Использование резисторов для регулирования тока в электрической цепи

Резисторы. Закон Ома наглядно показывает, что силу тока в электрической цепи можно изменять, включая в нее различные сопротивления. Этим свойством широко пользуются на практике для регулирования и ограничения тока в обмотках двигателей, генера­торов и других электрических потребителях. Электрический аппа­рат, предназначенный для включения в электрическую цепь с целью регулирования или ограничения проходящего по ней тока, назы­вают резистором. Резисторы бывают с постоянным или регулируемым сопротивлением. Последние иногда называют реостатами.

Резисторы обычно изготовляют из проволоки или ленты, мате­риалом для которых служат сплавы металлов, обладающие высоким удельным сопротивлением (константан, никелин, манганин, фех­раль). Это дает возможность для изготовления резисторов при­менять проволоку наименьшей длины. В электрических цепях, по которым проходят сравнительно небольшие токи (например, в це­пях управления, в устройствах электроники и радиотехники), часто применяют непроволочные резисторы, выполненные из графи­та и других материалов.

Устройство реостатов. Реостаты могут выполняться с плавным или ступенчатым изменением сопротивления. В лабораториях для управления электрическими машинами и испытательными устройствами часто используют ползунковый реостат с плавным изменением сопротивления (рис. 16, а). Такой реостат состоит из изоляционной трубки 4, на которую навита проволочная спи­раль 5. К виткам этой спирали прикасается подвижной контакт 2. Зажим 1 реостата соединяется с подвижным контактом, другой зажим 3 — с одним из концов спирали. Перемещая подвижной контакт, можно изменять длину проволоки, расположенной между зажимами реостата, и тем самым изменять его сопротивление.

Для пуска и регулирования электрических двигателей стан­ков, грузоподъемных механизмов и пр. применяют ползунковый реостат со ступенчатым изменением сопротивления (рис. 16, б). Реостат состоит из ряда одинаковых сопротивлений 9 (секций), присоединенных к контактам 8. Для включения в цепь того или иного числа секций служит ползунок 7 со штурвалом 6.

Для регулирования тока при пуске тяговых двигателей элек­трических локомотивов постоянного тока применяют реостаты со ступенчатым изменением сопротивления (пусковые реостаты). Отдельные секции реостата в процессе пуска замыкаются накоротко дистанционно управляемыми выключателями, называемыми кон­такторами.

На некоторых электровозах (например, электровозах ЧС) пуско­вые реостаты выполнены из чугунных литых пластин 10 особой формы, напоминающей зигзагообразно уложенную ленту. Отдельные пластины собирают на изолированных шпильках и прикрепляют к основанию 11 (рис. 16, в).

В последнее время пусковые реостаты электровозов и моторных вагонов выполняют из фехралевой ленты 12, намотанной на фар­форовые изоляторы 1,1 (рис. 16. г). Так же устроены и реостаты, служащие для регулирования тока возбуждения тяговых двигателей на электровозах и тепловозах. Реостаты из фехралевой ленты более прочны, более устойчивы против тряски и вибраций и имеют мень­шую массу, чем реостаты, выполненные из чугунных пластин.

Схемы включения реостатов. Реостат 2 (рис. 17) может быть включен последовательно в цепь между источником У и приемни­ком 4 электрической энергии. В этом случае при изменении сопро­тивления реостата, т. е. при перемещении подвижного контакта 3, изменяется сила тока в приемнике. Этот ток проходит только по части сопротивления реостата.

Однако реостат можно включать в цепь таким образом, чтобы ток проходил по всему его сопротивлению, а к приемнику ответ­влялась только часть тока источника. В этом случае два крайних зажима 2 и 4 реостата (рис. 18) подключают к источнику 5, а один из этих зажимов, например 4, и подвижной контакт 3 реостата — к приемнику У. Очевидно, что при таком включении к приемнику будет подаваться напряжение V ', равное падению напряжения между зажимом 4 и подвижным контактом 3 реостата. Следовательно, передвигая подвижной контакт реостата, можно изменять напряже­ние II, подводимое к приемнику, и силу тока в нем. Напряжение I/ представляет собой только часть напряжения [/_и на зажимах источ­ника.

Реостат, включенный по схеме рис. 18, называется делителем напряжения, или потенциометром.