Закон Ома наглядно показывает, что силу тока в цепи можно изменять путем включения в нее электрического аппарата – резистора или реостата, имеющего некоторое электрическое сопротивление. Этим свойством широко пользуются в практике для регулирования и ограничения тока в двигателях, генераторах и других электрических устройствах.
Резисторы и реостаты (рисунок 8) обычно изготовляют из проволоки или ленты, материалом для которой служат сплавы металлов, обладающие высоким удельным сопротивлением (константан, никелин, манганин, фехраль), что дает возможность для изготовления этих аппаратов применять проволоку наименьшей длины. В устройствах радиотехники и электроники часто применяют резисторы, выполненные из графита.
Рисунок 8 – Устройство реостатов:
а – с плавным изменением сопротивления, б – со ступенчатым изменением сопротивления, в – из чугунных пластин, г – из фехралевой ленты
Реостат r может быть включен в цепь между источником и приемником rн электрической энергии (рисунок 9 а). В этом случае при изменении сопротивления реостата, например, вследствие перемещения подвижного контакта изменяется сила тока I, проходящего через источник и приемник. Этот ток протекает только по части реостата. Однако реостат можно включить 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 1 и 2 реостата (рисунок 9 б) подключают к источнику электрической энергии, а один из этих зажимов, например 2, и подвижной контакт реостата 3 присоединяют к приемнику rн. Очевидно, что при таком включении к приемнику будет подаваться напряжение U, которое зависит от сопротивления части реостата, включенной между зажимом 2 и подвижным контактом.
Рисунок 9 – Схемы включения реостатов:
а – последовательно в цепь приемника электрической энергии, б – в качестве делителя напряжения
Следовательно, передвигая подвижной контакт реостата, можно изменять напряжение U, подводимое к приемнику.
Реостат, включенный по схеме, показанной на рисунке 9 б, называется делителем напряжения или потенциометром. Если сопротивление приемника относительно велико по сравнению с сопротивлением реостата, то напряжение на зажимах приемника
(16)
где r1 и r2 – сопротивления частей реостата.
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ
1. Из чего состоит электрическая цепь?
2. Какие приборы могут выступать в качестве источников и приемников энергии?
3. Внешний и внутренний источник электрической энергии.
4. Что называется электрическим током, силой тока? Направление тока. Какой ток называется переменным, постоянным?
5. Электропроводность вещества: разделение на проводники, диэлектрики, полупроводники.
6. Что называется электрическим полем?
7. Что такое напряженность электрического поля?
8. Что такое энергия электрического поля?
9. Понятие электрического потенциала.
10. Что называется электрическим напряжением?
11. Электродвижущая сила и напряжение источника электрической энергии?
12. Режим холостого хода.
13. Режим короткого замыкания.
14. Режим нагрузки.
15. Сопротивление и проводимость: определение и единица измерения.
16. Электропроводность различных материалов. Металлические и неметаллические проводники.
17. Регулирование силы тока в электрической цепи при помощи резисторов и реостатов.
Литература
1. Электротехника с основами промышленной электроники, А. Е. Зорохович, В.К. Калинин: М., Высшая школа, 1975.
