Пусковые и регулировочные реостаты: схемы включения

Реостатом именуется аппарат, который состоит из набора резисторов и устройства, благодаря которому можно настраивать сопротивление включенных резисторов и из-за этого настраивать переменный и постоянный ток и напряжение.
Отличают реостаты с воздушным и жидкостным (масляным или водяным) охлаждением . Охлаждение воздуха может использоваться для всех конструкций реостатов. Масляное и водяное охлаждение применяется для железных реостатов, резисторы могут либо углубляться в жидкость, либо обтекаться ею.

При этом нужно понимать, что охлаждающая жидкость должна и может охлаждаться как воздухом, так и жидкостью.
Железные реостаты с охлаждением воздуха получили самое большое распространение. Их легче всего приспособить к самым разнообразным рабочим условиям как в отношении электрических и тепловых параметров, так и в отношении разных конструктивных показателей.

Реостаты могут делаться с непрерывным или со ступенчатым изменением сопротивления.
Переключатель ступенек в реостатах делается плоским. В плоском переключателе подвижный контакт скользит по неподвижным контактам, двигаясь при этом на одном уровне. Недвижымые контакты делаются в виде болтов с плоскими цилиндрическими или полусферическими головками, пластин или шин, располагаемых по дуге окружности в один или два ряда.

Подвижный скользящий контакт, именуемый в большинстве случаев щеточкой, может делаться мостикового или рычажного типа, самоустанавливающимся или несамоустанавливающимся.
Несамоустанавливающийся подвижный контакт легче по конструкции, но ненадежен в работе ввиду постоянного нарушения контакта. При самоустанавливающемся подвижном контакте всегда обеспечиваются нужное контактное нажатие и большая эксплуатационная надежность.

Эти контакты получили предпочтительное распространение.
Положительными качествами плоского переключателя ступенек реостата являются относительная конструкционная простота, сравнительно маленькие размеры при большом числе ступенек, небольшая цена, возможность установки на плите переключателя пускателей и реле для выключения и защиты управляемых цепей. Минусы — сравнительно небольшая мощность переключения и маленькая разрывная мощность, сильный износ щетки вследствие трения скольжения и оплавления, затруднительность использования для трудных схем соединения.

Реостат как подключить

Железные реостаты с масляным охлаждением предоставляют увеличение теплоемкости и постоянной времени нагрева за счёт большой теплоемкости и хорошей теплопроводимости масла. Это дает возможность при непродолжительных режимах резко повышать нагрузку на резисторы, а значит, уменьшить расход резистивного материала и размеры реостата. Опускаемые в масло детали должны содержать как можно большую поверхность, чтобы обеспечить хорошую отдачу тепла.

Закрытые резисторы погружать в масло нецелесообразно. Погружение в масло оберегает резисторы и контакты от вредного влияния окружающей среды в химических и остальных производствах.

Погружать в масло можно лишь резисторы или резисторы и контакты.
Отключающая способность контактов в масле увеличивается, что считается достоинством данных реостатов. Переходное сопротивление контактов в масле увеличивается, но в тоже время постоянно совершенствуются условия охлаждения.

Также, за счёт смазки можно позволить большие контактные нажатия. Наличие смазки обеспечивает небольшой механический износ.
Для продолжительных и повторно-краткосрочных рабочих режимов реостаты с масляным охлаждением негодны ввиду небольшой отдачи тепла с поверхности бака и большой постоянной времени охлаждения. Они используются в качестве пусковых реостатов для асинхронных электрических двигателей с фазным ротором мощностью до 1000 кВт при редких пусках.
Наличие масла создаёт и ряд определенных минусов: засорение помещения, увеличение пожарной опасности.

Реостат как подключить

Рис. 1. Реостат с непрерывным изменением сопротивления

Пример реостата с фактически непрерывным изменением сопротивления приведен на рис. 1. На каркасе 3 из нагревостойкого материала для изоляции (стеатит, фарфор) намотана проволока резистора 2. Для изолирования витков один от одного проволоку оксидируют.

По резистору и направляющему токоведущему стержню или кольцу 6 скользит пружинящий контакт 5, совмещённый с подвижным контактом 4 и перемещаемый с помощью изолированного стержня 8, на конец которого одевается отделенная рукоять (на рисунке рукоять снята). Корпус 1 служит для сборки всех деталей и крепления реостата, а пластины 7 — для внешнего присоединения.

Реостаты могут включаться в схему как переменный резистор (рис. 1, а) или как потенциометр (рис.

1,6). Реостаты предоставляют плавное управление сопротивления , а значит, и тока или напряжения в цепи и находят просто огромное применение в условиях лаборатории в схемах автоматизированного управления.

Схемы включения пусковых и регулировочных реостатов
На рисунке 2 показана схема включения при помощи реостата мотора постоянного тока маленькой мощности.

Реостат как подключить

Регулятор по току для зарядных устройств

Рис. 2 . Схема включения реостата: Л — зажим, совмещённый с сетью, Я — зажим, совмещённый с якорем; М — зажим, соединенный о цепью возбуждения, О — неженатый контакт, 1 — дуга, 2 — рычажок, 3 — рабочий контакт.
Перед включением мотора нужно удостовериться в том, что рычажок 2 реостата находится на холостом контакте 0. После включают рубильник и рычажок реостата переводят на первый переходный контакт. При этом мотор возбуждается, а в цепи якоря возникает пусковой ток, величина которого ограничена всеми четырьмя секциями сопротивления Rп.

По мере повышения частоты вращения якоря пусковой ток уменьшается и рычажок реостата переводят на второй, 3-ий контакт и т. д., пока он не окажется на рабочем контакте.
Пусковые реостаты рассчитаны на непродолжительный рабочий режим, а благодаря этому рычажок реостата нельзя продолжительно удерживать на промежуточных контактах : в данном варианте сопротивления реостата перегреваются и могут перегореть.
Перед тем как выключить мотор от сети, нужно ручку реостата перевести в крайнее левое положение. При этом мотор выключается от сети, но цепь обмотки возбуждения остается замкнутой на сопротивление реостата.

В другом случае возможно появятся большие перенапряжения в обмотке возбуждения в момент отключения питания цепи.
При пуске в ход двигателей постоянного тока регулировочный реостат в цепи обмотки возбуждения необходимо полностью вывести с целью увеличения потока возбуждения.
Для пуска двигателей с последовательным возбуждением используют двухзажимные пусковые реостаты, выделяющиеся от трехзажимных отсутствием медной дуги и наличием толь ко 2-ух зажимов — Л и Я.
Реостаты со ступенчатым изменением сопротивления (рис. 3 и 4 ) состоят из набора резисторов 1 и ступенчатого переключающего устройства.
Переключающее устройство состоит из недвигающихся контактов и подвижного скользящего контакта и привода. В пускорегулирующем реостате (рис.

3 ) к неподвижным контактам присоединены полюс Л1 и полюс якоря Я, расширители от элементов сопротивлений, пусковых и регулировочных, согласно разбивке по ступеням и остальные управляемые реостатом цепи. Подвижный скользящий контакт создает замыкание и отключение питания ступенек сопротивления, а еще всех других управляемых реостатом цепей.

Привод реостата может быть ручной (с помощью рукояти) и двигательный.

Реостат как подключить

Рис. 3 . Схема включения пускорегулирующего реостата: R пк — резистор, шунтирующий катушку пускателя в отключенном положении реостата, R огр — резистор, ограничивающий ток в катушке, Ш1, Ш2 — параллельная обмотка возбуждения электрического двигателя постоянного тока, С1, С2 — последовательная обмотка возбуждения электрического двигателя постоянного тока.

Реостат как подключить

Рис. 4 . Схема включения регулировочного реостата возбуждения: R пр — сопротивление предвключенное, ОВ — обмотка возбуждения электрического двигателя постоянного тока.
Реостаты по типу приведенных на рис. 2 и 3 нашли большое распространение.

Их конструкции обладают, впрочем, определенными минусами, в особенности огромным числом деталей крепежа и монтажных проводов, тем более в реостатах возбуждения, которые имеют много ступенек.
Схема включения маслонаполненного реостата серии РМ , который предназначен для пуска асинхронных двигателей с фазным ротором, приведен на рис. 5. Напряжение в цепи ротора до 1200 В, ток 750 А. Коммутационная устойчивость к износу 10 000 операций, механическая — 45 000.

Реостат позволяет 2 — 3 пуска подряд.

Реостат как подключить

Рис. 5 Схема включения маслонаполненного регулировочного реостата
Реостат состоит из вмонтированных в бак и погруженных в масло пакетов резисторов и переключающего устройства. Пакеты резисторов набираются из штампованных из электротехнической стали элементов и фиксируются к крышке бака. Переключающее устройство — барабанного типа, собой представляет ось с закрепленными на ней сегментами цилиндрической поверхности, соединенными по конкретной электрической схеме.

На неподвижной планке укреплены соединенные с резисторными элементами недвижымые контакты. При повороте оси барабана (маховиком или двигательным приводом) участки как двигающиеся скользящие контакты перемыкают те либо другие недвижымые контакты и благодаря этому меняют значение сопротивления в цепи ротора.

Что такое реостат, рабочий принцип

В прошлой публикации мы детально рассмотрели что такое потенциометр. Эта статья это продолжение данной темы и тут мы будем рассматривать что такое реостат, реостат как регулятор тока и рассмотрим вид реостат — слайдер.

Описание и рабочий принцип

Даже в наше время мы видели, что переменный резистор может быть сконфигурирован для работы в качестве цепи делителя напряжения, которому присваивается наименование потенциометра . Но мы также можем настроить переменный резистор для регулирования тока, и данный тип комбинации хорошо известен как реостат.

Реостат как подключить

Реостаты — это двухполюсные переменные резисторы, которые настроены на применение всего одного концевого контакта и только контакта стеклоочистителя. Ненужная концевая клемма может быть либо оставлена ??неподключенной, либо подключена напрямую к стеклоочистителю.

Это устройства с проволочной обмоткой, которые содержат плотные витки эмалированной проволки для тяжёлых эксплуатационных условий, которые меняют сопротивление ступенчато. Меняя положение стеклоочистителя на резистивном элементе, величина сопротивления может быть увеличена или уменьшена, таким образом управляя величиной электрического тока.

Широкий выбор реостатов вы сможете найти на Алиэкспресс, переходите и приобретайте любой.

Реостат как подключить

После реостат применяется для управления током путем изменения значения его сопротивления, преобразовывая его в настоящий переменный резистор. Традиционный пример применения реостата — это управление скоростью модельного набора поездов или Scalextric, где величина электрического тока, проходящего через реостат, изменяется законом Ома.

Тогда реостаты определяются не только их резистивными значениями, но еще и их возможностями по управлению мощностью как P = I 2 * R.

Реостат как регулятор тока

Реостат как подключить

На вышеприведенной схеме эффективное сопротивление реостата находится между контактом 3 концевого зажима и контактом стеклоочистителя на контакте 2. Если контакт 1 не подключен, сопротивление цепи между контактом 1 и контактом 2 разомкнуто и не оказывает влияния на величину электрического тока нагрузки. И наоборот, если контакт 1 и контакт 2 соединены вместе, то данная часть резистивной дорожки замкнута накоротко и опять не оказывает влияние на значение тока нагрузки.
Так как реостаты контролируют ток, то по определению они обязаны быть должным образом рассчитаны на то, чтобы держать этот постоянный ток нагрузки.

Потенциометр с тремя контактами можно настроить как реостат с 2-мя контактами, но резистивная дорожка на основе углерода скорее всего не выдержит ток нагрузки. Также контакт стеклоочистителя потенциометра в большинстве случаев признана самой слабой точкой, благодаря этому рекомендуется проводить через стеклоочиститель как можно меньше тока.
Впрочем стоит обратить внимание, что реостат не подойдет для управления током нагрузки, если сопротивление нагрузки, R L , значительно больше, чем полное значение сопротивления реостата.

Это R L >> R RHEO . Резистивное значение сопротивления нагрузки должно быть ощутимо ниже, чем у реостата, чтобы ток нагрузки мог протекать.
В большинстве случаев реостаты собой представляют высокомощные индукционные переменные резисторы, которые применяются для силовых применений, и резистивный компонент которые в большинстве случаев делается из толстого резистивного провода, подходящего для оснащения самого большого тока I, когда его сопротивление R минимально.
Проволочные реостаты как правило применяются в приложениях управления мощностью, например как схемы управления лампами, нагревателями или двигателями, для регулирования полевых токов для управления скоростью или пусковым током двигателей постоянного тока и т.д.

Есть множество типов реостатов, но самыми популярными считаются крутящиеся тороидальные типы, которые применяют открытую конструкцию для охлаждения, но еще доступны закрытые типы.

Слайдер реостат

Реостат как подключить

Имеются также реостаты с трубчатыми слайдерами, которые можно найти в физических лабораториях и лабораториях в школах и колледжах. Эти линейные или скользящие типы применяют резистивный кабель, намотанный на изолирующий трубчатый формирователь или цилиндр.

Скользящий контакт (штифт 2), установленый выше, изменяется вручную влево или вправо с целью увеличения или уменьшения хорошего сопротивления реостата, как показано на рисунке.
Как и в случае с крутящимися потенциометрами, также доступны ползунковые реостаты многоканального типа.

Не во всех типах частые электрические соединения выполнены с резистивным проводом, чтобы дать фиксированное значение сопротивления между любыми 2-мя терминалами. Такие промежуточные соединения в большинстве случаев известны как «ответвления», то же имя, что и применяемые на трансформаторах.

Линейные или логарифмические потенциометры

Очень распространенным типом переменного резистора и потенциометра считается линейный вид или линейный конус, значение сопротивления которого на выводе 2 меняется линейно при регулировке, создавая характеристическую кривую, которая собой представляет прямую линию. Другими словами резистивная дорожка имеет одинаковое изменение сопротивления на поворотный угол по всей длине дорожки.
Аналогичным образом, если стеклоочиститель крутится на 20% от его общего хода, то его сопротивление составляет 20% от самого большого или очень маленького.

Это происходит в основном благодаря тому, что их резистивные дорожки сделаны из углеродных композитов, металлокерамических сплавов или материалов типа проводящих пластиков, которые имеют линейную характеристику по всей длине.
Но резистивный компонент потенциометра не всегда может давать прямолинейную характеристику или иметь линейное изменение сопротивления во всем диапазоне хода при регулировке стеклоочистителя, но взамен этого способно вызывать то, что именуется логарифмическим изменением сопротивления.

Логарифмические потенциометры являются по большей части самыми распространенными нелинейными или непропорциональными типами потенциометров, сопротивление которых меняется логарифмически. Логарифмические потенциометры в большинстве случаев применяются в качестве регуляторов громкости и усиления в аудиоприложениях, где затухание меняется как логарифмическое отношение в децибелах. Связывают это с тем, что чувствительность к диапазону звука человеческого уха имеет логарифмический отклик и, поэтому, считается нелинейной.

Если бы мы применяли линейный потенциометр для управления громкостью, у ухо бы создалось впечатление, что подавляющая часть регулировки громкости ограничена одним концом дорожки горшка. Но все таки, логарифмический потенциометр создаёт впечатление более одинаковой и сбалансированной регулировки громкости при полном вращении регулятора громкости.

Аналогичным образом, работа логарифмических потенциометров при настройке состоит в создании выходного сигнала, который недалеко отвечает нелинейной чувствительности человеческого уха, при которой уровень громкости звучит так, будто бы он линейно возрастает. Но некоторые намного дешевые логарифмические потенциометры являются скорее экспоненциальными в изменениях сопротивления, чем логарифмическими, но все называют еще логарифмическими, так как их резистивный отклик считается линейным в логарифмическом масштабе.

Вместе с логарифмическими потенциометрами есть также антилогарифмические потенциометры, в которых их сопротивление сначала быстро возрастает, но после выравнивается.
Все потенциометры и реостаты доступны в виде разных резистивных дорожек или схем, популярных как законы, линейные, логарифмические или антилогарифмические. Данные термины более коротко обозначаются как lin , log и anti-log исходя из этого.

Оптимальный способ определить вид или закон определенного потенциометра — установить ось вала по центру его перемещения, другими словами приблизительно на половину, а потом померять сопротивление на любой половине от стеклоочистителя до концевой клеммы. Если каждая половина имеет больше или меньше равное сопротивление, то это линейный потенциометр. Если сопротивление, кажется, поделено приблизительно на 90% в одну сторону и 10% в иную, другими словами возможность, что это логарифмический потенциометр.

Тимеркаев Борис — 68-летний врач физико-математических наук, профессор из России. Он считается заведующим кафедрой общей физики в Казанском национальном исследовательском техническом университете имени А. Н. ТУПОЛЕВА — КАИ

Реостаты. Виды и устройство. Работа и характерности

Во многих электронных устройствах для регулирования громкости звука нужно менять силу тока. Разберем устройство (реостаты), благодаря которому можно менять силу тока и напряжение.

Сила тока зависит от напряжения на концах участка цепи и от сопротивления проводника: I=U/R. Если менять сопротивление проводника R, тогда будет меняться сила тока.
Сопротивление зависит от длины L, от площади поперечного сечения S и от материала проводника – удельного сопротивления.

Для того чтобы менять сопротивление проводника, необходимо менять длину, толщину или материал. Очень комфортно менять длину проводника.

Схема подключения диммера своими руками. Простой и проходной светорегулятор.

Разберем цепь, которая состоит из источника тока, ключа, амперметра и проводника в виде резистора АС из проволки с большим удельным сопротивлением.

Реостат как подключить

Перемещая контакт С программным  обеспечением этой проволоке, разрешается менять длину проводника, которая задействована в цепи, таким образом менять сопротивление, а это означает, и силу тока. Стало быть, можно сделать устройство с переменным сопротивлением, благодаря которому можно менять силу тока. Данные устройства имеют наименование реостатами.

Реостат – данное устройство с изменяемым сопротивлением, которое служит для регулировки силы тока и напряжения.

Устройство реостата
Реостат как подключить

На цилиндр, сделанный из керамики, намотан железный проводник, который создан из материала с большим удельным сопротивлением. Сделано это для того, чтобы при небольшом изменении длины значительно менялось сопротивление.

Этот железный кабель именуется обмоткой. Он так именуется, так как намотан на керамический цилиндр.

Концы обмотки выведены к зажимам, которые называются клеммами. Сверху реостата есть пирон, который тоже завершается клеммами.

Вдоль пирона и вдоль обмотки может передвигаться скользящий контакт, который именуется ползунком. Так как скользящий контакт имеет подобное название, то аналогичный реостат именуется ползунковым реостатом.

Рабочий принцип
Реостат как подключить

Ползунковый реостат подсоединен в цепь через две клеммы: нижнюю с обмотки и верхнюю клемму, там, где пирон. При подключении его в цепь, аналогичным образом, ток через нижнюю клемму проходит по виткам обмотки, а не поперек витков.

Дальше ток идет через скользящий контакт, потом по пирону, и снова в цепь.
Аналогичным образом, в цепи задействована лишь часть обмотки реостата.

Когда ползунок передвигается, то меняется сопротивление той части обмотки реостата, которая расположена в цепи. Меняется длина обмотки, сопротивление и сила тока в цепи.
Стоит обратить собственное внимание, что ток в той части реостата, по которой он проходит, идет по каждому витку обмотки, а не поперек них.

Это можно достигнуть тем, что витки обмотки изолированные между собой тоненьким слоем материала для изоляции. Попытаемся разобраться, как выполняется контакт между виточками обмотки и ползунком.

Во время движения по обмотке ползунок двигается по ее слою который находится сверху, который имеет зачищенный участок изоляции на пути ползунка. Так выполняется контакт между ползунком и витком обмотки.

Между собой витки изолированные.

Реостат как подключить

На схеме показана цепь с источником тока, выключателем, амперметром и ползунковым реостатом. При перемещении ползунка реостата меняется его сопротивление и сила тока в цепи.

Ползунковый реостат можно подсоединять к цепи с помощью 2-ух клемм: нижней и верхней. Но реостаты подключаются и по-иному.

Реостат как подключить

Реостат можно подключить через три клеммы. Две находящиеся снизу клеммы соединяются с концами обмотки, и один кабель с верхней клеммы.

Напряжение подается на всю обмотку, а снимается напряжение исключительно с части обмотки. Ползунок делит реостат на 2 резистора, которые соединены постепенно.
Общее напряжение равно сумме стрессов каждого резистора.

Благодаря этому анодное напряжение меньше входного значения. Анодное напряжение меньше, чем входное во столько раз, во сколько сопротивление части обмотки меньше, чем сопротивление всей обмотки.

Другими словами, реостат делит напряжение, и именуется делителем напряжения или потенциометром.

Особенности и виды реостатов

Реостат в виде тора

Два крайних зажима – это концы обмотки, а усредненный зажим соединен с ползунком. Вращая ползунок по обмотке, можно скорректировать сопротивление и сила тока в цепи.

Реостат как подключить
Рычажные реостаты

Они получили подобное название, так как в его нижней части находится переключатель – рычажок. При помощи него можно включать разнообразные части спирали резисторов.

На рисунке показан рабочий принцип рычажного реостата.

Реостат. Варианты подключения

Реостат как подключить

Рычажный реостат изменяет силу тока скачкообразно, тогда как ползунковый реостат меняет силу тока медленно. Если в цепи будет находиться резистор, то при перемещении ползунка на ползунковом реостате или при переключении рычага рычажного реостата будет меняться сила тока и напряжение на концах резистора.

Штепсельные

Данные устройства состоят из магазина сопротивлений.

Реостат как подключить

Это набор разных сопротивлений. Их называют спирали-резисторы.

С помощью штепселя можно включать или отключать разнообразные спирали-резисторы. Когда штепсель находится в перемычке, то больший ток идет через перемычку, а не через резистор. Аналогичным образом, резистор выключается.

Применяя штепсель, можно получать самые разнообразные сопротивления.

Материалы и охлаждение
Важным элементом в устройстве реостата считается материал изготовления, по виду которого реостаты разделяют на несколько вариантов:
Переменный ток в сопротивлениях превращается в энергию тепла, которая обязана каким-нибудь образом отвести от них. Благодаря этому реостаты также распределяются по типу охлаждения:

Жидкостные реостаты делятся на водяные и масляные. Воздушный вид применяется в любых конструкциях приборов. Жидкостное охлаждение используется исключительно для железных реостатов, их сопротивления омываются жидкостью, или совсем в нее погружены.

Необходимо помнить, что охлаждающая жидкость также должна охлаждаться.

Железные реостаты

Это конструкция реостата с охлаждением воздуха. Подобные модели стали популярными, так как легко подойдут для различных рабочих условий собственными работающими от электричества, тепловыми свойствами, а еще формой конструкции.

Они могут быть с непрерывным или ступенчатым типом регулировки сопротивления.
В устройстве есть подвижный контакт, скользящий по неподвижным контактам, размещенным в этой же плоскости.

Недвижымые контакты сделаны в виде винтов с плоскими головками, пластин или шин. Подвижный контакт именуется щеточкой.

Он бывает мостиковым или рычажным.

Как подключить переменный резистор

Реостат как подключить

Такие разновидности реостатов разделяют на самоустанавливающиеся и несамоустанавливающиеся. Последний вид имеет обычную конструкцию, но ненадежен в использовании, так как контакт часто нарушается.

Масляные

Устройства с масляным охлаждением увеличивают теплоемкость и время нагревания вследствие хорошей теплопроводимости масла. Это выполняет возможным увеличение нагрузки на короткое время, понижает расход материала изготовления сопротивления и размеры корпуса реостата.

Детали, опускаемые в масло, должны содержать существенную поверхность для хорошей теплоотдачи. В масле становятся больше возможности контактов на выключение. Это считается преимуществом подобного вида реостатов.

Благодаря смазке на контакты можно прилагать очень высокие усилия. К минусам как правило относят риск появления пожара и засорение места установки.