Глава 2. Электрические явления. § 43. Реостаты — с. 160
§ 43. Вопрос 1. Каково назначение реостата в электрической цепи?
Реостат — это прибор с изменяемым сопротивлением (переменный резистор). Он служит для регулирования силы тока и напряжения в цепи: изменяя сопротивление реостата, мы изменяем общее сопротивление цепи и, согласно закону Ома, силу тока в ней. Реостаты применяют, например, для плавного изменения яркости лампы, скорости вращения двигателя, громкости звука.
§ 43. Вопрос 2. Объясните по рисунку 105, а, как устроен ползунковый реостат. Каково условное обозначение реостата на схеме? [на рисунке: ползунковый реостат (а) и его обозначение (б) — прямоугольник с выводом 2 и стрелкой 1]
На изолирующий (керамический) цилиндр намотана проволока с большим удельным сопротивлением, покрытая тонким слоем окалины, который изолирует витки друг от друга. Над цилиндром расположен металлический стержень, по которому перемещается ползунок; его контакты прижаты к проволоке, при трении окалина стирается, и обеспечивается электрический контакт ползунка с обмоткой. Ток идёт от верхней клеммы по стержню к ползунку, затем по виткам обмотки к нижней клемме. При перемещении ползунка меняется число витков, включённых в цепь, а значит, длина проводника и его сопротивление. Условное обозначение реостата на схеме — прямоугольник (резистор) с отводом-стрелкой, которая показывает ползунок (стрелка 1 и вывод 2 на рисунке 105, б).
§ 43. Вопрос 3. Почему реостаты изготавливают из проволоки, удельное сопротивление которой велико?
Сопротивление проводника R = ρl/S. Чем больше ρ, тем большее сопротивление можно получить при небольшой длине и небольшой толщине проволоки. Из материала с малым ρ (например, меди) для заметного сопротивления пришлось бы брать очень длинный провод, и реостат получился бы громоздким. Использование сплавов с большим ρ (никелин, нихром, константан) позволяет сделать реостат компактным и при этом получить заметное изменение сопротивления при перемещении ползунка.
§ 43. Вопрос 4. Для каких величин указывают на реостате их допустимые значения?
На корпусе реостата указывают максимальное сопротивление и допустимую силу тока. Максимальное сопротивление показывает, в каких пределах реостат изменяет сопротивление цепи (от нуля до этого значения). Допустимую силу тока превышать нельзя: проволока обмотки при большом токе нагревается, может перегореть, а изоляция — разрушиться. Например, надпись «20 Ом; 2 А» означает, что сопротивление реостата можно менять до 20 Ом и ток через него не должен превышать 2 А.
Упражнение 35. Определите силу тока, проходящего через реостат, изготовленный из никелиновой проволоки длиной 50 м и площадью поперечного сечения 1 мм², если напряжение на зажимах реостата равно 45 В.
Дано: l = 50 м; S = 1 мм²; U = 45 В; ρ = 0,40 Ом·мм²/м (никелин).
Найти: I.
Решение: R = ρl/S = 0,40 · 50 / 1 = 20 Ом. По закону Ома I = U/R = 45 В / 20 Ом = 2,25 А.
Ответ: I = 2,25 А.
Найти: I.
Решение: R = ρl/S = 0,40 · 50 / 1 = 20 Ом. По закону Ома I = U/R = 45 В / 20 Ом = 2,25 А.
Ответ: I = 2,25 А.