يسمى الريوستات جهاز كهربائيتستخدم للحد وتنظيم التيار أو الجهد في الدائرة الكهربائية.

بطريقتي الخاصة الهيكل الداخليتنقسم المقاومة المتغيرة إلى سلكية وغير سلكية. الجزء الرئيسي من أي مقاومة متغيرة سلكية هو أنبوب سيراميكي يتم لف سلك خاص عالي المقاومة عليه. يتم ربط شريط التمرير بقضيب توجيه معدني ويتحرك بحرية على طول سلك ملفوف على السيراميك.

لذا فإن أي مقاومة متغيرة تتكون من عدة أجزاء رئيسية:

اسطوانة السيراميك
سلك معدني - يتم لفه حول أنبوب خزفي، ويتم إخراج أطراف السلك إلى جهات الاتصال (المشابك) الموجودة على طرفي الأنبوب المتقابلين على كلا الجانبين؛
قضيب معدني - مثبت فوق الأنبوب مباشرةً، ويوجد على أحد جانبيه طرف اتصال؛
الاتصال المتحرك - مثبت على قضيب، يسمى أحيانًا المنزلق.

يتم توصيل المتغير المتغير بالدائرة من خلال طرفي مشبك: الطرف السفلي مباشرة من اللف والطرف العلوي من جهة الاتصال المتحركة. عند توصيل الريوستات دائرة كهربائية، يتدفق التيار من الطرف السفلي عبر ملفات الأسلاك المعدنية ثم من خلال جهة الاتصال المنزلقة، ثم على طول القضيب المعدني وعلى جهة الاتصال العلوية.

أي أنه سيتم استخدام جزء فقط من ملف المقاومة المتغيرة في الدائرة. في اللحظة التي يتحرك فيها شريط التمرير، تتغير مقاومة الملف، لأن طوله يتغير، وبالتالي المقاومة وقوة التيار في الدائرة الكهربائية.

تجدر الإشارة إلى أن التيار يتبع كل دورة من اللف، وليس عبرها. يحدث هذا لأن المنعطفات المتعرجة معزولة عن بعضها البعض.

لذا في الشكل (أ)، يوجد جهة الاتصال المتحركة في المنتصف. ولذلك، فإن التيار سوف يتدفق فقط من خلال نصف الجهاز. في الموضع B - يتم استخدام الموصل الحالي بالكامل، ويبلغ طوله الحد الأقصى، كما يتم تقليل المقاومة وفقًا لقوة التيار. وفي الصورة الثالثة، العكس هو الصحيح: تقل المقاومة، وتزداد الأمبيرات.

في المخططات الكهربائية، يتم تحديد المقاومة المتغيرة على النحو التالي:

يتم دائمًا توصيل المتغير المتغير بالدائرة على التوالي. في هذه الحالة، يتم توصيل أحد جهات الاتصال بشريط التمرير، الذي يتم من خلاله تنظيم عدد الأمبيرات في الدائرة. ولكن يجب أن نضيف أنه يمكن أيضًا استخدام هذا الجهاز لتنظيم الجهد. يمكن هنا استخدام عدة دوائر بمقاومة واحدة أو مقاومتين. ومن الواضح أنه كلما قل عدد العناصر في السلسلة الكهربائية، كلما كانت أبسط.

عادة هذا مكون الكترونيمتضمن في رسم بياني كهربائيلتنظيم القيمة الحالية، يظهر مثال للاتصال في الشكل أدناه.

عندما يتحرك المحرك يتغير طول الطبقة الموصلة، وبالتالي تتغير قيمة مقاومة المتغير الموصول على التوالي بالدائرة، مما يسبب بعض التغير في قوة التيار في الدائرة وإعادة توزيع الجهد بين المتغير والحمل .

عندما يتحرك المحرك إلى جهة الاتصال، تنخفض قيمة مقاومة المقاومة المتغيرة بشكل كبير، ويزداد التيار في الدائرة، على العكس من ذلك، سيتم إطفاء جزء أصغر من الجهد عند الجهاز والجهد عند الحمل المتصل سوف تزيد أكثر.

إذا تم نقل المحرك إلى جهة الاتصال المعاكسة، تزداد مقاومة المقاومة المتغيرة، وينخفض ​​التيار في الدائرة، وسيزداد انخفاض الجهد عبر المقاومة المتغيرة، وسينخفض ​​​​عبر الحمل.

يشبه حساب الدائرة الموضحة أعلاه حساب مقاومة التخميد. يتم حساب قيمة مقاومة المقاومة المتغيرة بالصيغة:

R rhost = U rhost /I

تم العثور على انخفاض الجهد باستخدام الصيغة أدناه:

U rheos = U المصدر -U الاستهلاك

يحتوي الريوستات على محطتين فقط، في حين أن قريبه لديه ثلاثة محطتين. لذلك لا تخلط بينهم مع بعضهم البعض بعد الآن.

غالبًا ما يواجه الأشخاص المرتبطون بطريقة ما بالفيزياء والإلكترونيات وهندسة الراديو عنصرًا مثل المتغير المتغير. والبعض الآخر ليس لديه أي فكرة عن ذلك على الإطلاق. ستساعدك هذه المقالة على فهم المقاومة المتغيرة والغرض المطلوب من أجلها.

التعريف والأنواع

لذلك، فإن المتغير هو جهاز يتكون من عدة مقاومات وجهاز يتم من خلاله تنظيم مقاومة جميع المقاومات المتصلة.

تعتمد أنواع المقاومة المتغيرة على الغرض منها:

• هناك مقاومة متغيرة حالية تستخدم لبدء تشغيل التيار المتردد أو
• هناك حاجة إلى مقاومة متغيرة للصابورة لبدء سرعة دوران المحركات الكهربائية العاصمةوتنظيمها.
• الصابورة أو مقاومة الحمل هي جهاز كهربائي لامتصاص الطاقة اللازمة عند تنظيم حمل المولد أو عند اختبار هذا المولد.
• يعد ريوستات الإثارة ضروريًا لتنظيم التيار في اللفات الآلات الكهربائيةالتيار المتردد أو العاصمة.

المواد والتبريد

أحد العناصر الرئيسية التي تحدد تصميم العنصر هي المادة التي يتكون منها الريوستات. ولهذا السبب، يمكن تقسيم المقاومة المتغيرة إلى السيراميك والسائل والمعدن والكربون. تتحول الكهرباء الموجودة في المقاومات إلى حرارة يجب إزالتها منها. لذلك، المقاومة المتغيرة لديها الهواء و التبريد السائل. النوع الثاني يمكن أن يكون الماء أو الزيت. يتم استخدام نوع الهواء لأي تصميم مقاوم. السائل مخصص فقط للمعادن، حيث أن مقاوماتها تتطاير حول السائل أو مغمورة بالكامل فيه. عليك أن تعرف أن السائل المستخدم للتبريد يمكن، بل وينبغي، أن يتم تبريده إما عن طريق الهواء أو السائل.

المقاومات المعدنية

ما هو الريوستات المعدني؟ هذا عنصر يتم تبريده بالهواء. تعتبر مثل هذه المقاومة المتغيرة هي الأكثر شيوعًا لأنها يمكن أن تتكيف بسهولة مع مجموعة واسعة من ظروف التشغيل. وهذا ينطبق على كل من الحرارية و الخصائص الكهربائية، وتصميم المعلمات. يمكن تصنيعها بنوع تدريجي أو مستمر من تغيير المقاومة.

التبديل مسطح. يحتوي على جهة اتصال متحركة تنزلق فوق جهات الاتصال الثابتة في نفس المستوى. يتم إجراء تلك الاتصالات التي لا تتحرك على شكل براغي برؤوس مسطحة من النوع الأسطواني أو النصف كروي على شكل ألواح أو إطارات مرتبة على شكل قوس في صف واحد أو صفين. جهة الاتصال التي تتحرك تسمى الفرشاة. يمكن أن يكون رافعة أو جسرًا في نوعه.

هناك أيضًا تقسيم إلى محاذاة ذاتية وغير محاذاة ذاتية. الخيار الأخيرإنه أبسط في التصميم، ولكن نظرًا لأن جهة الاتصال غالبًا ما تكون مكسورة، فلا يمكن الاعتماد عليها في الاستخدام. يوفر الاتصال المتحرك ذاتي المحاذاة الدرجة المطلوبة من الضغط وأكثر موثوقية في التشغيل. ولهذا السبب يعتبر هذا النوع هو الأكثر شيوعاً.

إيجابيات وسلبيات المفاتيح المسطحة

تشمل مزايا المفاتيح المسطحة التصميم البسيط والأبعاد الصغيرة مع عدد كبير من الخطوات والتكلفة المنخفضة والمرحلات وفصل وحماية الدوائر الخاضعة للتحكم.

من السلبيات لوحظ طاقة غير كافيةالتبديل، وانخفاض قوة الكسر. أيضًا، بسبب الاحتكاك والذوبان، تفشل الفرشاة بسرعة.

تبريد الزيت

تعمل المقاومة المتغيرة المعدنية مع تبريد الزيت على زيادة السعة الحرارية ووقت التسخين بسبب التوصيل الحراري الجيد للزيت. وهذا يجعل من الممكن زيادة الحمل في الوضع قصير المدى وتقليل استهلاك مادة المقاوم وحجم المقاومة المتغيرة نفسها.

يجب أن تحتوي العناصر المغمورة في الزيت على مساحة سطحية كبيرة لضمان نقل الحرارة بشكل جيد. إذا كان المقاوم نوع مغلقفلا فائدة من غمره في الزيت. الغمر نفسه يحمي جهات الاتصال والمقاومات من العوامل البيئية. في الزيت، تزداد قدرة كسر الاتصالات. هذه هي ميزة المقاومة المتغيرة من هذا النوع. بفضل التشحيم، من الممكن حدوث ضغوط كبيرة على جهات الاتصال. ولكن هناك أيضا عيوب. وهذا يزيد من خطر نشوب حريق وتلوث المبنى.

يمكن تضمين المتغير المتغير في الدائرة كمقياس للجهد. وهذا يضمن التعديل السلس للمقاومة، ونتيجة لذلك، تنظيم التيار والجهد في الدائرة. وغالبا ما تستخدم في المختبرات.

مقاومة متغيرة

المقاومة المتغيرة التي لها خطوة مصنوعة من مقاومات وجهاز تبديل، والذي يتكون بدوره من جهات اتصال ثابتة، واحدة الاتصال المنزلق. يوجد أيضًا محرك هنا.

تحتوي المقاومات المبدئية على أعمدة حديدية متصلة بجهات اتصال ثابتة. يقوم الاتصال المتحرك بإغلاق وفتح مراحل المقاومة، بالإضافة إلى الدوائر الأخرى التي يتم التحكم فيها بواسطة هذا المتغير. يمكن أن يكون محرك الأقراص في المقاومة المتغيرة محركًا أو يدويًا. ما هذا؟ يستخدم هذا النوع من الريوستات على نطاق واسع. ولكن هذا التصميم لا يزال لديه عيوب. هذا عدد كبير منأسلاك للتركيب وأجزاء للتثبيت. يوجد الكثير منهم بشكل خاص في مقاومة متغيرة الإثارة عدد كبيرخطوات.

تتكون المقاومة المتغيرة المملوءة بالزيت من جهاز تبديل وحزم مقاومة مدمجة في خزان ومغمورة بالزيت. تتكون الأكياس من عناصر مصنوعة من مادة متصلة بغطاء الخزان.

جهاز التبديل له شكل أسطوانة وهو عبارة عن محور متصل به أجزاء من سطح أسطواني متصلة وفقًا للمخطط. يتم تثبيت جهات الاتصال الثابتة المتصلة بعناصر المقاوم على سكة ثابتة. عندما يتم تدوير محور الأسطوانة بواسطة محرك أو دولاب الموازنة، فإن هذه الأجزاء تعمل على سد نقاط الاتصال الثابتة، حيث تكون نقاط اتصال متحركة. هذا يغير المقاومة في الدائرة.

ما ورد أعلاه يوضح تمامًا مسألة ماهية المقاومة المتغيرة. كما ترون، هذا جدا عنصر مهم، والذي يستخدم على نطاق واسع في مختلف

ريوستاتهو موصل معدني ذو قيمة مقاومة قابلة للتعديل. إن مقاومة مقاومة التلامس المنزلقة عبارة عن أسطوانة من مادة عازلة يتم لف سلك معدني حولها. نهاياتها متصلة بمحطتين. يتم توصيل الطرف الثالث من المقاومة المتغيرة بجهة الاتصال المنزلقة. يمكن استخدام المتغير المتغير الموجود في الدائرة كمنظم للتيار، على سبيل المثال. لتغيير التيار (الشكل 4.6)،

عندما تكون أسلاك الدائرة متصلة بالطرف المرتبط بالانزلاق

الاتصال، وإلى محطة واحدة متصلة باللف. يمكن أن يعمل المتغير المتغير ذو جهة الاتصال المتحركة في وضع مقياس الجهد (مقسم الجهد). يظهر هذا التضمين في الشكل 4.7.

تشير إلى زائد وناقص!

في هذه الحالة، يتم استخدام جميع المحطات الثلاث. مصدر التيار شيتم توفيره لنهايات لف المقاومة المتغيرة بأكملها. بعد ذلك، تتم إزالة الجهد وتزويده للمستهلك ش 1 , وهو جزء فقط من قيمة U، يتناسب تقريبًا مع مقاومة المتغير بين النقطتين b وc، أي.

;
(4.7)

عن طريق تغيير موضع شريط التمرير C، يمكنك تغيير الجهد الذي تمت إزالته U 1، مما يقترب من أي منهما ش(النقطة C تتزامن مع a)، أو إلى الصفر (النقطة c تتزامن مع b).

خصائص المقاومة

يجب معرفة معلمات كل مقاومة الكهربائية، والتي تحدد الشروط المنطقية لتشغيلها. وهي: قيمة المقاومة الكهربائية روالحد الأقصى للقيمة الحالية المسموح بها. إذا تم تجاوز التيار، فإن الطاقة المنطلقة في المقاوم يمكن أن تؤدي إلى ارتفاع درجة الحرارة في بعض المناطق، والانصهار، وبالتالي كسر الدائرة.

بالنسبة للمقاومات ذات الاتصالات المتحركة، قم بالإشارة إلى قيمة مقاومة الملف بأكمله والحد الأقصى للتيار.

بالنسبة لمقاومات الراديو، قم بالإشارة إلى قيمة المقاومة والحد الأقصى لتبديد الطاقة.

خصائص المصادر الحالية

يتمتع كل مصدر حالي بالخصائص التالية التي تحدد شروط استخدامه الرشيد: القوة الدافعة الكهربائية، أو EMF  والمقاومة الداخلية ص.

القوة الدافعة الكهربائية للمصدر الحالي  هي كمية تقاس بنسبة الشغل الذي تبذله القوى الخارجية لتحريك شحنة على طول دائرة مغلقة إلى مقدار هذه الشحنة، أي:

(4.8)

يتم قياس EMF بالفولت (V).

تحدد المقاومة الداخلية للمصدر r الخصائص الموصلة للوسط الموجود داخل المصدر.

قانون أوم للدائرة المغلقة.

تحتوي الدائرة المغلقة على: مصدر تيار، ومقاومة (المستهلكين الحاليين)، وأجهزة تتحكم في خصائص التيار، وأسلاك، ومفتاح. ومن الأمثلة على ذلك الدائرة الموضحة في الشكل 4.5. بالنسبة لمصدر التيار، يمكننا أن نميز دائرة خارجية تحتوي على عناصر موجودة خارج هذا المنبع، إذا تابعنا التيار من طرف إلى آخر، ودائرة داخلية، تتضمن الوسط الموصل داخل المنبع، نشير إليها بالمقاومة للدائرة الخارجية كـ R، المقاومة الداخلية للمصدر r ثم يتم تحديد التيار في الدائرة بواسطة قانون أوم لدائرة مغلقة، والذي ينص على أن التيار في دائرة مغلقة يتناسب طرديا مع حجم القوة الدافعة الكهربية - يتناسب عكسيا مع مجموع المقاومة الداخلية والخارجية للدائرة،أولئك.

(4.9)

تترتب على هذا القانون الحالات الخاصة التالية:

1) إذا ريميل إلى الصفر (أي R<< r), то ток أناتسعى جاهدة لتحقيق أقصى قيمة ممكنة
, يسمى تيار الدائرة القصيرة . يشكل هذا التيار خطورة على المصادر لأنه يسبب ارتفاع درجة حرارة المصدر وتغيرات لا رجعة فيها في الوسط الموصل بداخله.

2) إذا ريميل إلى قيمة كبيرة بلا حدود (أي بشرط أن ر >>ص) الحالي أناينخفض ​​أيضًا انخفاض الجهد داخل المصدر إيريصبح

اقل بكثير ط, لذلك
. وهذا يعني القيمة مصدر المجالات الكهرومغناطيسيةيمكن قياسها عمليا باستخدام الفولتميتر المتصل بأطراف المصدر، بشرط أن تكون مقاومة الفولتميتر ر الخامس >> صعندما تكون الدائرة الخارجية مفتوحة .

قواعد كيرشوف للسلاسل المتفرعة

تعتبر السلسلة المتفرعة بمثابة سلسلة يمكن من خلالها التمييز بين عقدتين أو أكثر. العقدة هي النقطة التي يتقارب فيها أكثر من موصلين (الشكل 4.8، النقاط 3؛ 6). تنطبق قواعد كيرشوف على مثل هذه الدوائر، مما يسمح بإجراء حساب كامل للدائرة، أي. تحديد التيارات في كل موصل.

إصلاح r3

تنص القاعدة الأولى لكيرشوف على أن: المجموع الجبري للتيارات المتقاربة عند العقدة يساوي الصفر، أي.
.

في هذه الحالة، يتم أخذ التيارات المتدفقة إلى العقدة بعلامة زائد، والتيارات المتدفقة من العقدة بعلامة ناقص، أو العكس.

تنص قاعدة كيرشوف الثانية على ما يلي: في أي حلقة مغلقة، تم اختيارها عشوائيًا في دائرة متفرعة من الموصلات، والمجموع الجبري لمنتجات نقاط القوة الحالية ومقاومة الأقسام المقابلة من الدائرة يساوي المجموع الجبري للمجالات الكهرومغناطيسية في هذا

الدائرة، أي.

لصياغة المعادلات باستخدام قاعدة كيرشوف الثانية، يجب أن تضع في اعتبارك القواعد التالية:

1. يتم تحديد اتجاه عبور الدائرة بشكل تعسفي (في اتجاه عقارب الساعة أو عكس اتجاه عقارب الساعة).

2. يتم اختيار وتعيين اتجاهات التيارات في جميع أقسام الدائرة بشكل تعسفي، وداخل قسم واحد (أي بين العقد المجاورة) يتم الحفاظ على التيار من حيث الحجم والاتجاه.

3. إذا كان الاتجاه المحدد لتجاوز الدائرة يتزامن مع اتجاه التيار، فسيتم أخذ حاصل ضرب التيار والمقاومة i k R k بعلامة زائد، والعكس صحيح.

4. يتم وضع علامة زائد أمام EMF  k إذا ذهبنا ، عند التجول في الدائرة ، داخل المصدر من القطب السالب إلى القطب الموجب ، أي. إذا زاد الجهد على طول المسار حول الدائرة.

دعونا نوضح تطبيق قواعد كيرشوف باستخدام مثال الدائرة الموضحة في الشكل 4.8. يظهر اتجاه التيارات في الرسم. بناءً على قاعدة كيرشوف الأولى للعقدة 3 لدينا:
. بناءً على قاعدة كيرشوف الثانية، للدائرة 12361 يمكننا أن نكتب: ، وللدائرة 34563 يمكننا أن نكتب:. إذا كانت مقاومة أقسام الدائرة r x R x والقوة الدافعة الكهربية المتضمنة فيها معروفة  ك , ثم يسمح لك النظام المعطى المكون من 3 معادلات بحساب التيارات المتدفقة في الموصلات الفردية.

لا تنطبق قواعد كيرشوف على دوائر التيار المستمر فحسب. كما أنها صالحة للقيم اللحظية للتيار والجهد في الدوائر في الموصلات التي يتغير فيها المجال الكهربائي ببطء نسبيًا. ينتشر المجال الكهرومغناطيسي عبر الدائرة بسرعة تساوي سرعة الضوء ج. إذا كان طول السلسلة ل، فإن التيار سوف يصل إلى أبعد نقطة في الدائرة في الوقت المناسب ر = ل / ج.إذا تغير التيار بشكل طفيف خلال هذا الوقت، فإن قيم التيار اللحظية تقريبًا في جميع أنحاء الدائرة بأكملها ستكون هي نفسها، وبالتالي يمكن وصفها بقوانين صالحة لـ التيارات المباشرة. تسمى التيارات التي تحقق هذا الشرط شبه ثابتة(كما لو كان ثابتا). بالنسبة للتيارات المتغيرة، فإن الحالة شبه الثابتة لها الشكل:

; ر<< ت (4.10)

أين ت- فترة التغيير الحالي. يتم استيفاء هذا الشرط عند شحن وتفريغ مكثف والتيارات المتناوبة ذات التردد الصناعي. ولذلك تنطبق عليهم قواعد كيرشوف.

تحليل توزيع الطاقة عند تشغيل مصدر التيار المستمر

لنفترض أن مصدر التيار المباشر له قوة دافعة  ومقاومة داخلية r ويكون مغلقًا أمام مقاومة الحمل الخارجي ر.

دعونا نحلل عدة كميات تميز توزيع الطاقة أثناء تشغيل مصدر تيار مباشر.

أ) الطاقة التي يستهلكها المصدر R.

الشغل الذي تبذله قوى خارجية في دائرة مغلقة لتحريك الشحنة dq, مساوي ل:

(4.11)

وبناء على التعريف فإن القوة التي تطورها القوى الخارجية في المصدر تساوي:

(4.12)

يتم استهلاك هذه الطاقة من قبل المصدر في أجزاء الدائرة الخارجية والداخلية للمصدر.

باستخدام قانون أوم لدائرة مغلقة، يمكن تمثيل الطاقة المستهلكة على النحو التالي:

(4.13)

إذا مقاومة الحمل ريتناقص، ويتجه إلى الصفر، إذن
. لو ريزيد، ويتجه إلى ما لا نهاية، ثم
. رسم بياني لاعتماد القوة التي تنفقها قوى خارجية رعلى قيمة المقاومة الخارجية ريظهر في الشكل 4.9 المنحنى 1.

ب) صافي الطاقة P الكلمة.

تعتبر الطاقة المفيدة فيما يتعلق بالمصدر P هي الطاقة التي يستهلكها المصدر في الدائرة الخارجية، أي. على الحمل الخارجي. وهو يساوي:

باستخدام قانون أوم لدائرة مغلقة، يمكن تمثيل Rpol في النموذج.

(4.15)

لو ريتناقص، ويميل إلى الصفر، ثم يميل P Floor أيضًا إلى الصفر. لو ريزداد مائلاً إلى ما لا نهاية، فيزداد المقام أسرع من البسط في (4.15). ولذلك، عندما R
، يميل إلى الصفر. في هذه الحالة، قد توجد قيمة قصوى بين القيم القصوى لـ Ppol. لإيجاد P Floor, max، نجد المشتقة الأولى بالنسبة إلى رالتعبير P Floor ويعادله بالصفر:

(4.16)

وهكذا، مع مقاومة الدائرة الخارجية ص،يساوي مقاومة الدائرة الداخلية ص،القوة المفيدة للمصدر الحالي لها قيمة قصوى، والتي يمكن العثور عليها باستخدام الصيغة:

الرسم البياني للتبعية ص أرضية = F(ر) يظهر في الشكل 4.9 المنحنى 2.

ج) قيمة كفاءة الدائرة  لمصدر التيار حسب التعريف تساوي:

(4.17)

في ر 0, القيمة   0, في ر 
، القيمة   100%.

وفي الحالة الأخيرة، يميل الطابق P إلى الصفر، ولا تكون أوضاع تشغيل المصدر هذه ذات أهمية عملية. يظهر اعتماد كفاءة  المصدر الحالي على الحمل R في الشكل 4.9، المنحنى 3.

إعادة رسم

العمل رقم 60

قياس المقاومة باستخدام جسر التيار المستمرالهدف من العمل:

التعرف على مبدأ تشغيل دائرة الجسر؛ قياس عدة مقاومات. التحقق من قوانين التوصيل المتوازي والمتسلسل للمقاومات.الأجهزة والملحقات:

مصدر التيار المستمر، مخزن المقاومة، الجلفانومتر الفارغ، مجموعة المقاومات المقاسة، المفتاح، الأسلاك، سلك التدفق. ر يحتوي أبسط جسر DC على العناصر الموضحة في الشكل 60.1، حيثس ر 1 - المقاومة المقاسة. ر 2 و

- كتفين من الرخورد.

إن rheochord عبارة عن سلك معدني ملفوف على إطار غير موصل يمكن أن يتحرك من خلاله جهة الاتصال المنزلقة. دعونا نشير إلى مقاومة جزء من حبل الراديو من أحد طرفيه إلى جهة الاتصال المنزلقة بمقدار R 1 (R AD = R 1). عندها ستكون مقاومة الجزء المتبقي من وتر التدفق R 2 (R DB = R 2). عند تحريك جهة الاتصال المتحركة D للكورد، يتغير حجم واتجاه التيار في الجلفانومتر الفارغ G.

دعونا نشتق صيغة لتحديد R x. دعونا نشير إلى التيار المتدفق خلال R x خلال i x خلال R 0 إلى i 0، والتيار عبر الجلفانومتر Г خلال أنا زالتيارات من خلال R 1 و R 2 - خلال أنا 1 - المقاومة المقاسة. أنا 2 . ويمكن اختيار اتجاهاتها بشكل تعسفي، على سبيل المثال كما هو مبين في الشكل 60.1.

بناءً على قانون كيرشوف الأول للعقدتين C وD، لدينا:

(ج)

(د)
(60.1)

بناءً على قانون كيرشوف الثاني لدوائر ASDA وDSWD، لدينا:

من خلال تغيير موضع شريط التمرير D الخاص بـ rheochord، من الممكن تحقيق أن z"r تصبح مساوية للصفر. ثم يمكن كتابة المعادلات (60.1) بالصيغة:
;
. أين أنا يحتوي أبسط جسر DC على العناصر الموضحة في الشكل 60.1، حيث =i 0 ،أ أنا 2 =i 4 . هذه الحالة من المكان تسمى متوازنة. عندما يكون الجسر DC في حالة توازن، فإن الصيغ (60.2) لها الشكل:

(60.3)

وبتحريك الحدود السالبة إلى اليمين في (60.3) وتقسيم الحد على الحد نحصل على:

(60.4)

دعونا نأخذ في الاعتبار أن R 1 و R 2 مصنوعان من سلك متجانس، مقاومته ، والمقطع العرضي على طول الطول مطابق لـ s. أطوال أجزاء rheochord R 1 و R 1 متساوية على التوالي ل 1 - المقاومة المقاسة. ل 2 . ثم بدلاً من (60.4) لدينا:

;
(60.5)

وبالتالي، بعد تحقيق توازن الجسر DC، لاحظ قيمة المقاومة R 0 وقياس الأطوال ل 1 و ل 2 rheochord، ثم احسب R x باستخدام الصيغة (60.5).

وصف التثبيت

يتم تجميع جسر التيار المستمر وفقًا للمخطط الموضح في الشكل 60.1 ويتم تثبيته على لوحة رأسية بالقرب من سطح المكتب. يتم تشغيل الدائرة من مقوم مشترك ويتم توفيرها من اللوحة إلى لوحة التشغيل. تمثل المقاومة R o مخزنًا للمقاومات. المقاومة Rx مصنوعة على شكل مجموعة من عدة مقاومات مجهولة القيمة، والتي يمكن توصيلها بالدائرة عن طريق أسلاك، إما منفردة أو متصلة إما على التوازي أو على التوالي. يتم إرفاق Reohord ADB بلوحة العمل من الداخل. يوجد على الجانب الخارجي للوحة مؤشر لموضع شريط التمرير، وهو قادر على التحرك على طول مقياس مع تقسيمات كبيرة وصغيرة مطبقة بالتساوي، بحيث يتناسب طول أجزاء شريط التمرير مع عدد الأقسام من بداية المقياس إلى شريط التمرير وعدد الأقسام من شريط التمرير إلى نهاية المقياس.

أمر العمل

1. بعد أن أصبحت على دراية بتفاصيل الدائرة ومقاييس الأجهزة (الجلفانومتر الخالي، حبل الريوكورد، مخزن المقاومة)، قم بتوصيل إحدى المقاومات غير المعروفة R x 1 من المجموعة إلى دائرة الجسر باستخدام الأسلاك.

2. من اللوحة الكهربائية، قم بتوصيل الطاقة إلى لوحة العمل. قم بتثبيت المحرك المنزلق في المنتصف، أي. عدد أقسام مقياس rheochord المقابلة للأطوال ل 1 - المقاومة المقاسة. ل 2 ، يجب أن يكون هو نفسه (Rheochord متساوي الذراع). في مخزن المقاومة ر سضبط بعض المقاومة (200-300 أوم). أغلق المفتاح K لفترة وجيزة، وراقب قراءة الجلفانومتر الفارغ. تغيير المقاومة ص 0 قم بتخزين ومراقبة انحراف إبرة الجلفانومتر الفارغة والتأكد من وصول إبرتها إلى الصفر. ثم اكتب القيمة في الجدول ر سبالأوم وعدد الأقسام المقابلة لأطوال الأذرع ل 1 - المقاومة المقاسة. ل 2 rheochord.

3. قم بتغيير موضع شريط التمرير D في اتجاه أو آخر بتقسيم واحد أو قسمين كبيرين. وينبغي تجنب أطوال مختلفة إلى حد كبير ل 1 و ل 2 على سبيل المثال ل 1 =0.9ل 2 ، لأن وهذا قد يؤدي إلى فقدان دقة القياس ر يحتوي أبسط جسر DC على العناصر الموضحة في الشكل 60.1، حيث . يجب أن نتذكر أن موضع المحرك يجب أن يتوافق جميععدد من الانقسامات الكبيرة التي تميز ل 1 و ل 2 . قياسات ر يحتوي أبسط جسر DC على العناصر الموضحة في الشكل 60.1، حيث مع كتف غير متكافئ، قم بإجراء ذلك مرتين، وتحديد أطوال مختلفة ل 1 و ل 2 ، مرة واحدة ل 1 > ل 2 ، مرة ثانية ل 1 < ل 2 . نتائج يتم إدخالها في الجدول.

4. بدلاً من المقاومة الأولى R x 1، قم بتشغيل R x 2 أخرى من مجموعة المقاومات. ويتم إجراء القياسات بها، على غرار تلك الموضحة في الفقرتين 2 و3، ويتم إدخال النتائج في الجدول.

5. قم بتوصيل المقاومتين R x 1 و R x 2 على التوالي، ثم على التوازي وثلاث مرات حدد مقاومتهما الإجمالية لكل اتصال كما هو موضح في الفقرة 2 والفقرة 3 والفقرة 4.

6. يتم تقييم أخطاء قياس المقاومة (النسبية والمطلقة).

7. باستخدام متوسط ​​قيم R x 1 و R x 2 من الجدول، احسب المقاومة الإجمالية لاتصال متسلسل R الأخير وللاتصال المتوازي لزوج R. تحليل النتائج التي تم الحصول عليها.

نحن نقيس أو نحسب قاوم			ل 1 ,	ل 2 ,					,	R=R × المتوسط ​​ R × المتوسط،
قاوم قاوم
المقاومات R × 1 متصل بالتتابع
المقاومات R × 1 وRx1 متصلين على التوازي

أسئلة للحصول على إذن للعمل

1. ما هي العناصر التي يحتوي عليها أبسط جسر DC لقياس المقاومة؟ قم بإدراجها والإشارة إليها في لوحة العمل.

2. ماذا يعني الجسر "المتوازن"؟

3. ما هي الطرق التي يمكن بها موازنة الجسر؟

4. كم مرة يجب قياس كل مقاومة مجهولة؟

5. ما هي الروابط بين المقاومتين التي تمت دراستها في هذا العمل؟

6. أين يجب تركيب المحرك المنزلق بحيث يكون للجسر أذرع مختلفة؟ ما هي أطوال الكتف ل 1 و ل 2 هل ما زال من المستحسن استخدامه؟

أسئلة لتقديم العمل.

1. ارسم مخططًا لجسر DC بسيط. وصف الغرض من عناصر الدائرة.

2. اشتقاق وشرح الصيغة الحسابية لتحديد المقاومة المجهولة R x.

3. قوانين كيرشوف للسلاسل المتفرعة.

4. على ماذا تعتمد مقاومة الموصل المعدني؟ ماذا تظهر المقاومة وعلى ماذا تعتمد؟

5. قوانين المقاومة المتوازية والمتسلسلة للموصلات.

6. شرح إجراءات أداء العمل.

7. مناقشة النتائج التي تم الحصول عليها.

الأدب:

الصفحات 99-100، 103-105؛ - ص 157-159.

العمل رقم 63

تحديد القوة المفيدة وكفاءة مصدر التيار المستمر.

قياس المقاومة باستخدام جسر التيار المستمردراسة تجريبية لاعتماد القوة المفيدة وكفاءة مصدر التيار المباشر على قيمة مقاومة الدائرة الخارجية (مقاومة الحمل).

التعرف على مبدأ تشغيل دائرة الجسر؛ قياس عدة مقاومات. التحقق من قوانين التوصيل المتوازي والمتسلسل للمقاومات.مصدر التيار المستمر، الملليمتر، الفولتميتر، مخزنين للمقاومة، مفتاحين، الأسلاك.

وصف التثبيت

يظهر الرسم التخطيطي لتحقيق الهدف أعلاه في الشكل 63.1. المصدر هو مقوم IPT.

يتم توصيل مخزن المقاومة لمدة عشرة أيام على التوالي مع المقوم ر س , والتي يمكن اعتبارها مقاومة داخلية إضافية للمصدر، حيث أن مقاومة المقوم ليست كبيرة (8 أوم). مخزن مقاومة العقد الثاني رهي مقاومة خارجية بالنسبة للمصدر الحالي، أي. مقاومة تحميل المصدر. يتيح لك جهاز Milliammeter mA قياس التيار في دائرة خارجية بقيم مختلفة ر.الفولتميتر الخامسيقيس الجهد على الدائرة الخارجية للمصدر. مفتاح ل 1 يسمح لك بتحديد حجم مصدر القوة الدافعة الكهربية باستخدام الفولتميتر عندما تكون الدائرة الخارجية مفتوحة، أي. مع المفتاح مفتوحا ل 2 .

ضخامة ر سقدمها المعلم و لا يتغير عند أداء العمل.ضخامة ريمكن أن تتغير المقاومة الخارجية بشكل تعسفي، ولكن من الضروري استخدام عدة قيم رأصغر ر س , بالضرورة - الحجم ص،يساوي ر سومعاني عدة ص،كبير ر س . الفاصل الزمني بين القيم ر(في ر> ر س ) ينبغي أن يكون حوالي 100-150 أوم.

أمر التنفيذ

1. قم بتجميع الدائرة طبقاً للشكل 63.1 (أو قم بفحصها إذا كانت مجمعة). التعرف على موازين أدوات القياس (مجلات المقاومة العشرية، الفولتميتر، الملليمتر). تحديد أسعار أقسام الأجهزة المستخدمة.

2. قم بتوصيل المقوم بشبكة بجهد 220 فولت ومفتاح تبديل على لوحة المقوم. في المحل ر ساضبط المقاومة على حوالي 100-150 أوم، وأغلق المفتاح ل 1 (مفتاح ل 2 في نفس الوقت مفتوح) وباستخدام الفولتميتر، حدد قيمة المقوم EMF، واكتبها في الجدول.

3. كلا المفتاحين مغلقان ك 1 - المقاومة المقاسة. ل 2 . عن طريق تغيير المقاومة الخارجية ر, خذ قراءات الفولتميتر والملليمتر وأدخلها في الجدول. ضخامة ريتغير 10 مرات، منها 3 قيم على الأقل يجب أن تكون أقل من R 0 .

4. احسب قيم الطاقة المفيدة P Floor والكفاءة باستخدام الصيغ

,
(63.1)

بناء الرسوم البيانية لاعتماد  وP Floor على حجم الحمل الخارجي ص،أولئك. =و(ر); استخدام ورق الرسم البياني.

5. تحليل النتائج التي تم الحصول عليها. احسب الحد الأقصى لقيمة الطاقة المفيدة لمعطى معين ر سوفقا للصيغة ص أرضية، الأعلى = ه 2 /4 ر 0

أسئلة للحصول على إذن للعمل

1. ما هي العناصر التي يجب أن يحتويها المخطط لإكمال العمل؟

2. ما هو الغرض من تخزين المقاومة R0 لمدة عشرة أيام؟ هل تتغير مقاومتها مع بذل الشغل؟ كيف ينبغي أن يكون مثل؟

3. قم بتسمية قيم تقسيم الفولتميتر والأميتر المستخدم.

4. كيفية تحديد قيمة مصدر القوة الدافعة الكهربية لدائرة معينة؟

5. اشرح إجراءات القيام بالعمل.

أسئلة لتقديم العمل

1. ما هي القيمة التي تسمى القوة المفيدة بالنسبة للمصدر؟ كيف يمكن تحديد ذلك؟

2. اشتقاق الشرط الذي بموجبه تأخذ القوة المفيدة للمصدر قيمتها القصوى؟

3. ارسم وشرح رسمًا بيانيًا لاعتماد الطاقة المفيدة على قيمة مقاومة الدائرة الخارجية.

4. ما هي القيمة التي تسمى كفاءة المصدر الحالي؟

5. ما هو اعتماد كفاءة مصدر التيار على حجم الحمل الخارجي؟ في أي حالة تصل كفاءة المصدر إلى الحد الأقصى؟

6. ارسم مخططًا يتم بموجبه تنفيذ العمل. شرح الغرض من عناصر الدائرة.

7. ما هي مقاومة الدائرة الخارجية لتكون كفاءتها 75%؟ ويفترض أن تكون المقاومة الداخلية للمصدر معروفة وتساوي 12 أوم.

8. ما هي القوة القصوى المفيدة للمصدر الحالي؟ على ماذا تعتمد؟

9. تحليل النتائج المتحصل عليها وتقييم الأخطاء في تحديد كفاءة المصدر وقوته المفيدة.

الأدب:- ص163-165.

العمل رقم 64

تحديد المجال الكهرومغناطيسي للمصدر الحالي عن طريق طريقة التعويض

قياس المقاومة باستخدام جسر التيار المستمردراسة طريقة التعويض لقياس المجالات الكهرومغناطيسية.

تحقق من قوانين المصادر المتوازية والمتسلسلة بنفس قيمة EMF.

التعرف على مبدأ تشغيل دائرة الجسر؛ قياس عدة مقاومات. التحقق من قوانين التوصيل المتوازي والمتسلسل للمقاومات.مصدر التيار المستمر، عنصر ويستون العادي، جلفانومتر فارغ، عناصر جافة - قطعتان، مفتاحان، سلك تدفق، أسلاك.

مبررات طريقة القياس.

يتم استخدام طريقة التعويض لتحديد القوة الدافعة الكهربية للمصادر أو الاختلافات المحتملة ذات الحجم الصغير. يمكن فهم جوهر هذه الطريقة من خلال تحليل تشغيل الدائرة الموضحة في الشكل 64.1.

مصدر مع EMF E 0 يزود التيار إلى قضيب التدفق AB. المصدر مع EMF ه 1 متصلة بجزء من وتر التدفق بين النقطتين A و M. ومن الضروري أن تكون المصادر الحالية متصلة بالنقطة A من الدائرة المحددة قطبان يحملان نفس الاسم،أولئك. تجاه بعضهم البعض. ضخامة ه 0 ينبغي أن يكون هناك أكثر ه 1 , ويجب أن تكون المقاومة الداخلية للمصادر الحالية أقل بكثير من مقاومة دائرة التدفق AB. دعونا نشير إلى مقاومة جزء وتر التدفق من الطرف A إلى المحرك M بواسطة R AM. ثم ستكون مقاومة الجزء المتبقي R MB. مقاومة الـ rheochord بأكمله، أي. R AB = R AM + R MB يبقى دون تغيير في أي موضع من شريط التمرير M. نشير إلى التيار المتدفق من B إلى M بواسطة أنا يمر التيار من M إلى A أنا’ ، الحالية المقدمة من المصدر ه 1 - خلال أنا 1 .

دعونا نحدد الشروط التي يصبح فيها التيار في الجلفانومتر G مساوياً للصفر.

وفقًا لقانون كيرشوف الأول للعقدة A، لدينا: أنا’= أنا’’+ أنا,

وفقًا لقانون كيرشوف الثاني لدوائر ASDVA وAFKMA:

أين ص 0 - المقاومة المقاسة. ص 1 - مقاومة المصدر الداخلي ه 0 - المقاومة المقاسة. ه 1 وفقاً لذلك؛ ر ز- مقاومة الجلفانومتر الفارغ.

من خلال تحريك جهة الاتصال المتحركة M، من الممكن التأكد من مرور التيار في الجلفانومتر أنا 1 سوف يصبح مساوياً للصفر ثم أنا= أنا’ والمساواة (64.1) تأخذ الشكل:

(64.2)

إن غياب التيار في دائرة الجلفانومتر يعني أن القوة الدافعة الكهربية للمصدر الحالي  يساوي فرق الجهد بين التيارين A وM للكورد. في هذه الحالة يمكننا أيضًا أن نقول أن القوة الدافعة الكهربية  متوازنة من خلال انخفاض الإمكانات (ومن هنا جاء اسم الطريقة).

بقسمة مساواة على أخرى في (64.2) نحصل على:

;
(64.3)

إذا بدلا من ذلك  1 قم بتشغيل مصدر حالي آخر باستخدام  2 ثم لكي يصبح التيار في دائرة الجلفانومتر صفراً، من الضروري تحريك شريط التمرير M إلى موضع آخر M." ثم، كما في (64.2) و (64.3)، نحصل على:

(64.4)

(64.5)

بتقسيم الطرفين الأيسر والأيمن للمساواة (64.3) و (64.5) نحصل على:

(64.6)

وهكذا إذا حققنا التعويض منذ البداية لـ EMF معروف  1 ثم للمجهول بالنسبة لـ EMF  2 وتحديد قيمة النسبة R AM / R AM ؟ ثم يمكنك العثور على الكمية غير المعروفة  2 وفقا للصيغة (64.6).

لاحظ أن نسبة مصادر المجالات الكهرومغناطيسية المقارنة لا تعتمد على مقاوماتها الداخلية أو مقاومات الدائرة الأخرى، ولكن يتم تحديدها فقط من خلال مقاومات قسم وتر التدفق الذي تتصل به المصادر المقارنة  1 - المقاومة المقاسة.  2 .

لأن بالنسبة لوتر التدفق، يتم أخذ سلك معاير، ومقاومته R = l/s، ثم يمكن استبدال نسبة أقسام المقاومة R AM و R AM ’ بنسبة الأطوال ل أكون.- المقاومة المقاسة. ل أكون. ’ هذه المناطق. في هذه الحالة، فإن صيغة الحساب لتحديد المجالات الكهرومغناطيسية غير المعروفة ستأخذ الشكل التالي:

(64.7)

وصف التثبيت.

يظهر الرسم التخطيطي لتحديد المصدر emf باستخدام طريقة التعويض في الشكل 64.2.

وفقًا لهذا المخطط، يتم تجميع التثبيت وتثبيته على لوحة رأسية بالقرب من سطح المكتب. يتم تشغيل الدائرة من مقومها ويتم إمدادها من اللوحة (12 فولت) إلى لوحة التشغيل. إن rheochord AB عبارة عن مقاومة متغيرة منزلق، حيث يتم توصيل الجلفانومتر G الفارغ إلى شريط التمرير M. لتشغيل EMF  0 ويتم تقديم الجلفانومتر الفارغ بواسطة مفتاح ل 1 . يتيح لك المفتاح K 2 توصيل جلفانومتر فارغ أو مصدر ذو مجال EMF مرجعي بالدائرة  1 , أو المصدر، حجم المجالات الكهرومغناطيسية  2 الذي يحتاج إلى تحديد. المصدر المرجعي هو عنصر ويستون العادي. بدلاً من  2، يمكنك تشغيل بطارية تتكون من خليتين جافتين متصلتين بأسلاك، أولا على التوالي، ثم على التوازي.

أمر العمل

1. بعد أن تعرفت على تفاصيل الدائرة ومقاييس الأجهزة (الجلفانومتر الخالي، Rheocord)، أغلق المفتاح ل 2 إلى العنصر المرجعي  1 . ثم أغلق المفتاح ل 1 وقم بتحريك المحرك M الخاص بـ rheochord، مما يحقق الغياب التام للتيار في دائرة الجلفانومتر. يجب أن يظل التيار في الدائرة مغلقًا لفترة قصيرة جدًا تكفي لمراقبة قراءات الجلفانومتر الفارغ.

2. قم بقياس الطول ل أكون.كتف AM من حبل الراديو (إلى منتصف شريط التمرير M). يتم قياس طول ذراع AM ثلاث مرات ويتم حساب المتوسط.

3. قم برمي المفتاح K إلى العنصر قيد الدراسة  2 وتحديد الطول ل أكون.ذراع AM" من وتر التدفق، حيث يحدث تعويض المجال الكهرومغناطيسي غير المعروف  2 .

4. قم بالاتصال بدلاً من ذلك  2ـ استخدام أسلاك مصدر آخر يتم التحقيق فيها  3 وتحديد المجال الكهرومغناطيسي الخاص به بشكل مشابه للخطوة 3. يتم إدخال النتائج في الجدول.

5. ربط المصادر  2 - المقاومة المقاسة.  3 بالتتابع، ثم بالتوازي، وحدد إجمالي المجالات الكهرومغناطيسية لبطارية المصادر الناتجة بشكل مشابه للفقرتين 3 و4. يتم إدخال النتائج في الجدول.

6. تقييم الأخطاء (المطلقة والنسبية) عند قياس المجالات الكهرومغناطيسية باستخدام طريقة التعويض. تحليل النتائج التي تم الحصول عليها.

أسئلة للحصول على إذن للعمل.

1. ما هي العناصر التي تحتويها الدائرة لتحديد المجال الكهرومغناطيسي لمصدر تيار مباشر باستخدام طريقة التعويض؟ قم بإدراجها والإشارة إليها في لوحة العمل.

2. لماذا تسمى طريقة القياس "طريقة التعويض"؟ ما الذي يعوض بماذا؟

3. كيف أعرف إذا تم تحقيق التعويض؟ كيف يمكن تحقيق حالة التعويض؟

4. ما هي الكميات التي يجب قياسها عملياً لحساب المجالات الكهرومغناطيسية اللاحقة؟

5. ما هي الاتصالات بين مصدرين تيار غير معروفين المستخدمة في هذا العمل؟

أسئلة لتقديم العمل.

1. ما هي الكمية التي تسمى القوة الدافعة الكهربائية (EMF) للمصدر الحالي؟ في أي الوحدات يتم قياسه؟

2. ما هي خصائص المصدر التي ينبغي أن يكون من المستحسن تصنيف المجالات الكهرومغناطيسية على النحو التالي: القدرة أو الطاقة؟

3. ما هو جوهر طريقة التعويض؟

4. ما هي القيود المفروضة على خصائص المصادر الحالية المستخدمة؟

5. اشتقاق وشرح المعادلة الحسابية لتحديد المجال الكهرومغناطيسي باستخدام طريقة التعويض.

6. قوانين التوصيل التسلسلي والمتوازي لمصادر التيار.

7. قوانين كيرشوف للسلاسل المتفرعة.

8. اشرح إجراءات القيام بالعمل.

9. مناقشة النتائج التي تم الحصول عليها.

الأدب:

ص 202-203؛ 205-207.

العمل رقم 65

معايرة الفولتميتر

قياس المقاومة باستخدام جسر التيار المستمرالتعرف على تشغيل جهاز النظام الكهرومغناطيسي ومبادئ معايرة الفولتميتر.

التعرف على مبدأ تشغيل دائرة الجسر؛ قياس عدة مقاومات. التحقق من قوانين التوصيل المتوازي والمتسلسل للمقاومات.مصدر التيار المستمر، الفولتميتر العامل، الفولتميتر الاختباري، المفتاح، مخزني المقاومة، الأسلاك.

مبررات طريقة القياس.

إن معايرة جهاز ما هي إقامة العلاقة بين أقسام مقياس الجهاز وقيم الكميات المقاسة على ذلك المقياس.

معايرة الفولتميتر تعني تحديد العلاقة بين عدد الأقسام على المقياس الذي انحرفت به إبرة الفولتميتر والجهد عند أطرافه.

تتم معايرة الفولتميتر باستخدام الدائرة الموضحة في الشكل 65.1.

عادة ما يسمى الجهاز الذي يمكنه التعامل مع التغيرات في المقاومة بالمقاومة المتغيرة. من الناحية الهيكلية، يتم تمثيلها بمجموعة من المقاومات المتصلة ببعضها البعض في خطوات ويمكن أن توفر تغييرًا مستمرًا في المقاومة. تتضمن الفئة المنفصلة الأجهزة التي توفر تنظيمًا سلسًا دون مقاطعة الشبكة. لتحديد ما هو مطلوب من أجل مقاومة متغيرة، تحتاج إلى إلقاء نظرة فاحصة على ميزاته ومبدأ التشغيل.

الأجهزة الموصوفة عالمية الاستخدام. اعتمادًا على الغرض المقصود منها، يتم تقسيمها عادةً إلى الأنواع التالية:

مهم! تستخدم المقاومة المتغيرة كمحددات للتيار في ملفات الإثارة للآلات الكهربائية ذات التيار المباشر.

وبهذه الطريقة، يتم معادلة الاختلافات القوية في التيار الكهربائي، فضلاً عن الأحمال الديناميكية الزائدة، مما يؤدي إلى تلف محرك الأقراص والآلية المتصلة به بالكامل. سيؤدي توفير مقاومة مناسبة عند بدء التشغيل إلى إطالة عمر المبدل والفرش.

يتم تضمين مقاييس الجهد في مجموعة منفصلة. وهي عبارة عن مقسمات جهد تعتمد على مقاومات متغيرة. تتيح هذه الأجهزة استخدام جهود مختلفة في الدوائر الإلكترونية دون الحاجة إلى مصادر طاقة أو محولات إضافية. غالبًا ما يستخدم تنظيم القوة الحالية عن طريق المقاومة المتغيرة في مجال الهندسة الراديوية. وخير مثال على ذلك هو التغيير في مستوى الصوت في مكبرات الصوت.

الأجهزة الموصوفة متشابهة في غرضها الوظيفي. من الناحية الهيكلية والبصرية، يعتبر المتغير المتغير من النوع المنزلق هو الأبسط. يتم توصيله بالدائرة باستخدام محطة علوية وسفلية. تم تصميم الجهاز بحيث يتدفق التيار على طول السلك بالكامل، وليس في الاتجاه العرضي للمنعطفات. يتم تحقيق ذلك بفضل العزل الموثوق للموصلات.

مهم! تستخدم معظم مواضع شريط التمرير جزءًا فقط من المقاومة المتغيرة. عندما يتغير طول الموصل، يتم ضبط قوة التيار الكهربائي في دائرة العمل. من أجل منع التآكل المبكر للملفات، تم تجهيز شريط التمرير بملامسة منزلقة (عجلة أو قضيب جرافيت).

غالبًا ما يتم استخدام المتغير المتغير لتنظيم الدائرة بدلاً من مقياس الجهد. في هذه الحالة، يتم توصيله باستخدام ثلاث محطات. في الأسفل، اثنان منهم عبارة عن مدخلات، متصلة بمصدر الجهد. يتم استخدام محطة سفلية واحدة ومحطة علوية مجانية كإخراج. عندما يتحرك شريط التمرير، يمكن تعديل الجهد بسهولة.

يتمتع المتغير بالقدرة على العمل في وضع الصابورة، وهو ما قد يكون ضروريًا عند إنشاء حمل نشط أثناء استهلاك الطاقة. في مثل هذه الحالة، يوصى بمراعاة قدرات التبديد للوحدة المستخدمة. إذا كانت هناك حرارة زائدة، فسوف يفشل الجهاز. عند الاتصال بالشبكة الكهربائية، تحتاج إلى حساب تبديد الطاقة للمقاومة المتغيرة بشكل صحيح، وإذا لزم الأمر، إنشاء تبريد كاف وصحيح.

تحظى المتغيرات ذات التصميم الخارجي على شكل طارة بشعبية كبيرة. مجال تطبيقهم الرئيسي هو النقل الكهربائي (الترام) والقطاع الصناعي. يتم التعديل عن طريق تحريك شريط التمرير في دائرة. تتم حركة هذا الجزء على طول اللفات الموجودة بشكل حلقي.

الجهاز، المصنوع على مبدأ الطارة، يعدل المقاومة عمليا دون كسر الدائرة. عكسها هو وحدة من نوع الرافعة. يعتمد مبدأ تشغيل هذا المتغير على حقيقة أن المقاومات مثبتة على إطار خاص، ويتم اختيارها باستخدام رافعة خاصة. أي تبديل يسبب انقطاع في الدائرة.

لا تحتوي المخططات التي تستخدم جهاز الرافعة على تعديل سلس للمقاومة. أي تبديل يستلزم تغييرًا تدريجيًا في المؤشرات في الشبكة. أما بالنسبة للخطوات المنفصلة، ​​فهي تعتمد على نطاق الضبط وعدد المقاومات الموجودة على الإطار.

نوع آخر هو مقاومة متغيرة يتم من خلالها إجراء ضبط تدريجي للمقاومة. والفرق الرئيسي هو تغيير المعلمات داخل الشبكة دون كسر الدائرة أولاً. عندما يتم تطبيق القابس على العبور، فإن غالبية التيار يتدفق دون مقاومة. تتم إعادة توجيه التيار إلى المقاوم عن طريق سحب القابس.

تنتمي الأجهزة السائلة والمصباحية إلى أنواع محددة من المقاومة المتغيرة. نظرًا لوجود بعض العيوب، فإن لديهم نطاق تطبيق ضيق ومتخصص:

1. تُستخدم الأجهزة السائلة في المناطق المتفجرة كأجزاء للتحكم في المحرك.
2. تتميز منتجات المصابيح بالدقة والموثوقية المنخفضة. كثيرا ما يستخدم في المؤسسات التعليمية في دروس الفيزياء والمختبرات ومراكز البحوث.

بعد تحديد المقصود من المقاومات المتغيرة، يجب عليك إلقاء نظرة فاحصة على جانبها التأسيسي. اعتمادا على المواد المستخدمة في الإنتاج، يتم تمييز الإعدادات التالية:

• السيراميك - تكمن الخصوصية في أنها تستخدم بطاقة منخفضة.
• المعدن - يستخدم على نطاق واسع في مختلف مجالات النشاط البشري؛
• الفحم - استخدامها الرئيسي في الصناعة.

مهم! تتم إزالة الحرارة عن طريق الزيت أو الماء أو الهواء. إذا لم يكن هناك وسيلة لتبديد الحرارة من سطح العمل، يتم استخدام التبريد السائل. يمكن زيادة نقل الحرارة من خلال استخدام المروحة والمبرد.

يعتمد الجهد والتيار في دائرة التشغيل وموضع شريط التمرير في المقاومة المتغيرة والمقاومة التي يوفرها بشكل مباشر. تشكل هذه الميزة أساس مستشعر زاوية الدوران. في مثل هذا الجهاز، تتوافق كمية كهربائية محددة مع موضع محدد للدوار.

حاليًا، يتم استبدال هذه المستشعرات بنظائرها البصرية والمغناطيسية المحسنة. والسبب في ذلك هو عدم استقرار اعتماد المقاومة والزاوية على تأثير درجة الحرارة. يرجع أيضًا الإزاحة التدريجية لأجهزة الاستشعار من النوع المتغير إلى الانتقال إلى الأنظمة الرقمية الأكثر ملاءمة. اليوم، تُستخدم عدادات المقاومة في الدوائر التي توجد بها إشارات تناظرية.

بمعرفة سبب الحاجة إلى المتغيرات الكهربائية، يمكن للمرء بسهولة شرح استخدامها على نطاق واسع في صناعة السيارات والتكنولوجيا والصناعة. المقاومة ضرورية لتشغيل المعدات الراديوية؛ عند بدء تشغيل المحركات الكهربائية، يتم استخدامها كحمل نشط. يمكن أن يؤدي فشل جهاز صغير إلى فشل النظام بأكمله. هذه هي أهمية الريوستات

§ 1 الريوستات: مبدأ التشغيل والتصميم

عنصر مهم للتحكم في مقاومة الدائرة الكهربائية هو المقاومة المتغيرة. ويستخدم موصلًا مصنوعًا من مادة معروفة بطول معين، مما يسمح بحساب مقاومتها. مبدأ التشغيل هو تغيير المقاومة مما يعني أنه يصبح من الممكن تنظيم التيار والجهد في الدوائر الكهربائية. دعونا نفكر في جهاز الريوستات.

يوضح الشكل 1 مقاومة متغيرة تتكون من أنبوب خزفي (1)، يتم لف سلك (2) به ويوجد اتصالان (3 أ)، بالإضافة إلى قضيب، يوجد في نهايته جهة اتصال (3 ب) . يتحرك على طوله جهة اتصال منزلق (4)، تسمى "شريط التمرير".

عندما يقع "شريط التمرير" في المنتصف (الشكل 2 أ)، يشارك نصف الموصل فقط في الدائرة الكهربائية. ومع تحركه أكثر (الشكل 2ب)، يزداد طول الموصل وتزداد المقاومة، لكن قوة التيار تقل. نقوم بتحريك "شريط التمرير" في الاتجاه المعاكس (الشكل 2ج)، وستنخفض المقاومة، ويزداد التيار في الدائرة.

الجزء الداخلي من المتغير مجوف، لأنه عندما يتدفق التيار، يتم تسخين المتغير، ويساهم التجويف في التبريد السريع.

§ 2 تسميات الريوستات على المخططات واستخدامها

كما تعلم، يتم تحديد كل عنصر من عناصر السلسلة برمز. تعيين الريوستات (الشكل 3):

المستطيل الأحمر - المقاومة، الأزرق - الاتصال، سلك الرصاص، الأخضر - الاتصال المنزلق. إذا تم تحريك شريط التمرير إلى اليسار، فإن مقاومة الريوستات تقل، وعندما يتم تحريكها إلى اليمين، فإنها تزيد.

يتم استخدام تسمية أخرى للمقاومة المتغيرة (الشكل 4):

في الرسم البياني، يشير المستطيل إلى المقاومة، ويشير السهم إلى إمكانية تغييرها.

يتم توصيل الريوستات على التوالي بالدائرة الكهربائية. لنفكر في دائرة تشغيل المقاومة المتغيرة (الشكل 5):

يتم توصيل المطرافين (1) و (2) بالمصدر الحالي. جهة الاتصال الثانية متصلة بشريط التمرير. وبزيادة مقاومة المتغير، تبدأ شدة المصباح الكهربائي (3) في الانخفاض، مما يعني أن التيار في الدائرة يتناقص أيضًا. إذا قمت بتقليل مقاومة المقاومة المتغيرة، فسوف يحترق المصباح الكهربائي بشكل أكثر سطوعًا.

الريوستات هو جهاز عالمي. يتم استخدامه في الأجهزة المنزلية. على سبيل المثال، على أجهزة التلفاز للتحكم في مستوى الصوت وعند تغيير القنوات. من أجل السلامة، يتم استخدام المقاومة المتغيرة مع غلاف واقي (الشكل 6).

قائمة الأدبيات المستخدمة:

1. الفيزياء. الصف الثامن: كتاب مدرسي لمؤسسات التعليم العام / أ.ف. بيريشكين. - م: حبارى، 2010.
2. الفيزياء 7-9. كتاب مدرسي. IV. كريفتشينكو.
3. الفيزياء. الدليل. ل. قبردين. – م.: أست برس، 2010.