Резистор. Реостат. Регулирование силы тока

Довольно часто приходится регулировать силу тока в электрической цепи. Например, изменяя громкость звука радиоприемника или телевизора, мы в действительности регулируем силу тока в динамиках. Увеличение или уменьшение скорости вращения мотора миксера, кухонного комбайна или швейной машины тоже достигается изменением силы тока.

Силу тока в цепи можно регулировать двумя способами: можно изменять напряжение на клеммах источника тока либо сопротивление электрической цепи. Во многих случаях значение напряжения изменить нельзя, так как на клеммах используемого источника тока имеется определенное напряжение. В таком случае сила тока регулируется путем изменения сопротивления цепи. Для этого используются резисторы и реостаты.

Каждому проводнику свойственно определенное сопротивление. И проводам тоже. Сопротивление проводов обычно очень мало. Например, сопротивление используемого в лабораториях медного провода длиной 50 см и с площадью поперечного сечения 2 мм² всего 0,004 Ом. Резистором называется проводник с определенным сопротивлением, которое значительно больше сопротивления используемых в электрической цепи проводов. Резисторы изготавливаются с разным сопротивлением. Это позволяет для регулирования тока в цепи выбрать резистор с нужным сопротивлением. Например, при установлении закона Ома  использовался проволочный резистор (спираль из проволоки) сопротивлением 2 Ом.

Промышленно изготовленный резистор обычно представляет собой цилиндрической формы деталь небольших размеров, на концах которой имеются провода для включения резистора в электрическую цепь. Сопротивление таких резисторов может достигать миллиардов ом. Резисторы используются в электронном оборудовании: компьютерах, радиоприемниках, телевизорах, домашних кинотеатрах, а также обычно в устройствах, в которых имеется электродвигатель. Условное обозначение резистора на электросхеме приведено на рисунке.

Резисторы разного сопротивления, маркированные цветовым кодом.

Условное обозначение резистора.

Значение сопротивления может быть нанесено на резистор с помощью цветового кода. Цветовой код состоит из цветных колец, которые дают информацию о величине сопротивления, а также о том, насколько действительное значение сопротивления резистора может отличаться от обозначенного на резисторе.

Если добавить в цепь резистор, сопротивление цепи изменится на определенную величину и соответственно изменится сила тока. При помощи резистора(ов) невозможно регулировать силу тока плавно. Плавно изменять сопротивление электрической цепи и силу тока в ней можно, используя реостат.

Реостат, используемый в лабораториях.

Реостат – это проводник, значение сопротивления которого можно изменять. Реостатом может служить, например, длинная проволока из вещества с большим удельным сопротивлением, которую можно включать в цепь целиком или частично. Проволока включается в цепь с помощью двух клемм. Одна, т. н. неподвижная клемма А находится на одном конце проволоки. Другая, подвижная клемма В может при надобности двигаться по проволоке.

В качестве реостата используется проволока из вещества с большим удельным сопротивлением, у которой длина включенной в цепь части может меняться.

Во включенной в цепь проволоке ток имеется только в той ее части, которая находится между клеммами А и В. Если подвижная клемма В находится близко к неподвижной клемме А, то в цепь включена малая часть проволоки, и ее сопротивление тоже мало. Но если передвинуть клемму В на другой конец проволоки, вся проволока окажется включенной в цепь, и ее сопротивление будет максимальным. Изменяя положение подвижной клеммы на проволоке, мы можем изменять длину включенного в цепь отрезка проволоки, а с ней и сопротивление всей цепи.

Проволока реостата может быть довольно длинной. Таким проволочным реостатом пользоваться неудобно. Чтобы реостат был меньше и удобнее в пользовании, проволока плотно наматывается на трубу из керамического материала (диэлектрика). Витки проволоки изолированы друг от друга тонкой оксидной пленкой. Над трубой с обмоткой закреплен металлический стержень, по которому ходит движок (подвижная клемма). В тех местах, где движок касается витков проволоки, оксидной пленки нет. Реостат включается в электрическую цепь клеммой на одном конце обмотки и клеммой на конце стержня. Электрический ток протекает в реостате от клеммы на одном конце обмотки через обмотку до движка и от него по металлическому стержню до клеммы на конце стержня. Перемещение движка увеличивает или уменьшает длину включенной в цепь проволоки и, следовательно, сопротивление реостата.

Реостат.

Характеризующие реостат величины – это наибольшее сопротивление реостата и наибольшая допустимая сила тока. Эти две величины отмечены на каждом реостате. Если сила тока в обмотке реостата превысит максимально допустимое значение, то обмотка реостата может сильно нагреться и расплавиться. Условное обозначение реостата дано на рисунке. На рисунке показано, как реостат включается в цепь для регулирования силы тока.

Условное обозначение реостата.

Реостат используют для регулирования силы тока в лампе.

1. Почему сопротивление реостата зависит от длины его обмотки?