Site Loader

Принцип работы реостата

Реостаты — это двухполюсные переменные резисторы, которые настроены на использование только одного концевого контакта и только контакта стеклоочистителя. Неиспользуемая концевая клемма может быть либо оставлена ​​неподключенной, либо подключена напрямую к стеклоочистителю. 

  • Основное назначение прибора
  • Металлические реостаты
  • Масляное охлаждение
  • Пускорегулирующие реостаты
  • Устройство и принцип работы

Это устройства с проволочной обмоткой, которые содержат плотные витки эмалированной проволоки для тяжелых условий эксплуатации, которые изменяют сопротивление ступенчато. Изменяя положение стеклоочистителя на резистивном элементе, величина сопротивления может быть увеличена или уменьшена, тем самым управляя величиной тока. 

Затем реостат используется для управления током путем изменения значения его сопротивления, превращая его в настоящий переменный резистор. Классический пример использования реостата — это управление скоростью модельного набора поездов или Scalextric, где величина тока, проходящего через реостат, регулируется законом Ома.

 Тогда реостаты определяются не только их резистивными значениями, но также и их возможностями по управлению мощностью как P = I 2 * R.

Основное назначение прибора

Конструктивно и визуально самым простым считается реостат ползункового типа.

Он подсоединяется к цепи с помощью верхней и нижней клеммы.

Прибор сконструирован таким способом, что ток поступает по всей длине провода, а не в поперечном направлении витков. Это осуществляется благодаря надежной изоляции проводников.

Часто реостат применяют для регулирования в цепи вместо потенциометра.

В таком случае выполняется его подключение с помощью трех клемм.

В нижней части две из них являются входом, соединяются с источником напряжения.

Одна нижняя клемма и верхняя свободная используются в качестве выхода. Когда происходит передвижение ползунка, напряжение без труда регулируется.

Реостат имеет свойство функционировать в балластном режиме, в чем может возникнуть необходимость при создании активной нагрузки во время потребления энергии.

В такой ситуации рекомендуется учитывать рассеивающие способности используемого агрегата.

Если есть избыточное тепло, прибор выходит из строя.

При подключении в электросеть нужно правильно рассчитать рассеиваемую мощность реостата, если требуется, создать достаточное и правильное охлаждение.

Металлические реостаты

Что такое реостат из металла? Это элемент, имеющий воздушный тип охлаждения. Такие реостаты наиболее распространены, так как их наиболее легко можно приспособить к самым разным рабочим условиям. Это относится как к тепловым и электрическим характеристикам, так и к параметрам конструкции. Они могут изготавливаться со ступенчатым или непрерывным типом изменения сопротивления.

Переключатель является плоским. В нем есть подвижный контакт, который скользит по контактам неподвижным в одной и той же плоскости. Те контакты, которые не двигаются, выполнены в форме болтов, имеющих плоские головки цилиндрического или полусферического типа в форме пластин либо шин, которые расположены по дуге в один ряд или два. Тот контакт, который двигается, называется щеткой. Он может быть рычажным или мостиковым по своему типу выполнения.

Еще есть разделение на самоустанавливающийся и несамоустанавливающийся. Последний вариант по конструкции проще, но, так как контакт часто нарушается, он не является надежным в использовании. Самоустанавливающийся подвижный контакт обеспечивает необходимую степень нажатия и в эксплуатации более надежен. 

Масляное охлаждение

Металлические реостаты с масляным типом охлаждения увеличивают теплоемкость и время нагрева из-за хорошей проводимости тепла маслом. Это дает возможность увеличивать нагрузку при кратковременном режиме и сокращать расход материала резисторов и размеры самого реостата.

Элементы, которые погружаются в масло, должны обладать большой поверхностью для обеспечения хорошей теплоотдачи. Если резистор закрытого типа, то нет смысла погружать его в масло. Само погружение дает защиту контактам и резисторам от воздействия окружающих факторов. В масле отключающие способности контактов повышаются. Это достоинство реостатов такого типа. Благодаря смазке возможны большие нажатия на контакты. Но есть и недостатки. Это повышение риска опасности пожара и загрязнение помещения.

Реостат можно включать в схему в качестве переменного резистора или же потенциометра. Это обеспечивает плавную регулировку сопротивления и, как следствие, регулирование силы тока и напряжения в цепи. Их часто применяют в лабораториях.

Пускорегулирующие реостаты

Реостаты, имеющие ступенчатое изменение сопротивления, сделаны из резисторов и переключающего устройства, состоящего, в свою очередь, из неподвижных контактов, одного скользящего контакта. Здесь же имеется привод.

Пускорегулирующие реостаты имеют полюсы якоря, который присоединяется к неподвижным контактам. Подвижный контакт замыкает и размыкает ступени сопротивления, а также и другие цепи, которые управляются данным реостатом. Привод в реостате может быть двигательным или ручным. Это что такое? Реостат такого типа широко распространен. Но недостатки у такой конструкции все же имеются. Это большое количество проводов для монтажа и деталей для крепежа. Особенно много их в реостатах возбуждения с большим числом ступеней.

Реостаты, наполненные маслом, состоят из переключающего устройства и пакетов резисторов, которые встроены в бак и погружены в масло. Пакеты состоят из элементов, выполненных из электротехнической стали. Они прикрепляются к крышке бака.

Устройство переключения имеет вид барабана и является осью с прикрепленными к ней частями цилиндрической поверхности, которые соединены, согласно схеме. Неподвижные контакты, которые соединены с элементами резистора, крепятся на неподвижную рейку. Когда ось барабана поворачивается приводом либо маховиком, эти части перемыкают неподвижные контакты, являясь контактами подвижными. Этим изменяется сопротивление в цепи.

Устройство и принцип работы

Конструкция постоянных резисторов довольно простая. Они состоят из керамической трубки, поверх которой намотана проволока или нанесена резистивная плёнка с определённым сопротивлением. На концы трубки вставлены металлические колпачки с припаянными выводами для поверхностного монтажа. Для защиты слоя используется лакокрасочное покрытие.

Устройство таких элементов можно понять из рисунка 2 ниже.

В большинстве моделей такая конструкция традиционно сохраняется, но сегодня существуют различные виды сопротивлений с использованием резистивного материала, устройство которых немного отличается от конструкции описанной выше.

Рис. 2. Строение резистора

Современную электронную аппаратуру наполняют платы, начинённые миниатюрными деталями. Поскольку тенденция к уменьшению размеров электронных приборов сохраняется, то требования к уменьшению габаритов коснулись и резисторов. Для этих целей идеально подходят непроволочные сопротивления. Они просты в изготовлении, а их номинальные мощности хорошо согласуются с параметрами маломощных цепей.

Казалось бы, что эра проволочных резисторов постепенно уходит в прошлое. Однако это не так. Спрос на проволочные сопротивления остаётся в тех сферах, где транзисторы с металлоплёночным или с композитным резистивным слоем не справляются с мощностями электрических цепей.

Для непроволочных резисторов используются следующие резистивные материалы:

  • нихром;
  • манганин;
  • константан;
  • никелин;
  • оксиды металлов;
  • металлодиэлектрики;
  • углерод и другие материалы.

Перечисленные вещества обладают высокими показателями удельного сопротивления. Это позволяет изготавливать электронные компоненты с очень маленькими корпусами, сохраняя при этом значения номинальных величин.

Размеры и формы корпусов, проволочных выводов современных резисторов соответствуют стандартам, разработанным для автоматической сборки печатных плат. С целью надёжного соединения выводов способом пайки, выводы деталей проходят процесс лужения.

Конструкция регулировочных (рис. 3) и подстроечных резисторов (рис.4) немного сложнее. Эти переменные транзисторы состоят из кольцевой резистивной пластины, по которой скользит бегунок. Перемещаясь по кругу, подвижный контакт изменяет расстояние между точками на резистивном слое, что приводит к изменению сопротивления.

Рис. 3. Регулировочные резисторыРис. 4. Подстроечные резисторы

Принцип действия.

Работа резистора основана на действии закона Ома: I = U/R , где I  – сила тока, U – напряжение, R – сопротивление на участке цепи. Из формулы видно как зависят от величины сопротивления параметры тока и напряжения.

Подбирая резисторы соответствующего номинала, можно изменять на участках цепей величины тока и напряжения. Например, увеличивая сопротивление последовательно включённого резистора на участке цепи, можно пропорционально уменьшить силу тока.

Условно резистор можно представить себе в виде узкого горлышка на участке трубки, по которой течёт некая жидкость (см. рис. 5). На выходе из горлышка давление будет ниже, чем на его входе. Примерно, то же самое происходит и с потоком заряженных частиц – чем больше сопротивление, тем слабее ток на выходе резистора.

Понравилась статья? Расскажите друзьям:

Оцените статью, для нас это очень важно:

Проголосовавших: 1 чел.
Средний рейтинг: 5 из 5.

где применяется, принцип работы, как использовать

Сила сварочного тока должна регулироваться, чтобы сварщик мог подбирать оптимальный параметр для конкретных задач. От правильности выбора количества ампер зависит глубина проплавления металла, скорость работы, возможность сварки в определенном пространственном положении. Если у сварочного аппарата нет собственных средств для регулировки силы тока или их недостаточно, задействуют реостат. Рассмотрим, что это такое, где применяется оборудование, как устроено и работает. Обзор в конце статьи покажет проверенные временем сварочные реостаты, которые активно используются на производстве и в частных мастерских.
  • Что такое сварочный реостат
  • Где применяется балластник
  • Устройство и принцип работы
  • Как настроить реостат для сварки
  • Правила эксплуатации
  • Примеры надежных заводских реостатов
  • Как сделать реостат своими руками

Сварочный реостат или балластник – это устройство, которое создает сопротивление на пути сварочного тока, за счет чего снижается сила последнего. Благодаря этому можно регулировать рабочий ток на аппаратах, где это не предусмотрено технически или штатных средств не хватает.

Например, сварочный аппарат имеет минимальный ток 70 А, а нужно проварить листовую сталь сечением 0,8 мм. Если работать с силой 70 А, будут прожоги, а сам процесс наложения шва замедлится, поскольку придется варить, разрывая дугу и давая жидкому металлу остыть.

Реостат решает эту проблему. Он создает дополнительное сопротивление, за счет чего рабочий ток можно снизить до 30-40 А и варить, не прерывая дугу. Это повышает производительность, сокращает количество брака, упрощает последующую обработку изделия после сварки.

Где применяется балластник

Все современные сварочные инверторы способны понижать ток до 10-30 А, чего достаточно для большинства кропотливых задач по сварке. Такой низкий порог возможен благодаря использованию тиристорной и симисторной схемы, где на контакты регулятора поступает сигнал разной длительности. Он открывает полупроводник, а благодаря изменению длины сигнала происходит управление силой токах (вольт-амперной характеристикой – ВАХ). Для регулировки достаточно повернуть круглый переключатель на лицевой панели.

В трансформаторах и сварочных выпрямителях сила тока изменяется другим путем. Например, в трансформаторах количество ампер на выходе зависит от расстояния между первичной и вторичной обмотками, между которыми образуется электромагнитная индукция.

Закреплены они на платформах, одна из которых движется при помощи оси с резьбой. На корпусе предусмотрена рукоятка и сварщик крутит ее, чтобы сблизить или развести обмотки. Не всегда конструктивные особенности оборудования позволяют опустить силу тока до нужного значения, вот здесь и используется сварочный реостат.

Еще, когда требуется перейти от сварки пластин толщиной 10 мм к сварке листового металла сечением 1 мм, понадобится уменьшить силу с 300 А до 40-50 А. Для этого придется сделать рукояткой трансформатора 20-30 оборотов на 360⁰. Это займет время. Если часто нужно переходить к сварке металлов разной толщины, реостат повысит производительность, поскольку с ним изменение тока трансформатора происходит за пару секунд. Изначально сварочный аппарат настраивается на максимальный ток, а все регулировка выполняются рубильниками балластника.

Активно задействуются реостаты в многопостовой сварке на производствах, где от одного мощного источника тока варят сразу несколько сварщиков. К выходам аппарата подключаются держатели электродов, но поскольку у каждого сварщика свои процессы (толщина металла заготовок, пространственное положение изделия и пр.), им нужно настраивать сварочный ток по-отдельности. Для этого каждому в цепь устанавливается реостат.

Устройство и принцип работы

Заводской сварочный реостат состоит из плат, собранных на нихромовых или константных лентах. Это полупроводники, обеспечивающие прохождение тока с одновременным снижением ампер за счет дополнительного сопротивления. Платы подключаются параллельно и каждая оснащена прерывателем, поэтому может свободно выводиться или добавляться в цепь.

От длины ленты зависит количество ампер, на которые уменьшится ток, если включить эту плату в цепь. Большинство устройств оснащены панелями для регулировки силы тока с шагом 10-20-40-80 А. Иногда может быть отдельная плата на 5 А, чтобы точнее ступенчато понизить или повысить ток. Регуляторы выполнены в виде рычагов на передней панели. Их может быть от 5 до 10, в зависимости от модели. Вся конструкция заключена в корпус с перфорацией для вентиляции. В современных версиях может быть вентилятор для ускоренного охлаждения.

Сбоку или снизу реостата есть две клеммы с диэлектрическими ручками-закрутками для последовательного подключения устройства к источнику. Обычно балластник устанавливают в цепь между сварочным аппаратом и зажимом массы. Размещать оборудование можно на полу или на столе, так, чтобы сварщику было удобно доставать до органов управления.

Как настроить реостат для сварки

Чтобы настроить сварочный реостат:

  1. Подключите его к источнику тока по последовательной схеме. Убедитесь, что клеммы надежно зафиксированы, иначе это создаст дополнительное сопротивление и скажется на характеристиках тока.
  2. Включите сварочный аппарат и балластник.
  3. Вставьте электрод в держатель и подсоедините зажим массы к черновой заготовке.
  4. Установите на сварочном аппарате максимальную силу тока.
  5. Над каждым рычагом реостата подписано, сколько ампер будет на выходе, если включить этот элемент. Исходя из толщины металла и диаметра электрода, определите оптимальную силу, суммируя значения на рычагах. Например, для стали сечением 3 мм понадобится сила 150-200 А. Это можно сделать несколькими комбинациями: 80+80, 80+20+40+10, 80+80+10, 80+80+20 и т. д.
  6. Выключите нужные рычаги из цепи, чтобы ток шел через другие платы (сопротивление) и имел на выходе установленную силу.
  7. Наденьте маску и попробуйте поварить короткий шов. Если сила недостаточная, подберите другую комбинацию, чтобы общая сумма ампер была больше на 10-20 А. Когда сварочный ток высокий, измените комбинацию, уменьшив сумму ампер на 10-20 А.

Сварочные устройства подбираются по характеристикам источников тока. Например, для трансформатора на 500 А нужен балластник на 500 А. Если максимальная сила сварочного аппарата 300 А, то и реостат нужно покупать на 300 А. Это позволит выставить на трансформаторе максимальный показатель, а убавлять силу путем включения в цепь плат сопротивления. Если к сварочному аппарату на 500 А подключить балластник на 300 А, тогда обозначения над рубильниками не будут совпадать с фактическими показателями, и правильно регулировать силу тока не получится.

Правила эксплуатации

Чтобы сварочный реостат служил исправно и долго, необходимо предотвращать его перегрев. У каждого устройства есть своя продолжительность нагрузки, т. е. максимальное время непрерывной работы, когда через балластник проходит сварочный ток. Если эта характеристика 60% (обозначается как ПВ 60), варить можно 6 минут из 10. Превышение ПВ ведет к перегреву плат сопротивления и их возможному оплавлению, что выведет аппарат из строя.

Если вы заметили, что устройство регулярно перегревается, используйте дополнительное принудительное воздушное охлаждение или включите в цепь два реостата. Второй прием пригодится, когда один балластник не справляется или выходная мощность сварочного аппарата явно превышает возможности реостата.

Важно периодически продувать корпус прибора от пыли, что облегчает отдачу тепла. Устройство нельзя использовать в помещениях со скоплением водяного пара или воспламеняющегося газа.

Лучше покупать заводские устройства известных производителей, поскольку они качественно собраны, на них распространяется гарантия и есть много отзывов сварщиков. Заявленные характеристики в таких моделях соответствуют фактическим. Вот несколько хороших балластников для сварки от надежных производителей, проверенных временем.

РБ-302

ЭСВА РБ-306

РБ-503

Конечно, лучше использовать надежные заводские версии, но если нужно срочно что-то приварить, а сила тока аппарата высокая, можно сделать сварочный реостат своими руками. Для этого понадобится сталистая пружина из ленты или толстая шина из меди. Подойдет сечение медного проводника 8-12 мм. Намотайте медь на цилиндр витками с расстоянием 1 см друг от друга.

На одном конце предусмотрите отверстие для болтового соединения с кабелем, идущим от сварочного аппарата. На проводе от электрододержателя сделайте зажим, которым будете цепляться за витки пружины. Перестановкой зажима регулируется величина сопротивления. Чем дальше зажим от конца с кабелем, подключенным к сварочному аппарату, тем меньше сила тока.

Для одного-двух швов пружину сопротивления можно положить на землю или бетонный пол. Но для более продолжительного использования лучше сделать диэлектрическое основание, защищающее от передачи тока или нагрева. Пружина может раскаляться до красна и ее соприкосновение с деревом, резиной или пластиком способно привести к возгоранию материалов. Сразу убирать на стеллаж такое приспособление нельзя – необходимо дать время ему остыть. В идеале лучше смастерить защитный кожух из листового железа, но это потребует времени, сил и дополнительных затрат, поэтому проще купить готовый реостат для сварки.