Setting96.ru

Строительный журнал
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Реостат и делитель напряжения

Реостат и делитель напряжения

Приборы и принадлежности: источник тока, два вольтметра, два миллиамперметра, реостат, нагрузочные резисторы.

Введение. Реостат – устройство для регулирования тока или напряжения в электрических цепях путем изменения его сопротивления. У различных реостатов сопротивление можно изменять или плавно, или ступенчато.

Существует две схемы включения реостатов.

1
.Последовательное соединение (рис.1) реостата и нагрузки (собственно реостат) применяют для регулирования тока в нагрузке R H (и напряжения на ней) в ограниченных пределах, но при сравнительно большой мощности.

2
.Параллельное соединение – делитель напряжения (рис.2) – применяют для регулирования напряжения на нагрузке U H в широких пределах (от нуля до напряжения источника питания U ), но при сравнительно малой мощности.

Сопротивление ползунковых реостатов изменяется скачкообразно, а не абсолютно плавно. Величина скачка сопротивления равна сопротивлению одного витка проволоки, которой выполнена обмотка реостата. Если требуется более плавное регулирование тока (напряжения), в цепь включается второй реостат R 2 , сопротивление которого в 10…20 раз меньше R . Схема тонкой регулировки тока приведена на рис.3, схема тонкого регулирования напряжения – на рис.4.

Упражнение 1. Реостат

Р
ассмотрим электрическую цепь (рис.5), в которой реостат работает как регулятор тока (собственно реостат). В этом случае реостат включается в цепь последовательно . Если внутреннее сопротивление вольтметра очень велико, а амперметра мало по сравнению с сопротивлением нагрузки, ток в цепи будет таким:

где R – сопротивление всего реостата,

R l – сопротивление действующего участка AD реостата длиной l ,

R H – сопротивление нагрузки,

r – внутреннее сопротивление источника тока, Е – ЭДС источника тока.

При перемещении движка реостата D от А к В сопротивление R l будет изменяться от нуля до наибольшего R , а ток в цепи –

от наибольшего до наименьшего значения.

Найдем так называемую кратность регулирования тока K , которая, по определению, есть отношение наибольшего тока к наименьшему из их диапазона его изменения:

Из формулы (2) видно, что пределы регулирования тока реостата тем больше, чем больше отношение R /( R H + r ) , т.е. чем больше сопротивление реостата по сравнению с сопротивлением нагрузки (внутреннее сопротивление источника тока r , как правило, значительно меньше R H ).

Если в электрическую цепь включен регулирующий элемент (реостат), то хочется, чтобы пределы регулирования тока были как можно больше. Однако возможность получения больших K для реостата ограничена. Чем больше сопротивление реостата, тем меньше его допустимый (номинальный) рабочий ток. Включив такой реостат в цепь с мощным источником тока, можно сжечь обмотку реостата. В самом деле, если его движок D находится вблизи клеммы А , сила тока в цепи определяется, в основном, величиной сопротивления нагрузки и если этот ток окажется больше номинального тока реостата, то последний будет испорчен. Кроме того, в случае R  R H при приближении движка D к клемме А скачки изменение тока становятся всё бóльшими. Итак, при выборе реостата приходится учитывать и выполнять два условия: 1)сопротивление реостата должно быть больше сопротивления нагрузки R  R H , 2) наибольший ток нагрузки не должен превышать номинальный (допустимый для нормальной работы) ток реостата I нб  I ном .

Описание установки. Все приборы, необходимые для проведения измерений, размещены на лабораторной панели: 1)реостат с линейкой (сопротивление R =1200 Ом, номинальный ток 0,5 А), 2)два вольтметра с пределами измерения 15 В, 3)два миллиамперметра с пределами 75 мА и 1,5 мА. Два резистора, выполняющие роль нагрузки, размещены в подвале панели.

Измерения. Работа реостата в качестве регулятора тока изучается при двух нагрузках: 1) R H 1 =120 Ом (условие R H  R ), 2) R H 2 =12000 Ом ( R H  R ).

В первом случае последовательно с нагрузкой включается миллиамперметр на 75 мА, во втором – на 1,5 мА.

1.Соберите цепь с нагрузкой R H 1 =120 Ом согласно схеме (рис.5). Тумблер Вк во время сборки должен быть в разомкнутом положении. Постоянное напряжение от лабораторной сети подведено к клеммам с обозначением 6 В.

2.Предложите преподавателю проверить правильность сборки цепи.

3. Внимание! Прежде чем включить тумблер Вк , установите на реостате наибольшее сопротивление (движок D перемещен к клемме В ).

4.Включите напряжение питания тумблером Вк . Перемещая движок реостата в сторону уменьшения сопротивления, снимите зависимость напряжения на входе U , напряжения на нагрузке U H и тока в цепи I (он же ток нагрузки) от расстояния l между движком реостата D и клеммой А , отсчитывая его по линейке. Такие измерения следует провести от 42 см до нуля примерно через равные промежутки 4…5 см. Результаты запишите в табл.1.

Реостат

Реоста́т (потенциометр, переменное сопротивление, переменный резистор; от др.-греч. ῥέος «поток» и στατός «стоя́щий») — электрический аппарат, изобретённый Иоганном Христианом Поггендорфом, служащий для регулировки силы тока и напряжения в электрической цепи [1] путём получения требуемой величины сопротивления. Как правило, состоит из проводящего элемента с устройством регулирования электрического сопротивления. Изменение сопротивления может осуществляться как плавно, так и ступенчато.

Изменением сопротивления цепи, в которую включён реостат, возможно достичь изменения величины тока или напряжения. При необходимости изменения тока или напряжения в небольших пределах реостат включают в цепь параллельно или последовательно. Для получения значений тока и напряжения от нуля до максимального значения применяется потенциометрическое включение реостата, являющего в данном случае регулируемым делителем напряжения.

Использование реостата возможно как в качестве электроизмерительного прибора, так и прибора в составе электрической или электронной схемы.

Содержание

Стандартизация [ править | править код ]

По терминологии, используемой в ГОСТ 21414-75 «Резисторы. Термины и определения»:

  • Переменный резистор — резистор, электрическое сопротивление которого между его подвижным контактом и выводами резистивного элемента можно изменить, например, механическим способом.
  • Регулировочный резистор — переменный резистор, предназначенный для многократной регулировки параметров электрической цепи.
  • Подстроечный резистор — переменный резистор, предназначенный для подстройки параметров электрической цепи, у которого число перемещений подвижной системы значительно меньше, чем у регулировочного резистора [2] .

Основные типы реостатов [ править | править код ]

  • По материалу проводника:
    • проволочные из сплавов с высоким удельным сопротивлением (нихром, реотан, константан, манганин, никелин);
    • непроволочные из спечённых неметаллических проводящих материалов (чаще всего графит и композиты на основе углерода), в том числе
      • плёночные
      • объёмные
      • для плавной регулировки:
          в виде натянутого на раму прямого отрезка проволоки с подвижным контактом. Как правило, рама имеет шкалу, и реохорд градуируется в Ом /(ед. длины).
        • ползунковые реостаты, в которых проволока из материала с высоким удельным сопротивлением виток к витку наматывается на стержень из изолирующего материала. Проволока покрыта слоем окалины, который специально получается при производстве. При перемещении ползунка с присоединённым к нему контактом слой окалины соскабливается, и электрический ток протекает из проволоки на ползунок. Чем больше витков от одного контакта до другого, тем больше сопротивление. Такие реостаты часто применяются в учебном процессе и в лабораториях. Разновидностью ползункового реостата является агометр, в котором роль ползунка выполняет колёсико из проводящего материала, двигающееся по поверхности диэлектрического барабана с намотанной на него проволокой.
        • реостаты с подковообразной формой проводника и вращающимся движком. Угол поворота обычно составляет 270°.
        • реостаты с выключателем.
        • блоки из двух и более реостатов с механически связанными или разобщёнными движками.
        • штепсельные, в которых регулировка осуществляется перестановкой штепселя в одно из гнёзд;
        • фишечные, в которых отдельные секции реостата замыкаются накоротко постановкой специальных фишек.
        • рычажные, в которых поворотом рычага в цепь вводится то или иное число секций.
        • в ламповых реостатах — ввёртыванием и вывёртыванием ламп в патронах.
        • линейные (в СССР и РФ — группа А)
        • логарифмические (в СССР и РФ — группа Б)
        • обратно-логарифмические (показательные) (в СССР и РФ — группа В)

        Резистивные датчики угла поворота [ править | править код ]

        Прямая зависимость между положением ротора реостата и его сопротивлением позволяет использовать переменные резисторы в качестве основного элемента датчиков угла поворота. Однако в современной цифровой технике резистивные датчики применяются реже магнитных или оптических, так как требуют более сложного ЦАП и нуждаются в повторной калибровке [ источник не указан 1609 дней ] .

        Аппаратура для регулирования напряжения

        Для регулирования величины напряжения применяются схемы с реостатными делителями напряжения — потенциометрами и с регулировочными автотрансформаторами.
        В качестве потенциометра может быть использован любой реостат-сопротивление, величина которого изменяется плавно или ступенями. При потреблении в цепях напряжения до 3 А наиболее удобно использовать ползунковый реостат П, включенный, как показано на рисунке 1. В зависимости от положения движка реостата на реле будет подаваться разное напряжение. Перемещая движок реостата из одного крайнего положения Б в другое В, можно плавно регулировать напряжение, подаваемое на реле, от нуля до полного напряжения питания.
        На практике сопротивление потенциометра выбирают порядка 0,5—1 Ом на каждый вольт напряжения питания. Таким образом, потенциометр сопротивлением 100—200 Ом пригоден для регулирований при напряжении питания 100— 220 В как постоянного, так и переменного тока.

        Рисунок 1 – Регулирование напряжения с помощью потенциометра.

        При выборе реостата, используемого в качестве потенциометра, необходимо учитывать, что ток, проходящий на участке ВА потенциометра, равен сумме токов: IР, проходящего в реле, и IП, проходящего по потенциометру. Следовательно, реостат нужно выбирать на суммарный ток (IР + IП):

        где RП — полное сопротивление потенциометра; zР — сопротивление проверяемого реле.

        Рисунок 2 – Схема с потенциометром для регулирования малых напряжений.

        Рисунок 3 – Регулирование напряжения с помощью лабораторного автотрансформатора.

        В тех случаях, когда сопротивление реле значительно превышает сопротивление потенциометра RП Для того чтобы напряжение на зажимах обмотки проверяемого реле или электромагнита привода не изменялось при их срабатывании вследствие увеличения сопротивления аппарата, величину сопротивления потенциометра следует выбирать так, чтобы выполнялось соотношение

        где zCX — суммарное сопротивление проверяемой схемы. Для более плавного регулирования небольших напряжений применяется схема, приведенная на рисунке 2, в которой последовательно с потенциометром П включены сопротивления RД1 и RД2. .
        Широко распространен и применяется для регулирования переменного напряжения лабораторный регулировочный автотрансформатор типа ЛАТР, принципиальная схема включения которого приведена на рисунке 3. Автотрансформаторы типов ЛАТР-1 на ток до 9 А и ЛАТР-2 на ток до 2 А могут использоваться при напряжении питания 127 или 220 В. При более значительных нагрузках используются автотрансформаторы типов РНО (однофазные) и РНТ (трехфазные).
        При выборе устройства для регулирования переменного напряжения необходимо учитывать характер сопротивления проверяемого реле или другого аппарата. Если сердечник реле при повышении напряжения не насыщается, для регулирования напряжения с одинаковым успехом могут быть использованы как потенциометр, так и автотрансформатор. Если же по мере повышения напряжения сердечник реле или другого проверяемого аппарата насыщается, вследствие чего искажается форма кривой тока в цепи, необходимо использовать автотрансформатор.

        Расчет токоограничивающего резистора для переменного резистора

        Переменный резистор R-24N1-B1KUPD: Вся приведенная ниже статья была написана мной исходя из в корне неправильного понимания смысла параметра «номинальная мощность» для переменного резистора.

        Я предполагал, что это мощность, которую переменный резистор может рассеять при любом значении его сопротивления. Так вот это не так!

        На самом же деле это та мощность, которую резистор безболезненно рассеивает находясь в состоянии максимального сопротивления.
        При уменьшении же этого сопротивления мощность (а следовательно и максимально допустимый ток через резистор) падают пропорционально уменьшению его сопротивления!

        Что любопытно, занимаясь (естественно чисто любительски и понемногу) электроникой вот уже года три я вообще нигде не встречал ничего на тему «как посчитать максимально допустимый ток через переменный резистор в реостатном включении». Видимо, всилу очевидности — для тех, кто уже знает. Но тем не менее. Какое-то более внятное описание ситуации я нашел только по-английски в совершенно замечательном и подробном материале по переменным резитсорам Beginners’ Guide to Potentiometers:

        Power — A pot with a power rating of (say) 0.5W will have a maximum voltage that can exist across the pot before the rating is exceeded. All power ratings are with the entire resistance element in circuit, so maximum dissipation reduces as the resistance is reduced (assuming series or ‘two terminal’ rheostat wiring). Let’s look at the 0.5W pot, and 10k is a good value to start with for explanation.

        If the maximum dissipation is 0.5W and the resistance is 10k, then the maximum current that may flow through the entire resistance element is determined by…

        P = I² * R… therefore
        I =√P / R… so I = 7mA

        In fact, 7mA is the maximum current that can flow in any part of the resistance element, so if the 10k pot were set to a resistance of 1k, current is still 7mA, and maximum power is now only 50mW, and not the 500mW we had before.

        === ВНИМАНИЕ! ВСЕ, НАПИСАННОЕ НИЖЕ, МАТЕМАТИЧЕСКИ ПРАВИЛЬНО, НО ИСХОДИТ ИЗ НЕВЕРНОЙ ФИЗИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ! ДЛЯ РАСЧЕТА НОМИНАЛА ПЕРЕМЕННОГО РЕЗИСТОРА ЭТИ РАСЧЕТЫ ПРИМЕНЯТЬ НЕЛЬЗЯ — ПОЛУЧЕННЫЕ ЗНАЧЕНИЯ СИЛЬНО ЗАВЫШЕНЫ! ===

        Вот, казалось бы, куда уж проще задача — при помощи переменного резистора получить простейщий регулируемый «эталон тока» (это я с токовыми шунтами и усилителем на ОУ играюсь). Вроде бы делать нечего, да?

        Берем первый попавшийся перменный резистор — например R-0904N-A1K, подсоединяем его к какому-нибудь источнику напряжения в 5 Вольт, начинаем крутить… Естественно, не выкручивать его до нуля соображения все же хватает, ну так мультиметр подключен, показывает ток: 1мА, 5мА, 10мА, 80мА… Блин, сгорел. Чего это он?

        А у него оказывается максимальная рассеиваемая мощность — 0.05 Вт. То есть если пропустить через него на 5 Вольтах более 10 мА, то все… Он, в общем-то, хорошо еще держался. Долго.

        Ну, хорошо. Берем тогда монстроидальный R-24N1-B1K (на фотографии в начале статьи — он).
        0.5 Вт рассеиваемой мощности, извините.

        Ну и заодно будет нелишне поставить обычный резистор последовательно с переменным в качестве токоограничивающего. Чтобы уж точно не сжечь.
        Ну и надо бы посчитать как-нибудь, каким номиналом токоограничивающий резистор ставить. Посчитать бы как-нибудь… А оно как-то не хочет считаться… Какое-то оно все ну совсем нелинейное получается.

        Сначала я думал прикинуть номинал в уме. Минут через пятнадцать я понял, что в уме как-то не получается и взял бумажку. Еще через полчаса я тупо глядел на три исписанных листа формата А4 и не мог понять, где я ошибся. Два последовательно подключенных резистора не могут требовать для расчета таких сложных формул!
        Я плюнул на все и в течении недели время от времени возвращался к бумажкам и формулам, понимая, что не могу ни осознать эти уравнения, ни решить их. Через неделю я загнал формулы в Excel и построил по ним графики. Вот только тут я и начал немного понимать что к чему…

        СхемаНачинаем от печки, рисуем схему цепи и вспоминаем закон Ома:

        Сила тока в цепи равна:

        Мощность, выделяемая всей цепью, Вт:

        Падение напряжения на токоограничивающем резисторе R1, Вольт:

        Мощность, выделяемая на токоограничивающем резисторе R1, Вт:

        Падение напряжения на переменном резисторе R2, Вольт:

        Мощность, выделяемая на переменном резисторе R2, Вт:

        Теперь можно загнать эти формулы в Excel и попробовать численно прикинуть, как будут меняться параметры цепи при изменении R2.
        Например, возьмем U = 5 Вольт, R1=15 Ом.

        Для R1=15 Ом

        А картинка-то получилась… хм… любопытная.

        Падения наприяжения на резисторах R1 и R2 ведут себя предсказуемо. По мере того, как растет сопротивление R2 на нем высаживается все большая и большая часть напряжения цепи. Что и понятно — когда R2 близко к нулю имеет значение только сопротивление R1, а при R2 = 150 Ом наличием R1 = 15 Ом (на порядок меньше!) можно смело пренебрегать.

        Также предсказуемо падает и ток в цепи, и суммарная мощность, в ней рассеиваемая — напряжение не меняется, суммарное сопротивление растет. Все ожидаемо.

        А вот график мощности, рассеиваемой на переменно резисторе W2 имеет весьма необычную форму — мощность, выделяемая на этом резисторе сначала растет, а потом падает.
        Если подумать — так и должно быть, ведь пока сопротивление переменного резистора мало он мало влияет на силу тока цепи I (она фактически задается постоянным значением R1) и мощность, выделяемая на R2 растет вместе с ростом R2. А когда R2 велико, то уже R1 не влияет на силу тока, она определяется исключительно значением R2 и падает пропорционально его росту.

        Но это я пока картинку не увидел — не осознал.

        С практической точки зрения — стоит максимуму выделяемой мощности вылезти за паспортные ограничения резистора, так он и сгорит. Причем не сразу, а когда «неудачно карты лягут» и эта максимальная мощность выделиться.

        Теперь при помощи того же Excel-я попробуем прикинуть как ведет себя мощность W2 для разных номиналов токоограничивающего резистора. Опять же при U = 5 Вольт.

        Понятно, что чем больше R1, тем ниже максимум мощности, выделяемой на переменном резисторе R2.
        И чтобы не превысить ограничения в 0.5 Вт достаточно взять токоограничивающий резистор где-нибудь в 15 Ом — неожиданно небольшое значение…

        А теперь попробуем со всем этим взлететь все это посчитать.
        Cамо положение максимума мощности нам не слишком интересно, нам важно только то, чтобы этот максимум не превосходил паспортных ограничений по мощности:

        С учетом того, что умножаем на него обе части неравенства и раскрываем скобки:

        А теперь переносим все на одну сторону и собираем коэффициенты при одинаковых степенях R2:

        Мы получили неравенство относительно квадрата переменного сопротивления R2.

        Т.к. коэффициент при R2 в квардрате у нас больше нуля, то в левой части мы имеем параболу «рожками вверх». Неравенство будет выполняться при любых значениях R2 если квадратное уравнение в левой части не будет иметь решений. А это, как известно из школьной математики, происходит тогда и только тогда, когда дискрименнант этого квадратного уравнения меньше нуля.

        считается по формуле

        Подставим в нее коэффициенты нашего уровнения:

        … заметим, что в получившимся выражении два члена взаимно уничтожаются и избавимся от них

        Квадрат напряжения больше нуля всегда, следовательно, чтобы дискриминант был меньше нуля необходимо:

        Итак, для того, чтобы переменный резистор не вышел за пределы своих возможностей, необходимо применять токоограничивающий резистор с сопротивлением не менее, чем:

        Для напряжения цепи 5 Вольт и ограничения по рассеиваемой на переменном резисторе мощности в 0.5 Вт получаем, что номинал токоограничивающего резистора R1 должен быть не меньше, чем 25/2= 12.5 Ом.

        Однако, сам токоограничивающий резистор также имеет ограничения по рассеиваемой мощности.
        Наибольший ток протекает через токоограничивающий резистор в момент, когда переменный резистор выведен в «0» и вся мощность рассеивается на токоограничивающем резисторе.

        Исходя из этого (R2=0), получаем ограничение на токоограничивающий резистор

        Тут уже для напряжения цепи 5 Вольт и обычного резистора с максимальной рассеиваемой мощностью в 0.25 Вт получаем, что номинал R1 не должен превосходить 100 Ом, что автоматически выполняет и ограничение по мощности на переменном резисторе, однако не позвволяет получить максимальный ток в цепи более 50 мА, что маловато.

        Это ограничение можно обойти или взяв в качестве токоограничивающего резистора резистор помощнее или подключив несколько резисторов параллельно…

        Переменные и подстроечные резисторы. Реостат.

        Photo of author

        В одной из предыдущих статей мы обсудили основные аспекты, касающиеся работы с резисторами, так вот сегодня мы продолжим эту тему. Все, что мы обсуждали ранее, касалось, в первую очередь, постоянных резисторов, сопротивление которых представляет из себя не изменяющуюся величину. Но это не единственный существующий вид резисторов, поэтому в данной статье мы уделим внимание элементам, имеющим переменное сопротивление, в частности, переменным резисторам.

        Переменный резистор.

        Итак, чем же отличается переменный резистор от постоянного? Собственно, здесь ответ прямо следует из названия этих элементов 🙂 Величину сопротивления переменного резистора, в отличие от постоянного, можно изменить. Каким способом? А вот это мы как раз и выясним! Для начала давайте рассмотрим условную схему переменного резистора:

        Переменный резистор

        Сразу же можно отметить, что тут в отличие от резисторов с постоянным сопротивлением в наличии имеется три вывода, а не два. Сейчас разберемся зачем они нужны и как все это работает…

        Итак, основной частью переменного резистора является резистивный слой, имеющий определенное сопротивление. Точки 1 и 3 на рисунке являются концами резистивного слоя. Также важной частью резистора является ползунок, который может изменять свое положение (он может занять любое промежуточное положение между точками 1 и 3, например, он может оказаться в точке 2 как на схеме).

        Таким образом, в итоге мы получаем следующее. Сопротивление между левым и центральным выводами резистора будет равно сопротивлению участка 1-2 резистивного слоя. Аналогично сопротивление между центральным и правым выводами будет численно равно сопротивление участка 2-3 резистивного слоя. Получается, что перемещая ползунок мы можем получить любое значение сопротивления от нуля до R_ . А R_ — это ни что иное как полное сопротивление резистивного слоя.

        Конструктивно переменные резисторы бывают поворотные, то есть для изменения положения ползунка необходимо крутить специальную ручку (такая конструкция подходит для резистора, который изображен на нашей схеме). Также резистивный слой может быть выполнен в виде прямой линии, соответственно, ползунок будет перемещаться прямо. Такие устройства называют движковыми или ползунковыми перемененными резисторами. Поворотные резисторы очень часто можно встретить в аудио-аппаратуре, где они используются для регулировки громкости/баса и т. д. Вот как они выглядят:

        Поворотный резистор

        Переменный резистор ползункового типа выглядит несколько иначе:

        Ползунковый резистор

        Часто при использовании поворотных резисторов в качестве регуляторов громкости используют резисторы с выключателем. Наверняка вы не раз сталкивались с таким регулятором — к примеру на радиоприемниках. Если резистор находится в крайнем положении (минимальная громкость/устройство выключено), то если его начать вращать, раздастся ощутимый щелчок, после которого приемник включится. А при дальнейшем вращении громкость будет увеличиваться. Аналогично и при уменьшении громкости — при приближении к крайнему положению снова будет щелчок, после которого устройство выключится. Щелчок в данном случае говорит о том, что питание приемника было включено/отключено. Выглядит такой резистор так:

        Переменный резистор с выключателем

        Как видите, здесь есть два дополнительных вывода. Они то как раз и подключаются в цепь питания таким образом, чтобы при вращении ползунка цепь питания размыкалась и замыкалась.

        Есть еще один большой класс резисторов, имеющих переменное сопротивление, которое можно изменять механически — это подстроечные резисторы. Давайте уделим немного времени и им!

        Подстроечный резистор.

        Только для начала уточним терминологию… По сути подстроечный резистор является переменным, ведь его сопротивление можно изменить, но давайте условимся, что при обсуждении подстроечных резисторов под переменными резисторами мы будем иметь ввиду те, которые мы уже обсудили в этой статье (поворотные, ползунковые и т. д). Это упростит изложение, поскольку мы будем противопоставлять эти типы резисторов друг другу. Да и, к слову, в литературе зачастую под подстроечными резисторами и переменными понимаются разные элементы цепи, хотя, строго говоря, любой подстроечный резистор также является и переменным в силу того факта, что его сопротивление можно изменить.

        Итак, отличие подстроечных резисторов от переменных, которые мы уже обсудили, в первую очередь, заключается в количестве циклов перемещения ползунка. Если для переменных это число может составлять и 50000, и даже 100000 (то есть ручку громкости можно крутить практически сколько угодно ), то для подстроечных резисторов эта величина намного меньше. Поэтому подстроечные резисторы чаще всего используются непосредственно на плате, где их сопротивление меняется только один раз, при настройке прибора, а при эксплуатации значение сопротивления уже не меняется. Внешне подстроечный резистор выглядит совсем не так как упомянутые переменные:

        Подстроечный резистор

        Из-за небольшой износоустойчивости не рекомендуется применять подстроечные резисторы вместо переменных — в цепях, в которых регулировка сопротивления будет производиться довольно часто.

        Обозначение переменных резисторов немного отличается от обозначения постоянных:

        Обозначение резисторов

        Собственно, мы обсудили все основные моменты, касающиеся переменных и подстроечных резисторов, но есть еще один очень важный момент, который невозможно обойти стороной.

        Часто в литературе или в различных статьях вы можете встретить термины потенциометр и реостат. В некоторых источниках так называют переменные резисторы, в других в эти термины может вкладываться какой-нибудь иной смысл. На самом деле, корректная трактовка терминов потенциометр и реостат есть только одна. Если все термины, которые мы уже упоминали в этой статье относились,в первую очередь, к конструктивному исполнению переменных резисторов, то потенциометр и реостат — это разные схемы включения (!) переменных резисторов. То есть, к примеру, поворотный переменный резистор может выступать и в роли потенциометра и в роли реостата — все зависит от схемы включения. Начнем с реостата.

        Реостат.

        Реостат

        Реостат (переменный резистор, включенный по схеме реостата) в основном используется для регулировки силы тока. Если мы включим последовательно с реостатом амперметр, то при перемещении ползунка будем видеть меняющееся значение силы тока. Резистор R_1 в этой схеме исполняет роль нагрузки, ток через которую мы и собираемся регулировать переменным резистором. Пусть максимальное сопротивление реостата равно R_ , тогда по закону Ома максимальный ток через нагрузку будет равен:

        Здесь мы учли то, что ток будет максимальным при минимальном значении сопротивления в цепи, то есть когда ползунок в крайнем левом положении. Минимальный ток будет равен:

        Вот и получается, что реостат выполняет роль регулировщика тока, протекающего через нагрузку. В данной схеме есть одна проблема — при потере контакта между ползунком и резистивным слоем цепь окажется разомкнутой и через нее перестанет протекать ток. Решить эту проблему можно следующим образом:

        Включение реостата

        Отличие от предыдущей схемы заключается в том, что дополнительно соединены точки 1 и 2. Что это дает в обычном режиме работы? Да ничего, никаких изменений 🙂 Поскольку между ползунком резистора и точкой 1 ненулевое сопротивление, то весь ток потечет напрямую на ползунок, как и при отсутствии контакта между точками 1 и 2. А что же произойдет при потере контакта между ползунком и резистивным слоем? А эта ситуация абсолютно идентична отсутствию прямого соединения ползунка с точкой 2. Тогда ток потечет через реостат (от точки 1 к точке 3), и величина его будет равна:

        То есть при потере контакта в данной схеме будет всего лишь уменьшение силы тока, а не полный разрыв цепи как в предыдущем случае.

        С реостатом мы разобрались, давайте рассмотрим переменный резистор, включенный по схеме потенциометра.

        Потенциометр.

        Потенциометр

        Не пропустите статью про измерительные приборы в электрических цепях — ссылка.

        Потенциометр, в отличие от реостата, используется для регулировки напряжения. Именно по этой причине на нашей схеме вы видите целых два вольтметра! Ток протекающий через потенциометр, от точки 3 к точке 1, при перемещении ползунка остается неизменным, но меняется величины сопротивления между точками 2-3 и 2-1. А поскольку напряжение прямо пропорционально силе тока и сопротивлению, то оно будет меняться.

        При перемещении ползунка вниз сопротивление 2-1 будет уменьшаться, соответственно, уменьшаться будут и показания вольтметра 2. А сопротивление участка 2-3 вырастет, а вместе с ним и напряжение на вольтметре 1. При этом в сумме показания вольтметров будут равны напряжению источника питания, то есть 12 В. В крайнем верхнем положении на вольтметре 1 будет 0 В, а на вольтметре 2 — 12 В. На рисунке ползунок расположен в среднем положении, и показания вольтметров, что абсолютно логично, равны 🙂

        На этом мы заканчиваем рассматривать переменные резисторы, в следующей статье речь пойдет о возможных соединениях резисторов между собой, спасибо за внимание, рад буду видеть вас на нашем сайте! 🙂

        голоса
        Рейтинг статьи
        Читать еще:  Регулировать пластиковое окно самому видео
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector