Реостат

Реоста́т — електричний прилад, яким змінюють опір електричного кола, регулюють струм або напругу. Величина опору може змінюватися плавно або східчасто. Для зміни струму та напруги в невеликих межах реостат підключається в електричну мережу послідовно (наприклад, для обмеження пускового струму в електричних машинах). Для регулювання струму та напруги в широкому діапазоні (від нуля до максимального значення) застосовується потенціометричне підключення реостата.

Слово реостат було придумано близько 1845 року Чарльзом Вітстоном, від грецького ῥέος rheos, що означає «потік»^[1] і -στάτης -states (від ἱστάναι histanai, «встановлювати, викликати стояння»)^[2], що означає «регулюючий пристрій», Термін «реостат» стає застарілим із загальним терміном «потенціометр», що замінює його.

Для застосування малої потужності (менше приблизно 1 Вт) часто використовується потенціометр, при цьому один вивід не підключений або підключений до контакту.

Якщо реостат повинен бути розрахований на вищу потужність (більше приблизно 1 Вт), він може бути побудований з опором, намотаним навколо напівкруглого ізолятора, при цьому контакт ковзає від одного витка дроту до іншого. Іноді реостат виготовляють із проводу опору, намотаного на жароміцний циліндр, при цьому повзунок виготовляється з ряду металевих пальців, які легенько стискаються на малій частині витків проводу опору. «Пальці» можна переміщати по котушці проводу опору ковзною ручкою, змінюючи таким чином точку «постукування». Дротяні реостати з номінальною потужністю до декількох тисяч ватів застосовуються в таких додатках, як двигуни постійного струму, електрозварювальні прилади для зварювання або в керувальних пристроях для генераторів. Рейтинг реостата задається повним значенням опору, а допустиме розсіювання потужності пропорційно частці загального опору пристрою в ланцюзі.

Основні типи реостатів

Дротяний реостат. Складається з дроту з високим питомим опором (ніхром, константан, манганін, нікелін тощо), що натягнутий на раму. Дріт проходить через декілька контактів. Приєднуючись до потрібного контакту, можна отримати бажаний опір.
Повзунковий реостат. Складається з дроту з високим питомим опором, який виток до витка намотаний на стрижень або трубку з ізолюючого матеріалу. Дріт покритий шаром окалини, яка спеціально створюється при виробництві. При переміщенні повзунка, з приєднаним до нього контактом, шар окалини здирається, і електричний струм протікає з дроту на повзунок. Чим більше витків дроту від нерухомого контакту до рухомого, тим більшим буде опір. Такі реостати застосовуються в навчальному процесі. Різновидом повзункового реостата є агометр, в якому роль повзунка виконує коліщатко з провідного матеріалу, що рухається по поверхні діелектричного барабана з намотаним на нього дротом.
Рідинний реостат має вигляд бака з електролітом, в який занурюються металеві пластини. Забезпечується плавне регулювання. Величина опору реостата пропорційна відстані між пластинами і обернено пропорційна площі частини поверхні пластин, занурених в електроліт.
Ламповий реостат. Складається з набору паралельно включених ламп розжарювання. Зміною кількості включених ламп змінюється опір реостата. Недоліком лампового реостата є залежність його опору від ступеня розігріву ниток ламп.

Змінний резистор — резистор, електричний опір якого між його рухомим контактом і виводами резистивного елемента можна змінити механічним способом.

Регулювальний резистор — змінний резистор, призначений для багаторазового регулювання параметрів електричного кола.

Підлаштовувальний резистор — змінний резистор, призначений для підлаштовування параметрів електричного кола, у якого число переміщень рухомої системи значно менше, ніж у регулювального резистора.

Рідинний реостат

Рідинні реостати, що використовуються як вимикачі пуску двигуна, близько 1900 року

У найпростішому вигляді він складається з ємності, що містить розсіл або інший розчин електроліту, в який електроди занурені для створення електричного навантаження. Електроди можуть бути підняті або опущені в рідину, щоб відповідно зменшити або збільшити електричний опір навантаження. Для стабілізації навантаження суміш не повинна кипіти.

Сучасні конструкції використовують електроди з нержавіючої сталі, карбонат натрію або інші солі, і не використовують контейнер як один електрод. У деяких конструкціях електроди фіксуються, а рідина підіймається та опускається зовнішнім балоном або насосом. Системи пуску двигуна, які використовуються для частих і швидких стартів і повторних пусків, таким чином, велике навантаження тепла на реостати можуть включати циркуляцію води до зовнішніх теплообмінників. У таких випадках антифризові та антикорозійні добавки необхідно ретельно вибирати, щоб не змінювати стійкість.

Зазвичай традиційний рідкий реостат складається з сталевого циліндра (катод) розміром близько 5 футів (1,5 м), що стоїть на ізоляторах, в який підвішений порожнистий сталевий циліндр. Це діяло як позитивний електрод і підтримувалося сталевою мотузкою та ізолятором від регульованого шківа. З'єднання водопроводу включало ізольовану секцію. Бак містив солону воду, але не в концентрації, яку можна було б схарактеризувати як розсіл. Весь пристрій був відгороджений для безпеки.

Експлуатація була дуже простою, оскільки додавання більше солі, більше води або зміна висоти центрального електрода може змінити навантаження^[3]. Навантаження виявилося досить стабільним, змінюючись лише незначно під час нагрівання води. Розсіювання енергії становило близько 1 мегават, при потенціалі близько 700 вольтів і струмі близько 1500 ампер.

Сучасні конструкції використовують електроди з нержавіючої сталі, карбонат натрію або інші солі, і не використовують контейнер як один електрод.

Переваги та недоліки

Перевага — безшумна робота, без жодного шуму вентилятора поточних резистивних конструкцій сітки.

До недоліків можна віднести:

корозія на мідних з'єднувальних кабелях і на дротяному канаті
відсутність ізоляції від землі, що може відключити систему виявлення заземлення

Див. також

Примітки

↑ Henry George Liddell, Robert Scott, A Greek-English Lexicon, ῥέος. www.perseus.tufts.edu. Процитовано 28 травня 2020.
↑ Henry George Liddell, Robert Scott, A Greek-English Lexicon, ἵστημι. www.perseus.tufts.edu. Процитовано 28 травня 2020.
↑ Liquid Rheostats. chestofbooks.com. Процитовано 28 травня 2020.

Література

Мала гірнича енциклопедія : у 3 т. / за ред. В. С. Білецького. — Д. : Донбас, 2007. — Т. 2 : Л — Р. — 670 с. — ISBN 57740-0828-2.

[1] Henry George Liddell, Robert Scott, A Greek-English Lexicon, ῥέος. www.perseus.tufts.edu. Процитовано 28 травня 2020.

[2] Henry George Liddell, Robert Scott, A Greek-English Lexicon, ἵστημι. www.perseus.tufts.edu. Процитовано 28 травня 2020.

[3] Liquid Rheostats. chestofbooks.com. Процитовано 28 травня 2020.

[1]

[2]

[3]