Реостаты. Регулирование силы тока
⚡ Физика · 8 класс
Зачем регулировать силу тока
Часто нужно плавно менять силу тока в цепи — например, чтобы регулировать яркость лампы, громкость приёмника или скорость вращения электродвигателя. Для этого служит реостат — прибор, позволяющий изменять сопротивление цепи, а значит, и силу тока в ней. Реостаты широко применяют в лабораторных опытах и в технике.
На чём основан реостат
Сопротивление проводника зависит от его длины, площади поперечного сечения и вещества. При прочих равных условиях оно тем больше, чем больше длина проводника. Поэтому, изменяя длину включённого в цепь проводника, можно плавно менять сопротивление. Связь силы тока с сопротивлением даёт закон Ома для участка цепи:
I = U / R
Из этой формулы видно: при неизменном напряжении U чем больше сопротивление R, тем меньше сила тока I, и наоборот.
Ползунковый реостат
Самый распространённый в школе — ползунковый реостат. На керамический (фарфоровый) цилиндр плотно, виток к витку, намотана проволока из материала с большим удельным сопротивлением (например, никелина или константана). Над обмоткой расположен металлический стержень, по которому скользит ползунок. Ползунок прижимается к обмотке и замыкает часть витков накоротко. Передвигая ползунок, мы меняем длину той части проволоки, по которой реально идёт ток.
| Положение ползунка | Длина проволоки в цепи | Сопротивление | Сила тока |
|---|---|---|---|
| Включена вся обмотка | Большая | Большое | Малая |
| Включена половина обмотки | Средняя | Среднее | Средняя |
| Включена часть обмотки | Маленькая | Малое | Большая |
Как включают реостат
Реостат соединяют с потребителем последовательно, чтобы через них шёл один и тот же ток. У школьного реостата четыре зажима, но для регулирования тока используют два: один на конце обмотки и один на стержне ползунка. Перед включением ползунок ставят в положение наибольшего сопротивления — это защищает цепь от слишком большого тока в первый момент.
Схема: источник → ключ → реостат → лампа → источник
Частые ошибки. Реостат включают последовательно, а не параллельно потребителю. Если поставить ползунок на нулевое сопротивление при включении, ток может оказаться опасно большим и испортить приборы. Через слишком тонкую проволоку реостата нельзя пропускать ток больше допустимого.
Кратко о главном
- Реостат меняет сопротивление и силу тока в цепи.
- Работает за счёт изменения длины включённого проводника.
- По закону Ома
I = U / Rбольшему сопротивлению отвечает меньший ток. - Обмотку делают из материала с большим удельным сопротивлением.
- Реостат включают последовательно с потребителем.
- Начинать опыт нужно с наибольшего сопротивления.