Меню

Как изменяется сила тока в цепи при перемещении движка реостата



почему перемещение движка реостата изменяет его сопротивление?

Реостат – это прибор, служащий для регулирования (ограничения) тока или напряжения в электрической цепи.

Основной частью реостата является проводящий элемент, обладающий переменным сопротивлением. В свою очередь, электрическое сопротивление проводящего элемента, в зависимости от конструкции реостата, может изменяться плавно или ступенчато.

Функции реостата просты – управляемое ограничение тока или напряжения. Однако его использование, может отличаться, в зависимости от диапазона регулирования тока. В том случае, если требуется лишь небольшое изменение напряжения или количества тока, реостат последовательно включают в электрическую цепь. Это применяется, к примеру, для ограничения количества пускового тока в различных электронных машинах.

В том же случае, когда регулирование тока или напряжения необходимо проводить в более широких пределах, реостат работает как регулируемый делитель напряжения, позволяющий разделять напряжение тока, постоянного или переменного, на части. В этом случае используют потенциометрическое включение реостата в электрическую цепь.

Реостаты разделяются на несколько типов, в зависимости от их назначения, способу отвода тепла, и материала, из которого изготовлен проводящий элемент.

По назначению, выделяют реостаты возбуждения, пусковые, пускорегулировочные и нагрузочные реостаты. Реостаты с воздушным или масляным охлаждением построены по различному принципу отвода тепла, охлаждаясь соответственно потоками воздуха (в том числе и естественным способом) , или при помощи маслонаполненного радиатора.

Однако наиболее важным отличием всех типов реостатов друг от друга является материал, из которого изготовлен проводящий элемент. Наиболее распространены реостаты с металлическим элементом. Но наряду с такими реостатами, есть приборы, оснащенные жидкостными или угольными проводящими элементами.

Наиболее простыми по устройству, являются металлические реостаты ползункового типа. В этом случае, сопротивление проводящего элемента изменяется при помощи специального ползунка, передвигаемого непосредственно по виткам проволоки, из которой изготовлен проводящий элемент. Как правило, это проволока с высоким удельным сопротивлением. Таким свойством обладают такие металлические сплавы, как нихром, константан, фехраль, а также обычная сталь. Сам реостат, в этом случае, вернее его сердечник, представляет из себя цилиндр, изготовленный из термоизоляционного материала, на который витками намотана проволока проводящего элемента. Цилиндр выполняют, как правило, из фарфора или стеатита.

Реостат с жидкостным проводящим элементом, представляет из себя сосуд, заполненный электролитом, в который опущены электроды. Изменяя расстояние между электродами, а также глубину из погружения в электролит, происходит регулирование тока или его напряжения.

Угольный реостат состоит из своеобразных столбиков, набранных из угольных шайб небольшой толщины, по типу столбиков из монет. Сопротивление проводящего элемента подобного реостата, меняется, в зависимости от величины приложенного к столбикам внешнего давления.

Источник

Как изменяется сила тока в цепи при перемещении движка реостата

На фотографии изображена электрическая цепь, состоящая из резистора, реостата, ключа, цифровых вольтметра, подключенного к батарее, и амперметра.

Составьте принципиальную электрическую схему этой цепи и, используя законы постоянного тока, объясните, как изменятся (увеличатся или уменьшатся) сила тока в цепи и напряжение на батарее при перемещении движка реостата в крайнее правое положение.

1. Показания амперметра увеличатся, а вольтметра — уменьшатся.

2. Эквивалентная электрическая схема цепи, учитывающая внутреннее сопротивление батареи, изображена на рисунке, где I — сила тока в цепи. Ток через вольтметр практически не течет, а сопротивление амперметра пренебрежимо мало.

3. Сила тока в цепи определяется законом Ома для замкнутой (полной) цепи: I= дробь, числитель — \mathcal E , знаменатель — <<R _<1 data-lazy-src=

Объясните пожалуйста,как вы определяете уменьшается или увеличивается сопротивление реостата при движении его движка вправо?

Простейший реостат представляет собой провод, намотанный на изолирующий стержень, по которому ездит каретка (обозначается стрелкой на схеме). Напряжение на реостате подается между кареткой и одним из его концов (к которому на схеме подведен второй провод). Таким образом, ток течет между кареткой и одним из концов реостата. Но чем ближе каретка к соответствующему концу, тем короче участок намотки на реостате, по которому течет ток, а значит, тем меньше сопротивление реостата (R= дробь, числитель — \rho l, знаменатель — S ). На приведенном здесь рисунке серым обозначен участок реостата, дающий вклад в сопротивление схемы при разных положения каретки.

а скажите пожалуйста, как определить направление тока, соответственно, как обозначать батарею. это же взаимосвязано, насколько я понимаю?

В данной задаче направление тока не существенно. Но вообще, ток течет от плюса к минусу, и на схемах положительные клеммы обозначаются более длинными палочками, то есть в данном случае через батарею ток течет наверх, через реостат слева направо и так далее.

Тогда почему в задаче 2924 при аналогичной схеме и при перемещении движка реостата вправо сопротивление увеличивается? По-моему, вся разница в том, какой все таки участок дает вклад в сопротивление схемы, белый или серый? А то по тем задачам(2924,2925) белый участок, а здесь в объяснении серый. Почему так?

Никаких противоречий нет. Вклад в сопротивление схемы, конечно, дает «серая» часть. Через «белую» часть ток попросту не течет, в этом и смысл реостата. Просто в задаче 2934, например, реостат ориентирован в другую сторону: провод подключен к левому концу реостата, а не к правому, как в данной задаче, поэтому ток течет от ползунка налево.

При перемещении движка реостата вправо его сопротивление увеличивается, что приводит к увеличению полного сопротивления цепи. Сила тока при этом не увеличивается, а растет, а напряжение на батареи будет не уменьшатся, а расти.

Сопротивление реостата уменьшается. Обратите внимание, левый провод подключен к ползунку, а правый снизу. Поэтому при движении ползунка влево длина сопротивления уменьшается

Источник

Физика дома

Как решать задачи с реостатом

Знакомство с реостатом впервые происходит в школе в 8-м классе на теме «Электрические явления». Выполняется ряд лабораторных работ по электричеству, рассматривается ряд электрических схем.

Но к 10-му классу непонятные вопросы при решении задач все-таки остаются.

Давайте разберёмся с этим физическим прибором и рассмотрим ряд примеров и задач, которые встречались на экзамене и вполне могут встретиться.

В основе решения задач с реостатом надо знать формулу зависимости сопротивления проводников от его геометрических размеров. Именно эта формула лежит в основе принципа работы реостата.формула для расчета сопротиаления

Необходимо научиться определять «активную часть» реостата, то есть эта та часть реостата, по которой течет электрический ток. Чем больше длина активной части, тем большим электрическим сопротивлением обладает реостат. А от сопротивления реостата зависит сила тока в цепи.

Читайте также:  Как создавать детей в тока бока

Давайте рассмотрим два обозначения реостата на схеме, и посмотрим, отличие этих схем друг от друга. А после разберем несколько примеров.

Один из способов включения реостата в цепь Один из способов включения реостата в цепь
реостаты реостаты
задачи с реостатом задачи с реостатом
Первый способ изображения реостата в электрической цепи. Второй способ изображения реостата в электрической цепи.
задачи с реостатом реостат в электрической цепи
При перемещении ползунка реостата влево длина «активной части» реостата увеличивается, а следовательно его сопротивление тоже увеличивается. Активная часть обозначена штриховой линией.
При перемещении ползунка реостата вправо, длина «активной части, напротив, уменьшается. Уменьшается сопротивление реостата.
При перемещении ползунка реостата влево длина «активной части» реостата уменьшается, а следовательно его сопротивление тоже уменьшается.Активная часть обозначена штриховой линией.
При перемещении ползунка реостата вправо, длина «активной части, напротив, увеличивается. Увеличивается сопротивление реостата.

Следствием всех перемещений ползунка реостата является изменение силы тока, согласно законам Ома для участка цепи и для полной цепи.Закон Ома для участка цепизакон Ома для полной цепи

Ряд задач с реостатом Вы можете посмотреть на сайте. А ниже рассмотрим еще пару вопросов и задач с реостатом, чтобы закрепить материал.

Задача 1. Как будут изменяться показания электроизмерительных приборов при перемещении ползунка реостата вверх? Объяснить.реостат в электрической цепи

При перемещении ползунка реостата вверх, длина рабочей части реостата уменьшится. Так как реостат соединен последовательно с резистором, общее сопротивление цепи — уменьшиться. А следовательно сила тока в цепи, согласно законам Ома — увеличится. Напряжения, измеряемое на резисторе тоже увеличится.

Задача 2.как решать задачи с реостатом
Реостат параллельно включён с резистором в электрическую цепь так, как показано на рисунке. Как будут изменяться показания амперметра, при перемещении ползунка реостата вправо? Объяснить.

При перемещении ползунка реостата вправо сопротивление реостата будет уменьшаться, а следовательно общее сопротивление электрической цепи, согласно формулам для расчета параллельного соединения — будет тоже уменьшаться. То есть сила тока в цепи будет увеличиваться.

Источник

Лабораторная работа № 306

Лабораторная работа № 306

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 RH (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 UH 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 R2, 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:

Читайте также:  Авббшв 5х185 длительно допустимый ток

, (1)

где R – сопротивление всего реостата,

Rl – сопротивление действующего участка AD реостата длиной l,

RH – сопротивление нагрузки,

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

При перемещении движка реостата D от А к В сопротивление Rl 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:

. (2)

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

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RH 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 RRH, 2) наибольший ток нагрузки не должен превышать номинальный (допустимый для нормальной работы) ток реостата Iнб Iном.

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)RH1=120 Ом (условие RHR), 2) RH2=12000 Ом (RHR).

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

1.Соберите цепь с нагрузкой RH1=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 UH 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.

5.Проведите такие же измерения со второй нагрузкой RH2=12000 Ом.

Источник