Princip činnosti reostatu
Jedná se o drátěná zařízení, která obsahují husté závity vysoce odolného smaltovaného drátu, které mění odpor v krocích. Změnou polohy stěrače na odporovém prvku lze hodnotu odporu zvýšit nebo snížit, čímž se řídí velikost proudu.
Reostat se pak používá k řízení proudu změnou jeho hodnoty odporu, čímž se změní na skutečný proměnný odpor. Klasickým příkladem použití reostatu je ovládání rychlosti modelové vlakové soupravy nebo Scalextric, kde velikost proudu procházejícího reostatem je řízena Ohmovým zákonem. Pak jsou reostaty definovány nejen svými odporovými hodnotami, ale také svými schopnostmi řízení výkonu jako P = I 2 * R.
Hlavní účel zařízení
Strukturálně a vizuálně je posuvný typ reostatu považován za nejjednodušší.
K obvodu se připojuje pomocí horní a dolní svorky.
Zařízení je navrženo tak, aby proud protékal po celé délce drátu a ne v příčném směru závitů. Toho je dosaženo díky spolehlivé izolaci vodičů.
Často se pro regulaci v obvodu místo potenciometru používá reostat.
V tomto případě se připojuje pomocí tří svorek.
Ve spodní části jsou dva z nich vstupní a připojené ke zdroji napětí.
Jako výstup je použita jedna spodní svorka a volná horní. Když se posuvník pohybuje, napětí lze snadno upravit.
Reostat má schopnost fungovat v režimu předřadníku, což může být nezbytné při vytváření aktivní zátěže během spotřeby energie.
V takové situaci se doporučuje vzít v úvahu rozptylové schopnosti použité jednotky.
Pokud je nadměrné teplo, zařízení selže.
Při připojení k elektrické síti je nutné správně vypočítat rozptýlený výkon reostatu, v případě potřeby vytvořit dostatečné a správné chlazení.
Kovové reostaty
Co je to kovový reostat? Jedná se o prvek, který má typ chlazení vzduchem. Tyto reostaty jsou nejběžnější, protože je lze nejsnáze přizpůsobit široké škále provozních podmínek. To platí jak pro tepelné a elektrické vlastnosti, tak i pro konstrukční parametry. Mohou být vyráběny se skokovým nebo kontinuálním typem změny odporu.
Vypínač je plochý. Má pohyblivý kontakt, který klouže přes pevné kontakty ve stejné rovině. Ty kontakty, které se nepohybují, jsou vyrobeny ve formě šroubů s plochými hlavami válcového nebo polokulového typu ve formě desek nebo pneumatik, které jsou umístěny v oblouku v jedné nebo dvou řadách. Kontakt, který se pohybuje, se nazývá kartáč. Ve svém provedení může být pákového nebo můstkového typu.
Existuje také rozdělení na samovyrovnávací a nesamočinné. Poslední možnost je jednodušší v designu, ale protože kontakt je často přerušen, není při použití spolehlivý. Samonastavitelný pohyblivý kontakt poskytuje požadovaný stupeň tlaku a je spolehlivější v provozu.
Chlazení oleje
Kovové reostaty s typem chlazení oleje zvyšují tepelnou kapacitu a dobu ohřevu díky dobré tepelné vodivosti oleje. To umožňuje zvýšit zátěž v krátkodobém režimu a snížit spotřebu materiálu odporu a velikost samotného reostatu.
Prvky, které jsou ponořeny do oleje, musí mít velký povrch, aby byl zajištěn dobrý přenos tepla. Pokud je rezistor uzavřeného typu, nemá smysl jej ponořovat do oleje. Samotné ponoření zajišťuje ochranu kontaktů a rezistorů před vlivem okolních faktorů. V oleji se zvyšuje spínací kapacita kontaktů. To je výhoda reostatů tohoto typu. Díky mazivu je možný větší tlak na kontakty. Ale jsou tu i nevýhody. To zvyšuje riziko požáru a kontaminace prostor.
Reostat může být součástí obvodu jako proměnný odpor nebo potenciometr. Tím je zajištěno plynulé nastavení odporu a v důsledku toho regulace proudu a napětí v obvodu. Často se používají v laboratořích.
Startovací reostaty
Reostaty se skokovou změnou odporu jsou vyrobeny z rezistorů a spínacího zařízení, které se skládá z pevných kontaktů a jednoho posuvného kontaktu. Je zde také náhon.
Startovací reostaty mají kotevní póly, které jsou připojeny k pevným kontaktům. Pohyblivý kontakt zavírá a otevírá odporové stupně, stejně jako další obvody, které jsou řízeny tímto reostatem. Pohon v reostatu může být motorický nebo manuální. co to je? Tento typ reostatu je široce používán. Ale tento design má stále své nevýhody. Jedná se o velké množství vodičů pro instalaci a upevnění dílů. Zvláště mnoho je jich v excitačních reostatech s velkým počtem stupňů.
Olejem plněné reostaty se skládají ze spínacího zařízení a sady odporů, které jsou zabudovány do nádrže a ponořeny do oleje. Obaly se skládají z prvků vyrobených z elektrooceli. Jsou připevněny k víku nádrže.
Spínací zařízení má tvar bubnu a je osou, k níž jsou připevněny části válcové plochy, které jsou zapojeny podle schématu. Pevné kontakty, které jsou spojeny s odporovými prvky, jsou namontovány na pevné liště. Když se osa bubnu otáčí pohonem nebo setrvačníkem, tyto části přemosťují pevné kontakty a stávají se pohyblivými kontakty. Tím se změní odpor v obvodu.
Zařízení a princip činnosti
Konstrukce pevných rezistorů je poměrně jednoduchá. Skládají se z keramické trubice s navinutým drátem nebo z odporového filmu s určitým odporem, který je na něj aplikován. Konce trubky jsou opatřeny kovovými krytkami s připájenými koncovkami pro povrchovou montáž. K ochraně vrstvy se používá nátěr barvy a laku.
Strukturu takových prvků lze pochopit z obrázku 2 níže.
Ve většině modelů je tato konstrukce tradičně zachována, ale dnes existují různé typy rezistorů využívajících odporový materiál, jejichž konstrukce se mírně liší od výše popsané konstrukce.
Rýže. 2. Struktura rezistoru
Moderní elektronická zařízení jsou naplněna deskami naplněnými miniaturními součástkami. Vzhledem k tomu, že trend směrem k menším elektronickým zařízením pokračuje, požadavky na menší rozměry ovlivnily i rezistory. Bezdrátové odpory jsou pro tyto účely ideální. Jsou snadno vyrobitelné a jejich výkony jsou dobře přizpůsobeny parametrům nízkopříkonových obvodů.
Zdálo by se, že éra drátových rezistorů se postupně stává minulostí. To však není tento případ. Poptávka po drátových rezistorech zůstává v těch oblastech, kde si tranzistory s kovovou vrstvou nebo kompozitní odporovou vrstvou nemohou poradit s výkonem elektrických obvodů.
Pro bezdrátové odpory se používají následující odporové materiály:
- nichrom;
- manganin;
- konstantan;
- nikl;
- oxidy kovů;
- kov-dielektrika;
- uhlík a další materiály.
Uvedené látky mají vysoké hodnoty specifické odolnosti. To umožňuje výrobu elektronických součástek s velmi malými obaly při zachování jmenovitých hodnot.
Velikosti a tvary pouzder a vodičů moderních rezistorů odpovídají standardům vyvinutým pro automatickou montáž desek plošných spojů. Pro spolehlivé spojení vývodů pájením procházejí vývody součástek procesem pocínování.
Trochu složitější je návrh seřizovacích (obr. 3) a trimovacích odporů (obr. 4). Tyto proměnné tranzistory se skládají z prstencové odporové desky, po které klouže běžec. Jak se pohyblivý kontakt pohybuje po kruhu, mění vzdálenost mezi body na odporové vrstvě, což má za následek změnu odporu.
Rýže. 3. Nastavení odporů Obr. 4. Trimovací rezistory
Princip.
Činnost rezistoru je založena na Ohmově zákonu: I = U/R , kde I je proud, U je napětí, R je odpor v části obvodu. Ze vzorce je zřejmé, jak závisí parametry proudu a napětí na hodnotě odporu.
Výběrem odporů vhodného jmenovitého výkonu je možné měnit hodnoty proudu a napětí v částech obvodu. Například zvýšením odporu sériově zapojeného rezistoru v části obvodu lze úměrně snížit proudovou sílu.
Obvykle si lze odpor představit jako úzké hrdlo na části trubice, kterou protéká nějaká kapalina (viz obr. 5). Na výstupu z hrdla bude tlak nižší než na jeho vstupu. Zhruba totéž se děje s prouděním nabitých částic – čím větší odpor, tím slabší proud na výstupu rezistoru.
