Takisti. Reostaat. Voolutugevuse reguleerimine

Küllalt sageli tuleb vooluringides reguleerida voolutugevust. Muutes näiteks raadio või televiisori heli valjust, reguleerime me voolutugevust kõlarites. Ka mikseri, köögi­kombaini või õmblusmasina mootori pöörlemiskiiruse suurendamisel või vähendamisel on tegemist voolutugevuse muutmisega.

Voolutugevust saab vooluringis reguleerida kahel viisil: võib muuta pinget voolu­allika klemmidel või siis vooluringi takistust. Paljudel juhtudel ei saa pinge väärtust muuta, sest kasutatava vooluallika klemmidel on kindel pinge. Sellisel juhul reguleeritakse voolutugevust vooluringi takistuse muutmise teel. Selleks kasutatakse takisteid ja reostaate.

Igal juhil on mingi takistus. Ka juhtmetel on takistus. Juhtme takistus on tavaliselt väga väike. Näiteks laboritöös kasutatava 50 sentimeetri pikkuse 2 mm² ristlõikepindalaga vaskjuhtme takistus on vaid 0,004 Ω. Takistiks loetakse kindla takistusega juhti, mille takistus on tunduvalt suurem vooluringis kasutatavate juhtmete takistusest. Takisteid valmistatakse erineva takistusega. See võimaldab voolutugevuse reguleerimiseks valida just sobiva takistusega takisti. Näiteks kasutati Ohmi seaduse tuletamisel  traattakistit (traatspiraali), mille takistus oli 2 Ω.

Tööstuslikult valmistatud takisti on tavaliselt väikeste mõõtmetega silindri­kujuline keha, mille otstes on juhtmed takisti ühendamiseks vooluringi (vt alumist joonist). Selliste takistite takistus võib küündida miljardite oomideni. Takisteid kasutatakse elektroonikaseadmetes: arvutites, raadiotes, televiisorites, kodukino seadmetes ning tavaliselt ka neis seadmetes, milles on elektrimootor. Takisti leppemärk elektri­skeemidel on näidatud all joonisel.

Värvuskoodiga märgistatud erineva takistusega takistid

Takisti leppemärk

Takistuse väärtus võib olla takistile kantud värvuskoodi abil. Värvuskood koosneb värvilistest ringjoontest, mis annavad infot takistuse suuruse ja tema tegeliku väärtuse võimaliku erinevuse kohta takistile märgitust.

Kui lisada vooluringi takisti, muutub vooluringi takistus mingi kindla väärtuse võrra ning vastavalt sellele muutub ka voolutugevus. Takisti(te) abil ei saa voolutugevust sujuvalt reguleerida. Vooluringi takistust ja voolutugevust saab sujuvalt muuta reostaadiga.

Laboratoorsetes töödes kasutatav reostaat

Reostaat on juht, mille takistuse väärtus on muudetav. Reostaadiks võib olla näiteks suure eritakistusega ainest pikk traat, mida saab vooluringi ühendada kas täies pikkuses või osaliselt. Traat ühendatakse vooluringi kahe klemmi abil. Üks, nn liikumatu klemm A asub traadi ühes otsas. Teist, liikuvat klemmi B saab vastavalt vajadusele mööda traati liigutada.

Reostaadiks on suure eritakistusega ainest traat, mille voolu­ringi ühendatud osa pikkust saab muuta.

Vooluringi ühendatud traadis on elektrivool ainult traadi selles osas, mis jääb klemmide A ja B vahele. Kui liikuv klemm B asub liikumatu klemmi A läheduses, on vooluringi ühendatud ainult väike osa traadist ning selle takistus on väike. Kui aga paigutada liikuv klemm traadi teise otsa, on kogu traat ühendatud vooluringi ning selle takistus on maksimaalne. Muutes liikuva klemmi asukohta traadil, saame muuta nii vooluringi ühendatud traadilõigu pikkust kui ka kogu vooluringi takistust.

Reostaadi traat võib olla küllaltki pikk. Sellist pika traadiga reostaati on ebamugav kasutada. Et reostaat oleks mõõtmetelt väiksem ja mugavamini käsitsetav, mähitakse traat tihedalt keraamilisest materjalist (mittejuht) torule. Traadikeerud on üksteisest isoleeritud õhukese oksiidikihiga. Mähisega toru kohale on kinnitatud metallvarras, mida mööda liigub liugur (liikuv klemm). Neis kohtades, kus liugur puutub vastu traadi keerde, oksiidikiht puudub. Reostaat ühendatakse vooluringi mähise ühe otsaklemmi ja varda otsaklemmi abil. Elektrivool kulgeb reostaadis mähise otsaklemmilt läbi mähise liugurile ja sealt metallvarda kaudu varda otsas olevale klemmile. Liuguri nihutamine suurendab või vähendab vooluringi ühendatud traadi pikkust ning koos sellega ka reostaadi takistust.

Reostaat

Reostaati iseloomustavateks suurusteks on reostaadi suurim takistus ja suurim lubatud voolutugevus. Need kaks suurust on märgitud igale reostaadile. Kui voolu­tugevus reostaadi mähises ületab lubatud suurima väärtuse, võib reostaadi mähis tugevasti kuumeneda ja sulada. Joonistel on reostaadi leppemärk ning on näidatud, kuidas reostaat ühendatakse voolu­tugevuse reguleeri­miseks vooluringi.

Reostaadi leppemärk

Reostaati kasu­tatakse voolutugevuse regu­leerimiseks lambis.

1. Miks sõltub reostaadi takistus reostaadi traadi pikkusest?
2. Kas reostaat ühendatakse rööbiti või jadamisi seadmega, milles tahetakse voolutugevust reguleerida? Miks?