Реостаты. виды и устройство. работа и особенности

Проверка сопротивления постоянного резистора

После подготовки прибора к работе приступают к измерениям. Для этого выпаивают одну из ножек сопротивления. Один из щупов подсоединяется к запаянной ножке, второй – к свободной. Если резистор исправен, то на дисплее появится показание, соответствующее номинальному значению в пределах допуска.

Как проверяют сопротивление резистора

При обрыве цепи на экране горит «1».

Внимание!

Регулятором перед измерением выставляют переключатель на ближайшее к номиналу значение большего достоинства. Если регулятором была выполнена настройка на значение, меньшее, чем номинал детали, то на дисплее результаты измерений отображаться не будут, поскольку срабатывает внутренняя блокировка тестера.

Если с одной стороны от резистора в схеме впаян конденсатор, то ножку с этой стороны условно можно считать свободно висящей. И в этом случае можно провести измерения, не выпаивая резистор.

СМД-резисторы – компоненты поверхностного монтажа, измерение сопротивления которых осложняется их малыми размерами. Их обычно проверяют, как и все постоянные резисторы, выпайкой одной ножки.

Реостаты балластные и регуляторы

Реостаты балластные

Работа аппаратов, состоящих из нескольких постов, немыслима без реостата балластного. Это устройство создает нужные вольт-амперные параметры, и отвечает за управление силой тока в электрической цепи при электродуговой сварке и нанесении слоя металла расплавляющимся электродом. Кроме этого реостаты применяются так же в исследовательских лабораториях и схемах автоматизированного управления.

Виды и типы

По типу материала резистора, реостаты делаться на металлические, жидкостные и керамические.По способу охлаждения реостаты разбиваются на два вида: жидкостные (масло, вода) и с охлаждением воздухом.

Реостат металлический воздушного охлаждения

Наибольший спрос, благодаря своей компактности и эффективности, получили металлические реостаты с воздушным охлаждением. Такой реостат легче всего приспособить к особенностям выполняемой задачи, по электро, так и по термо — характеристикам.

Характерный пример металлического реостата — РБ — 302 У2. Он выполняет регулировку силы тока при ручной дуговой сварке и нанесении металла электродом, от сварочных выпрямителей на много постов и генераторов постоянного тока с напряжением не превышающим 70В. В сравнении с аналогами, реостат РБ — 302 У2 обладает небольшим весом — всего 15 кг и высоким КПД.

Конструкция и принцип действия

Реостат РБ — 302 У2 — это сопротивление, имеющее 7 ступеней, которые управляются контактными ножами и тумблерами, вынесенными на лицевую часть устройства.

Управление ступенями тока, от 6 до 10А происходит регулировочными тумблерами, а от 20 до 80А контактными ножами. Управляемый диапазон тока от 6 до 315А. Различие между токами не превышает 6А. Максимальное сопротивление не превышает 5 Ом, а минимальное не меньше 0,095 Ом. Длительность нагрузки (ПН) реостата составляет 60 %, а длительность цикла 5 мин. На лицевой панели реостата указан ток на каждой из 7 ступеней при уменьшении напряжения на реостате до 30В. Элемент сопротивления ступени тока на 6А изготовлен из электрического нагревателя, трубчатой формы. Другие части сопротивления выполнены из термостойкой фехралевой проволоки от 2,2 до 3,0 мм.

Реостат РБ — 302 У2 используется для сварки как в замкнутых помещениях, так и под козырьком крыши, защищающей его от дождя или снега.

Подключение балластного реостата в сварочную цепь осуществляется последовательно, первый контакт идет на вывод, а оставшийся к выводу на регулятор. При использовании РБ — 302 У2, нужно контролировать, чтобы напряжение не опускалось меньше 30В, иначе возможен перегрев элементов и выход реостата из строя. Ремонт и профилактика реостата балластного РБ — 302 У2 облегчены удобным доступом к элементам устройства за счет съемной лицевой панели и стенок.Для комфортного перемещения реостат оснащается двумя рукоятками.

Безопасность

При использовании реостата следует не забывать, что в процессе работы его стенки нагреваются до 100 градусов по Цельсию.Запрещено не только совершать ремонт, но и перемещать реостат при подсоединенном источнике питания. Так же небезопасно регулировать контактные ножи и тумблеры реостата в нагруженном состоянии.

Блок балластных реостатов

Это устройство используется в электродуговой сварке, а также для компоновки автоматических аппаратов с питанием от ВДМ и компоновки постов сварки при резке металла электродом с дальнейшим отделением его, струей сжатого воздуха (строжка).

Блок балластных реостатов ББР — 4х315 (на базе РБ-302) используется для контроля над током сварочных выпрямителей многопостового класса (ВДМ-6303, ВДМ-1202С) и для снабжения нужной (прироста силы тока ко времени) крутизны тока и напряжения сварочных аппаратов любой конструкции.

Конструкции

ББР — 4х315(на базе РБ-302) представляет собой конструкцию изготовленную в виде каркаса, в которую вмонтированы четыре реостата РБ — 302 У2, зафиксированные в неподвижном положении с использованием скоб. На ярусе снизу установлен продублированный блок фиксации для присоединения кабелей сварки для каждого из постов, и блок зажимов для присоединения сетевого провода от ВДМ. Для наибольшего удобства блоки фиксаторов с клеммами вывода каждого балластного реостата РБ-302 объединены специальными шинами.

Благодаря своему потенциалу, балластные реостаты не только усиливают эффективность работы бригад сварщиков на заводе или на стройке, но и облегчают удобство регулировки вольт-амперной характеристики при пользовании старых сварочных аппаратов снабжённых ручкой крутящего типа.

Чем отличается резистор от реостата, транзистора

Реостат является электрическим аппаратом. Который способен регулировать ток и напряжение в электрической цепи. В общем это аналог переменного резистора. Он включает проводящий элемент и регулятор сопротивления. Влиять на изменение показателя можно плавно, а при желании это можно сделать ступенчато. В стандартизации реостатом называют резисторы переменные, регулировочные и подстроечные.

Транзистор является прибором для управления электрическим током. По сути он усиливает ток и может им управлять, а проводник регулирует сопротивление в сети. Внешне два элемента значительно отличаются друг от друга. Резистор имеет цилиндрическую форму и цветную окраску, а транзистор облачен в пластиковый или металлический квадратный корпус.

Выводы: проводники имеют одинаковую функциональность, а у транзистора разную. Также транзистор – это полярный элемент, а резистор – неполярный. По этой причине перепутать два элемента можно только в том случае, если человек совершенно далек от электротехники и радиоэлектроники.

Резистор необходимый элемент во всех микросхемах современных электроприборах. Оказывая сопротивление в цепи, полупроводник делит или уменьшает напряжение, благодаря чему, различные приборы могут работать от сети. Сопротивление тока измеряется в Омах, а грамотный подбор полупроводника обеспечит продолжительную работу любого электроприбора. Так мы выяснили, что такое резистор и для чего он нужен, чем отличается от реостата и транзистора и как обозначается на схемах.

Как устроен реостат

Реостат это управляемое переменное сопротивление, которое может изменять параметры тока в электрической цепи.

В результате большого количества экспериментов и научно-технических исследований появились различные модели реостатов, такие как:

• проволочный;
• ползунковый;
• жидкостный;
• ламповый.

Проволочный

Это простейший реостат. Он состоял из проволоки с высоким удельным сопротивлением, натянутой на раму. Она проходила сразу через несколько разъёмов. Включая тот или иной контакт, добивались изменения длины проводника. Тем самым получали нужную величину сопротивления, следовательно, изменялись параметры силы тока и напряжения в электрической цепи. Недостатком такого устройства являлась ограниченность длины проводника, соответственно, диапазона изменений характеристик тока.

Ползунковый

Ползунковый прибор – это классика строения реостата. РС представляет собой удлинённую катушку, которая выглядит как цилиндр из диэлектрического материала с намотанным на него проводом, покрытого окалиной. По штанге поступательно передвигается ползунок, который касается контактами спирали катушки. Прибор подключают к электрической цепи в двух точках: это контакт ползунка и один из концов катушки.

Жидкостный

Аппарат представляет собой ёмкость, заполненную электролитом, в которую погружены два электрода в виде металлических пластин. Сопротивление тока, протекающего через электролит, напрямую зависит от промежутка между электродами и обратно пропорционально площади поверхности электродов.

Ламповый

Сопротивление в цепи регулируется количеством включённых параллельно ламп накаливания. Это не очень удачное решение. Регулировка параметров тока дорого обходится за счёт большой траты электроэнергии, потребляемой лампами накаливания.

Важно! Все вышеперечисленные устройства давно канули в прошлое, кроме ползункового реостата. Это были пионеры в сфере регулировки параметров электрического тока

На смену им пришли экономичные и компактные переменные резисторы. Несмотря на это, принцип работы устройств остался прежним.

Пошаговая инструкция по замене

В ходе работ по установке диммера реостата придется заменить простой выключатель на регулятор. В сеть светорегулятор устанавливается на разрыв фазы.

Нельзя перепутать фазу и ноль. В противном случае произойдет поломка всей схемы. К монтажу светорегулятора необходимо подходить ответственно.

Самая сложная часть всей работы – определить фазный провод:

1. Выключают автомат, отвечающий за подачу электричества. Света не будет в одной комнате либо во всей квартире.
2. Работу нельзя начинать, не убедившись в отсутствии напряжения.
3. После демонтажа выключателя становятся хорошо видны два провода – один из них фазный. Напряжение к нему подводится из распределительной коробки. Для этого к проводу необходимо прикоснуться индикаторной отверткой. Перед этим придется вновь включить напряжение. Если лампочка на отвертке не загорается, то провод, идущий к источнику света, нулевой. Нужный провод обязательно помечают.
4. Вновь отключают распределительную коробку, собирают схему.

Устройство и принципиальная схема выпрямителя

Электрическая цепь прибора включает следующие компоненты:

1. Силовой трансформатор. По принципу действия он схож с преобразователем, работающим с переменными параметрами.
2. Выпрямительный узел с полупроводниками. Для превращения переменного тока в постоянный в схему включают кремниевые диоды (неуправляемые переключатели), тиристоры (регулируемые вентили).
3. Пусковой блок. Устройство автоматически отключает сварочный агрегат при выходе выпрямителя из строя.
4. Панель управления. Включает средства регулировки параметров, измерительные приборы.
5. Блок защиты от токовых перегрузок. Препятствует выходу аппарата из строя по причине перегрева. Подобные ситуации часто возникают из-за несоблюдения сварщиком технологии работ.
6. Охлаждающая система. Схема этого блока содержит вентилятор и несколько радиаторов. Для поддержания нормальной температуры в корпусе выпрямителя после включения агрегата охлаждающая система периодически запускается на некоторое время.

Рекомендуется включать в электрическую цепь трехфазный выпрямитель, снабженный соответствующим трансформатором. В таком случае скачки напряжения будут менее выраженными, это повысит коэффициент полезного действия сварочного оборудования, улучшит качество шва.

Устройство СВ.

Балластный реостат РБ-306

Эксплуатация модели РБ-302 выявила ряд ограничений. Быстрый выход из строя резисторов вследствие их перегрева и недостаточную точность регулировки по току. В частности, при длительных ПВ реостат сильно перегревается, что вынуждает применять аналогичный аппарат, подключаемый параллельно основному.

Модель РБ-306 лишена этих недостатков. Корпус аппарата выполнен с увеличенным количеством жалюзи, которые улучшают обдув элементов резисторных плат, а в качестве материала проволок использованы фехралевые пружины диаметром 3 мм. Первая ветка – на 6 А – собрана в виде трубчатого электронагревателя.

Модульная схема размещения элементов сопротивления облегчает их диагностику и замену. В результате указанных конструктивных изменений при тех же размерах и весе агрегата удалось расширить диапазон управления токами сварки и повысить точность регулировки.

На базе РБ-306 собираются блоки балластных реостатов (маркируются ББР), которые используют при электродуговой резке металлов. ББР эффективны в случае многопостовой сварки, применяются и для управления сварочным током от выпрямителей автоматических сварочных аппаратов.

При использовании балластных реостатов следует придерживаться следующих правил эксплуатации:

• Работать при условиях, которые указаны в паспорте на аппарат (климатическое исполнение всех типов балластных реостатов – от -40 до +45ºС);
• Запрещается эксплуатация в атмосфере, загрязнённой пылью и вблизи с источниками газа и пара, которые способствуют разрушению электроизоляции;
• Используемый балластный реостат должен проходить периодическую поверку в специализированной электролаборатории. Сроки и содержание такой поверки определяются положениями РД 03-614-03.

Ведь что такое проводник? Это материал с минимальным сопротивлением, чтобы через них проходил электрический ток с такими же минимальными потерями. Это обычная практика. Исключением являются случаи с задачами «наоборот»: когда сопротивление нужно повысить.

Такая нужда возникает при завышенных показателях тока, которые необходимо регулировать. Именно для таких целей и существует сварочный баластник. Он делает сварку проще и быстрее.

Основные параметры переменных резисторов.

Основными параметрами резисторов являются: полное (номинальное) сопротивление, форма функциональной характеристики, минимальное сопротивление, номинальная мощность, уровень шумов вращения, износоустойчивость, параметры, характеризующие поведение резистора при климатических воздействиях, а также размеры, стоимость и т.п

Однако при выборе резисторов чаще всего обращают внимание на номинальное сопротивление и реже на функциональную характеристику

2.1. Номинальное сопротивление.

Номинальное сопротивление резистора указывается на его корпусе. Согласно ГОСТ 10318-74 предпочтительными числами являются 1,0

;2,2 ;3,3 ;4,7 Ом, килоом или мегаом.

У зарубежных резисторов предпочтительными числами являются 1,0

;2,0 ;3,0 ;5.0 Ом, килоом и мегаом.

Допускаемые отклонения сопротивлений от номинального значения установлены в пределах ±30%.

Полным сопротивлением резистора считается сопротивление между крайними выводами 1 и 3.

2.2. Форма функциональной характеристики.

Потенциометры одного и того же типа могут отличаться функциональной характеристикой, определяющей по какому закону изменяется сопротивление резистора между крайним и средним выводом при повороте ручки резистора. По форме функциональной характеристики потенциометры разделяются на линейные и нелинейные: у линейных величина сопротивления изменяется пропорционально движению токосъемника, у нелинейных она изменяется по определенному закону.

Существуют три основных закона: А

— Линейный,Б – Логарифмический,В — Обратно Логарифмический (Показательный). Так, например, для регулирования громкости в звуковоспроизводящей аппаратуре необходимо, чтобы сопротивление между средним и крайним выводом резистивного элемента изменялось пообратному логарифмическому закону (В). Только в этом случае наше ухо способно воспринимать равномерное увеличение или уменьшение громкости.

Или в измерительных приборах, например, генераторах звуковой частоты, где в качестве частотозадающих элементов используются переменные резисторы, также требуется, чтобы их сопротивление изменялось по логарифмическому

(Б) илиобратному логарифмическому закону. И если это условие не выполнить, то шкала генератора получится неравномерной, что затруднит точную установку частоты.

Резисторы с линейной

характеристикой (А) применяются в основном в делителях напряжения в качестве регулировочных или подстроечных.

Зависимость изменения сопротивления от угла поворота ручки резистора для каждого закона показано на графике ниже.

Для получения нужной функциональной характеристики большие изменения в конструкцию потенциометров не вносятся. Так, например, в проволочных резисторах намотку провода ведут с изменяющимся шагом или сам каркас делают изменяющейся ширины. В непроволочных потенциометрах меняют толщину или состав резистивного слоя.

К сожалению, регулируемые резисторы имеют относительно невысокую надежность и ограниченный срок службы. Часто владельцам аудиоаппаратуры, эксплуатируемой длительное время, приходится слышать шорохи и треск из громкоговорителя при вращении регулятора громкости. Причиной этого неприятного момента является нарушение контакта щетки с токопроводящим слоем резистивного элемента или износ последнего. Скользящий контакт является наиболее ненадежным и уязвимым местом переменного резистора и является одной из главной причиной выхода детали из строя.

Упражнения

Упражнение №1

На рисунке 7 изображен реостат, с помощью которого можно менять сопротивление в цепи не плавно, а ступенями — скачками. Рассмотрите рисунок и по нему опишите, как действует такой реостат.

Рисунок 7. Рычажный реостат

Такой реостат называется рычажным. В нижней его части расположен специальный рычаг, с помощью которого можно включать в цепь разное количество проводников (спиралей), соединенных последовательно друг с другом. От количества включенных в цепь спиралей будет зависеть их суммарное сопротивление и, следовательно, сила тока в цепи.

Упражнение №2

Если каждая спираль реостата (рисунок 7) имеет сопротивление, равное $3 \space Ом$, то какое сопротивление будет введено в цепь при положении переключателя, изображенном на рисунке? Куда надо поставить переключатель, чтобы с помощью этого реостата увеличить сопротивление цепи еще на $18 \space Ом$?

Спирали (проводники) соединены последовательно. Значит, суммарное сопротивление будет рассчитывать по формуле: $R = R_1 + R_2 + … + R_n$.

Посмотрим, сколько проводников включены в цепь при положении рычага на рисунке 7. В цепь включены 4 спирали (рисунок 8).

Рисунок 8. Ход тока по спиралям рычажного реостата, включенным в цепь

Так как сопротивление каждой спирали равно $3 \space Ом$, мы можем записать:$R = 3 \space Ом + 3 \space Ом + 3 \space Ом + 3 \space Ом = 3 \space Ом \cdot 4 = 12 \space Ом$.Значит, в цепь будет введено сопротивление, равное $12 \space Ом$.

Чтобы ответить на второй вопрос, определим количество спиралей, которые дадут сопротивление в $18 \space Ом$:$n = \frac{R}{R_1} = \frac{18 \space Ом}{3 \space Ом} = 6$.

Посмотрим на рисунок 7 или 8. Чтобы включить в цепь еще 6 спиралей, нужно передвинуть рычаг в крайнее правое положение (рисунок 9).

Рисунок 9. Искомое положение рычага реостата

Упражнение №3

В цепь включены: источник тока, ключ, электрическая лампа и ползунковый реостат. Нарисуйте схему этой цепи. Куда надо передвинуть ползунок реостата, чтобы лампа светилась ярче?

Схема такой цепи изображена на рисунке 10.

Рисунок 10. Электрическая цепь с лампой и реостатом

Чтобы лампа светилась ярче, нужно увеличить силу тока в цепи. А для этого нужно уменьшить сопротивление ($I = \frac{U}{R}$). Для этого необходимо передвинуть ползунок реостата влево. Так мы уменьшим длину включенной в цепь обмотки, что и приведет к уменьшению сопротивления ($R = \frac{\rho l}{S}$).

Упражнение №4

Требуется изготовить реостат на $20 \space Ом$ из никелиновой проволоки площадью сечения $3 \space мм^2$. Какой длины проволока потребуется для этого?

Дано:$R = 20 \space Ом$$S = 3 \space мм^2$$\rho = 0.4 \frac{Ом \cdot мм^2}{м}$

$l — ?$

Показать решение и ответ

Скрыть

Наша группа «ВКонтакте»

Существует и обратная величина относительно удельного сопротивления. Масляное и водяное охлаждение используется для металлических реостатов, резисторы могут либо погружаться в жидкость, либо обтекаться ею.

В плоском переключателе подвижный контакт скользит по неподвижным контактам, перемещаясь при этом в одной плоскости. Он может состоять из набора резисторов, подключаемых ступенчато, либо иметь практически непрерывное изменение сопротивления. Если проводник является многожильным состоит из множества проводников , то следует вычислить площадь сечения одного проводника, а затем произвести ее умножение на количество проводников.

Он является комбинированным и позволяет измерять не только сопротивление, а также величину тока и напряжения.

Последние иногда называют реостатами. Это физическое явление называется электрическим сопротивлением или проводимостью. Ее можно определить из периодической таблицы химических элементов Д.

Датчики, основанные на реостатах Между положением ползунка реостата, его сопротивлением, силой тока в цепи и напряжением существуют прямые зависимости. Резисторы обычно изготовляют из проволоки или ленты, материалом для которых служат сплавы металлов, обладающие высоким удельным сопротивлением константан, никелин, манганин, фехраль. Он включает в свой состав набор ламп накаливания, которые соединены параллельно.

Если же передвинуть рукоятку реостата по часовой стрелке, то в цепь возбуждения окажется включенной часть сопротивления реостата. При этом следует иметь в виду, что охлаждающая жидкость должна и может охлаждаться как воздухом, так и жидкостью. Понятно, что чем больше сопротивление, тем меньше сила тока. Реостат состоит из ряда одинаковых сопротивлений 9 секций , присоединенных к контактам 8.

Погружаемые в масло элементы должны иметь как можно большую поверхность, чтобы обеспечить хорошую теплоотдачу. При перемещении движка изменяется длина токопроводящего слоя, а следовательно, и величина сопротивления реостата, включаемого последовательно в схему, что в вызывает некоторое изменение величины силы тока в цепи и перераспределение напряжения между реостатом и нагрузкой. В этом случае два крайних зажима 2 и 4 реостата рис. Параллельное соединение обеспечивает соответствие действующего тока нагрузки допустимым значениям, обусловленным данными каталога.

При выполнении расчетов необходимо учитывать зависимость электрического сопротивления материала и от других физических величин или факторов, к которым относятся следующие: геометрические составляющие; электрические величины; температурные показатели. Такая конструктивная форма придается обычно фехралевым спиралям, намотанным на ребро, используемым в ящиках резисторов большой мощности рис. Понятно, что чем больше сопротивление, тем меньше сила тока. Реостат 2 рис.
Реостаты и их применение

Баластник для сварочного аппарата

Как известно, ток всегда идет по пути наименьшего сопротивления, так как с чем большей величиной данного параметра он сталкивается, тем больше становится потерь. Практически всегда проводники стараются делать из материалов с наименьшим сопротивлением, но иногда, для работы различных механизмов, создаются искусственные узлы, где данный параметр специально завышен. Баластник для сварочного аппарата является явным тому примером. Данная часть предназначается для того, чтобы регулировать силу тока на выходе. Среди всех имеющихся способов это самый простой и надежный. Он применяется во многих современных аппаратах.

Баластник для сварочного аппарата

Принцип действия данного устройства основан на элементарных законах электротехники. Ток проходит по цепи, пока не достигает определенного участка, где находится высокое сопротивление, далее его величина начинает значительно падать. Рассматривая, что такое баластник сварочного аппарата, следует представить толстую плотно сжатую пружину со множеством витков.

Это и есть основная часть сопротивления, которая создает так называемый балласт. На нее устанавливается регулятор, который будет изменять этот параметр. Он представлен в виде передвижного контакта, который прикреплен к одной части поверхности баластника.

Данный контакт перемещается вдоль поверхности сопротивления, образуя для тока более быстрый выход, чем если бы он проходил через все устройство.

На практическом примере все выглядит так. Если бы в схеме не было баластника, то ток не имел бы потерь и его сила была 200 А. При наличии баластника получаются большие потери и сила тока на выходе достигает 10 А. Благодаря наличию регулятора, можно уменьшать длину прохождения тока по баластнику, обеспечивая более быстрый выход. За счет того, что ток идет по пути наименьшего сопротивления, то он отходит на линию регулятора, который имеет значительно меньшее количество Ом, чем рассматриваемое устройство. Это помогает ставить выходную силу тока в пределах от 10 до 200 А.

Устройство

Основа любого балластника для сварочных аппаратов – металл, выполняющий функцию электробалласта. Величина нагрузки меняется регулятором. Это по сути – подвижный контактный элемент, закрепляемый на линейной поверхности электрического приспособления. Поскольку он ограничивает часть электрической цепи, один из полюсов должен быть с клеммой, чтобы присоединяться к электроду или «массе». Устройство довольно простое, понятное школьникам, изучающим раздел «электричество».

Приспособления секционного типа оснащаются дополнительными рубильниками, включающими секции в общую цепочку. При закрытом положении секции не задействуются, на них не поступает напряжение

При монтаже балластных реостатов большое внимание уделяется корпусу. Он должен выдерживать тепловую нагрузку, создаваемую при работе

На фабричных вариантах все элементы управления, включая тумблеры, обычно расположены на общей панели. Обычно предусмотрены кулерные системы охлаждения, вентиляторы. Они увеличивают рабочий цикл, оборудование не потребуется регулярно выключать или одновременно подключать к сварочному аппарату несколько подобных приспособлений к одному сварочному аппарату.

Схема устройства балластного реостата для сварочного аппарата