивлением, поэтому даже небольшое изменение длины отражает изменение сопротивления. Вдоль цилиндра располагается металлорукав, на котором закреплен подвижный контакт, называемый ползунком.

Керамический цилиндр внутри пуст, чтобы охлаждать устройство, когда через него проходит электричество. В целях безопасности различные устройства имеют специальный кожух, скрывающий всю внутреннюю часть механизма.

Проволочный

Это простейший реостат. Он состоял из высокоомной проволоки, натянутой на раму. Он прошел через несколько торговых точек сразу. Включая тот или иной контакт, добивались изменения длины проводника. Таким образом, было получено необходимое значение сопротивления, поэтому были изменены параметры силы тока и напряжения в электрической цепи. Недостатком такого устройства была ограниченная длина проводника, соответственно диапазон изменения характеристик тока.

Ползунковый

Бегунок — классика реостатной конструкции. ПК представляет собой удлиненную катушку, имеющую вид цилиндра из диэлектрического материала, вокруг которого намотана проволока, покрытая шлаком. Ползунок постепенно перемещается вдоль стержня, касаясь спиральных контактов катушки. Устройство подключается к электрической цепи в двух точках: это контакт ползунка и один из концов катушки.

Жидкостный

Устройство представляет собой заполненную электролитом емкость, в которую погружены два электрода в виде металлических пластин. Сопротивление току, протекающему через электролит, прямо зависит от зазора между электродами и обратно пропорционально площади поверхности электродов.

Ламповый

Сопротивление в цепи регулируется количеством параллельно соединенных ламп накаливания. Это не очень хорошее решение. Регулировка параметров тока обходится дорого из-за большого перерасхода электроэнергии, потребляемой лампами накаливания.

Важно! Все вышеперечисленные устройства давно канули в прошлое, кроме скользящего реостата. Они были пионерами в области регулирования параметров электрического тока. На смену им пришли дешевые и компактные переменные резисторы. Несмотря на это, принцип работы устройств остался прежним.

Как прибор включается в сеть

Устройство подключается к цепи двумя способами: последовательно и параллельно. При последовательном соединении сопротивление оборудования складывается. Суммарное сопротивление будет больше любого индивидуального.

Схема электрическая принципиальная, где указаны реостаты с параллельным включением, выглядит так:

При таком соединении складываются противоположные значения сопротивлений, т.е общая проводимость складывается из проводимостей каждого компонента.

Представленные чертежи относятся к простейшему оборудованию. Чем больше элементов они включают, тем сложнее будет устройство, созданное на их основе.

Основное назначение прибора

Конструктивно и визуально наиболее простым считается реостат ползункового типа.

Он подключается к цепи через верхнюю и нижнюю клеммы.

Устройство сконструировано таким образом, что ток течет по всей длине кабеля, а не в поперечном направлении витков. Это связано с надежной изоляцией проводников.

Реостат часто используется для управления цепью вместо потенциометра.

В данном случае он подключается тремя клеммами.

Внизу два из них являются входными, подключенными к источнику напряжения.

В качестве выхода используется нижняя клемма и верхняя свободная клемма. При перемещении ползунка напряжение легко регулируется.

Реостат имеет тенденцию работать в балластном режиме, что может быть необходимо при создании активной нагрузки при потреблении мощности.

В такой ситуации рекомендуется учитывать дисперсионные возможности используемого агрегата.

При избыточном нагреве устройство выходит из строя.

При подключении к сети необходимо правильно рассчитать рассеиваемую мощность реостата, при необходимости создать достаточное и правильное охлаждение.

Где применяются реостаты

Реостаты являются универсальными устройствами и используются везде, где необходимо регулировать ток или напряжение. Они широко используются в промышленности, машиностроении и автомобилестроении:

• увеличивать и уменьшать силу звука;
• путем смены каналов связи, в том числе радио, телевидения;
• пуск и торможение электродвигателей происходит с помощью реостатов;
• на датчиках угла.

Материалы изготовления

Что такое измерение сопротивления изоляции и почему это важно

Реостаты делятся на 4 типа в зависимости от типа материала, из которого они изготовлены. Это углеродные, металлические, жидкие и керамические ПК:

1. Углеродные устройства включают модели, в которых графитовый стержень выступает в роли переменного резистора.
2. Примером металлического исполнения могут служить ползунковые реостаты. Имеют переменное сопротивление, виток из металлической проволоки.
3. Переменные жидкостные резисторы используются для управления работой электродвигателей во взрывоопасной среде.
4. К керамическим реостатам относятся тороидальные устройства. Ваше устройство описано выше по тексту.

Датчики, основанные на реостатах

Существуют прямые зависимости между положением ползунка реостата, его сопротивлением, током в цепи и напряжением. Эти особенности составляют основу датчика угла поворота. Каждому положению ротора в таком устройстве соответствует определенная электрическая величина.

Постепенно такие датчики заменяются магнитными и оптическими устройствами. Это связано с тем, что характеристика сопротивления и угловой зависимости не устойчива к шуму под влиянием температурных воздействий. Кроме того, переход на цифровые системы способствует вытеснению динамических датчиков. Резистивные измерители встречаются только в схемах, использующих аналоговые сигналы.

По сути, это балластный реостат – специальное устройство для создания повышенного сопротивления для сварочного электричества. Этот реостат отличается своей простотой. Он встроен во многие продвинутые и дорогие модели сварочных аппаратов, также его можно приобрести отдельно.

По принципу действия сварочный балласт представляет собой точку препятствия на пути движения электрического тока, это «точка» высокого сопротивления. С внешней точки зрения он выглядит как толстая и сложная пружина.

Зачем нужен балласт?

Эта пружина всегда снабжена подвижным контактом, который, перемещаясь по пружине, изменяет длину пути, который проходит ток через балласт.

Это устройство не может похвастаться особым разнообразием моделей.

Есть некоторые отличия, которые определяются следующими критериями:

• Размеры пружины: чем она длиннее, тем длиннее путь электронов через все витки реостата, тем больше сопротивление, уменьшающее силу тока.
• Природа металла с определенными коэффициентами сопротивления.
• Толщина пружины также прямо пропорциональна силе сопротивления. Толщина связана с длиной реостата.

На деле получается так: без балластного реостата ток имел бы силу 250 А. Если подключить в эту цепь балласт, то электрический поток начнет терять силу, и на выходе было бы всего 10 А.

Разумеется, регулятор может изменять длину спирального пути, по которому проходит поток. Потери в этом случае будут другими.

Элементы реостатного датчика

Датчик состоит из следующих элементов:

1. Таблица 1.
2. Резистор в виде обмотки, состоящей из 2 проводов.
3. Подвижная щетка 3, которая будет скользить по поверхности реостата.

Реостатные датчики бывают 2-х типов:

• С непрерывной многовитковой обмоткой.
• С секционной обмоткой.

В датчиках с секционным резистором при движении щетки будет происходить ступенчатое изменение сопротивления. Если датчик будет иметь непрерывную обмотку, то в этом случае изменение сопротивления будет плавным.

Преимущества датчиков с секционированным сопротивлением

Основное преимущество датчиков этого типа в том, что они позволяют работать с большими токами. Это было достигнуто за счет того, что контактная работа будет осуществляться благоприятно.

Характеристика линейного реостатного датчика может иметь следующий вид:

1. Rx= (R : L)x, где:
2. Rx — сопротивление, которое необходимо включить в цепь.
3. L — общая длина обмотки.
4. R — полное сопротивление обмотки.
5. Х — движение кисти.

Если реостатный датчик впоследствии подключить через цепь потенциометра, он будет называться потенциометрическим датчиком.

Величина напряжения, которое будет снято с реостата, будет зависеть от положения двигателя.

• Если ползунок потенциометра находится в крайнем левом положении, то напряжение Ux, которое будет сниматься с него, будет минимальным.
• Если двигатель движется вправо, в этом случае напряжение будет постепенно увеличиваться.

Наиболее распространена потенциометрическая схема включения реостатного датчика, в которой реостат включается по схеме делителя напряжения.

Помните, что делитель напряжения — это электрическое устройство для деления постоянного или переменного напряжения на части; Делитель напряжения позволяет снимать (использовать) только часть имеющегося напряжения на элементах электрической цепи, состоящей из резисторов, конденсаторов или катушек индуктивности. Переменный резистор, включенный по схеме делителя напряжения, называется потенциометром.

Потенциометрические датчики, представляющие собой конструктивно-переменные резисторы, изготавливаются из различных материалов: проволочных, металлических пленок, полупроводников и т д

Примеры потенциометрических датчиков в автомобиле:

• датчик педали акселератора или модуль педали акселератора для определения требуемого крутящего момента для управления двигателем;
• датчик уровня заполнения топливного бака;
• потенциометр порога гидродинамического сцепления (KE- и L-Jetronic) для определения количества воздуха, всосанного двигателем;
• датчик угла дроссельной заслонки для определения его положения на бензиновых двигателях (рис. 3…5).

Рис. Потенциометрический датчик уровня топлива:

1. Электрические соединения
2. Скользящие контактные поля
3. Контактная заклепка
4. Доска сопротивления
5. Опорный штифт
6. Двойной контакт
7. Плавающий рычаг
8. Плавать
9. Нижняя часть топливного бака

Рис. Датчик дроссельной заслонки (конструкция):

1. Дроссельный вал
2. оценивая сопротивление 1
3. трек сопротивления 2
4. Скользящий штифт со скользящими контактами
5. Электрическое подключение

Тензодатчики (тензодатчики) применяются для измерения механических напряжений, малых деформаций, вибраций. Действие тензорезисторов основано на эффекте растяжения, заключающемся в изменении активного сопротивления проводящих и полупроводниковых материалов под действием приложенных к ним сил.

Тензометрические датчики имеют классификацию как по форме, так и по конструктивным особенностям в зависимости от типа чувствительного элемента.

Комбинированные датчики включают в себя несколько полупроводников, объединенных в одном устройстве. Датчики могут иметь встроенный цифровой интерфейс, а не только ИС с выходом. Комбинированный датчик часто используется из-за возможности параллельного подключения устройств. Погрешность расчета температуры составляет 2 °С, а определения влажности — 5%. Проблема с таким датчиком только одна: оптимизация интерфейса.

В цифровых датчиках установлена ​​трехвыводная микросхема. Датчики считываются с нескольких параллельных датчиков, что позволяет получать показания с точностью до 0,5°C. Эксплуатация электронного термометра возможна от -55 до +125°С. Единственным недостатком прибора является скорость получения результатов – 750 секунд для максимально точного показателя. Определение точности прибора осуществляется с помощью соответствующих настроек, которые необходимы для сокращения времени, затрачиваемого на получение результата. Опрашивать датчик бессмысленно, так как тело инерционное.

Работа датчика основана на нагреве тонкой пленки, который осуществляется под действием инфракрасных лучей. Подобную технологию вы можете встретить в пирометрических устройствах. В отличие от контакта, вы можете получать данные на расстоянии.

Для чего нужен РС

В зависимости от того, для чего нужен реостат, переменные устройства делятся на следующие виды:

• балласты;
• запуск ПК;
• балласты;
• зарядные устройства.

Пускорегулирующие приборы

Реостаты используются в системе управления двигателями постоянного тока. При переменном токе ПК включают в силовую цепь асинхронных двигателей с фазным ротором.

Пусковые РС

Его основное назначение – уменьшить величину пускового тока при пуске электродвигателя. Кроме того, такие реостаты работают в системах рекуперативного динамического торможения. Необходимо плавно снижать скорость вращения роторов электродвигателей и генераторов.

Балластники

Балластные ПК быстро поглощают энергию, которая выделяется при резком торможении электродвигателя. То есть балласт сбрасывается в виде избыточного электричества.

Нагрузочные устройства

РС этого типа создают дополнительную нагрузку на электрическую цепь. Это необходимо для поддержания необходимых процессов, связанных с работой различных устройств, двигателей и других устройств.

Охлаждение

Электричество, проходя через сопротивление, тратит часть энергии на преодоление сопротивления проводника, которая превращается в тепло. При чрезмерном его выпуске реостат может сильно перегреться и прийти в полную негодность.

По этой причине по ГОСТ для переменных резисторов применяются две системы охлаждения, это:

• воздух;
• жидкость.

Воздушная система охлаждения

В основе лежит принудительная вентиляция. Для этого используются лопастные вентиляторы и турбины. В реостате датчик измеряет уровень нагрева прибора. При достижении допустимого температурного порога датчик дает сигнал на включение системы вентиляции. Когда температура падает, вентилятор выключается.

Жидкостное охлаждение

Жидкостное охлаждение переменного резистора большой мощности осуществляется с помощью саркофага, в рубашке которого постоянно циркулирует минеральное масло. Он отводит тепло от реостата наружу.

Масляное охлаждение

Металлические реостаты с масляным охлаждением увеличивают теплоемкость и время нагрева за счет хорошей теплопроводности масла. Это позволяет увеличить нагрузку при кратковременной работе и уменьшить расход материала сопротивления и размеры самого реостата.

Элементы, погруженные в масло, должны иметь большую площадь поверхности, чтобы обеспечить хороший отвод тепла. Если резистор закрытого типа, погружать его в масло нет смысла. Само погружение защищает контакты и резисторы от воздействия окружающей среды. В масле повышает отключающую способность контактов. В этом преимущество реостатов данного типа. Из-за смазки возможно высокое давление на контакты. Но есть и недостатки. Это увеличивает риск возгорания и загрязнения помещений.

Реостат может быть включен в схему как потенциометр. Это обеспечивает плавную регулировку сопротивления и, как следствие, регулирование тока и напряжения в цепи. Их часто используют в лабораториях.

Реостат печки отопления салона автомобиля

Автомобильная печка при включении находится на статической степени нагрева. Уровень температуры воздуха в салоне автомобиля зависит от скорости вращения ротора вентилятора. Реостат, встроенный в цепь питания вентилятора, изменяет скорость потока горячего воздуха посредством ручного управления.

Существуют комбинированные системы обогрева салона автомобиля. Именно тогда степень нагрева воздушного потока регулируется двумя реостатами: самой печкой и вентилятором.

Реостат отопителя автомобиля

Дополнительная информация. Типичной причиной выхода из строя системы отопления салона обычно является перегоревший предохранитель. Поломка устраняется пропайкой электрической части.

С развитием научно-технического прогресса многие электроприборы быстро устаревают. На смену им приходят более совершенные, менее дорогие и более эффективные устройства. То же самое происходит и с реостатами. Электротехническая промышленность постоянно поставляет на рынок все новые и более совершенные типы резисторов.