Ein Gerät, das mit einer Widerstandsänderung fertig wird, wird als Rheostat bezeichnet. Strukturell wird er durch eine Reihe von Widerständen dargestellt, die stufenweise miteinander verbunden sind und eine kontinuierliche Widerstandsänderung bewirken können. Eine separate Kategorie umfasst Geräte, die eine reibungslose Regulierung ohne Unterbrechung des Netzwerks durchführen. Um zu bestimmen, wozu ein Rheostat dient, müssen Sie sich seine Funktionen und sein Funktionsprinzip genauer ansehen.
Inhalt
- Der Hauptzweck des Geräts
- Funktionsprinzip
- Sorten von Aggregaten
- Design und seine Funktionen
- Sensoren auf Basis von Rheostaten
Der Hauptzweck des Geräts
Die beschriebenen Geräte sind universell einsetzbar. Abhängig von ihrem unmittelbaren Verwendungszweck ist es üblich, sie in folgende Typen zu unterteilen:
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Startregulierend - wird am häufigsten zur Ausrüstung von Gleichstrommotoren verwendet. Solche Modelle sind für AC-Induktionsmotoren mit gewickeltem Rotor geeignet. - Trägerraketen - Ihr Hauptzweck besteht darin, den Anlaufstrom zu reduzieren, der beim Starten des Elektromotors auftritt.
- Ballast - Sie sorgen für eine schnelle Absorption überschüssiger Energie, die beim plötzlichen Abbremsen des Motors entsteht.
- Belastung - solche Produkte erzeugen den notwendigen Widerstand im Stromkreis.
Wichtig! Rheostate werden als Strombegrenzer in den Feldwicklungen von Gleichstrommaschinen verwendet.
Auf diese Weise werden starke Stromschwankungen sowie dynamische Überlastungen, die Schäden am Antrieb und der gesamten damit verbundenen Mechanik verursachen, ausgeglichen. Ein geeigneter Widerstand beim Start verlängert die Lebensdauer des Kollektors und der Bürsten.
Potentiometer sind einer separaten Gruppe zugeordnet. Sie sind Spannungsteiler basierend auf variablen Widerständen. Solche Geräte ermöglichen es, unterschiedliche Spannungen in elektronischen Schaltungen ohne zusätzliche Stromversorgungen, Transformatoren zu verwenden. In der Funktechnik wird häufig die Regelung der Stromstärke mittels eines Rheostats verwendet. Ein markantes Beispiel dafür ist die Lautstärkeänderung in den Lautsprechern.
Funktionsprinzip
Die beschriebenen Geräte sind in ihrem Funktionszweck ähnlich. Strukturell und optisch gilt der Rheostat vom Schiebertyp als der einfachste. Es wird mit den oberen und unteren Anschlüssen an den Stromkreis angeschlossen. Das Gerät ist so konstruiert, dass der Strom über die gesamte Länge des Drahtes fließt und nicht in Querrichtung der Windungen. Dies geschieht dank der zuverlässigen Isolierung der Leiter.
Wichtig! Die meisten Schiebereglerpositionen verwenden nur einen Teil des Rheostats. Wenn die Länge des Leiters geändert wird, wird die Stärke des elektrischen Stroms im Arbeitskreis angepasst. Um einen vorzeitigen Verschleiß der Windungen zu vermeiden, ist der Läufer mit einem Schleifkontakt (Rad oder Graphitstab) ausgestattet.
Oft wird anstelle eines Potentiometers ein Rheostat zur Regelung in einem Stromkreis verwendet. In diesem Fall wird er über drei Klemmen angeschlossen. Im unteren Teil sind zwei davon Eingang, sie sind mit einer Spannungsquelle verbunden. Als Ausgang wird eine untere Klemme und eine obere freie Klemme verwendet. Wenn sich der Schieber bewegt, wird die Spannung einfach eingestellt.
Der Rheostat arbeitet tendenziell im Ballast-Modus, was notwendig sein kann, wenn während des Energieverbrauchs eine aktive Last erzeugt wird. In einer solchen Situation ist es ratsam, die Verlustleistung des verwendeten Geräts zu berücksichtigen. Bei Überhitzung fällt das Gerät aus. Beim Anschluss an das Stromnetz ist es notwendig, die Verlustleistung des Rheostaten richtig zu berechnen, ggf. für eine ausreichende und richtige Kühlung zu sorgen.
Sorten von Aggregaten
Sehr beliebt sind Rheostate mit äußerem Design in Form eines Torus. Der Hauptanwendungsbereich ist der Elektrotransport (Straßenbahnen), der Industriesektor. Die Regulierung erfolgt durch Verschieben des Schiebereglers im Kreis. Die Bewegung eines solchen Teils erfolgt entlang der Wicklungen, die toroidförmig angeordnet sind.
Ein torusähnliches Gerät ändert den Widerstand praktisch ohne Unterbrechung im Stromkreis. Das Gegenteil ist eine hebelartige Einheit. Das Funktionsprinzip eines solchen Rheostaten beruht darauf, dass die Widerstände an einem speziellen Rahmen befestigt sind, sie werden mit einem speziellen Hebel ausgewählt. Jede Kommutierung unterbricht den Stromkreis.
Schaltungen, an denen eine Hebelvorrichtung beteiligt ist, wird die sanfte Widerstandseinstellung beraubt. Jeder Wechsel hat eine fortschreitende Änderung der Indikatoren im Netz zur Folge. Die Diskretheit der Schritte hängt vom Einstellbereich und der Anzahl der im Rahmen vorhandenen Widerstände ab.
Ein anderer Typ sind steckbare Rheostate, mit deren Hilfe eine schrittweise Widerstandseinstellung durchgeführt wird. Der Hauptunterschied besteht darin, die Parameter innerhalb des Netzwerks zu ändern, ohne vorher den Stromkreis zu unterbrechen. Wenn der Stecker auf den Jumper gelegt wird, fließt der größte Teil des Stroms ohne Widerstand. Durch Ziehen des Steckers wird der Strom zum Widerstand umgeleitet.
Flüssigkeits- und Lampenfassungen sind spezielle Arten von Rheostaten. Aufgrund bestimmter Nachteile haben sie einen engen, spezialisierten Anwendungsbereich:
- Flüssige Geräte werden in explosionsgefährdeten Bereichen als Motorsteuerungsteile verwendet.
- Lampenprodukte zeichnen sich durch geringe Genauigkeit und Zuverlässigkeit aus. Wird oft in Bildungseinrichtungen im Physikunterricht, in Labors, Forschungszentren verwendet.
Design und seine Funktionen
Nachdem Sie festgestellt haben, wofür die Rheostate bestimmt sind, sollten Sie sich deren Komponentenseite genauer ansehen. Je nach Material, das in der Produktion verwendet wird, Folgende Einstellungen sind hervorgehoben:
- Keramik - die Besonderheit liegt in der Verwendung bei geringer Leistung;
- Metall - fand in verschiedenen Bereichen der menschlichen Tätigkeit einen weit verbreiteten Verbrauch;
- Kohle - ihre Hauptverwendung in der Industrie.
Wichtig! Wärme wird durch Öl, Wasser oder Luft abgeführt. Besteht keine Möglichkeit der Wärmeabfuhr von der Arbeitsfläche, kommt eine Flüssigkeitskühlung zum Einsatz. Die Wärmeableitung kann durch die Verwendung eines Lüfters und eines Kühlers erhöht werden.
Sensoren auf Basis von Rheostaten
Die Spannung, der Strom im Arbeitskreis, die Position des Schiebers im Rheostat und der ihnen zur Verfügung gestellte Widerstand stehen in direktem Zusammenhang. Diese Funktion ist die Grundlage des Lenkwinkelsensors. Bei einer solchen Vorrichtung entspricht eine bestimmte elektrische Größe einer bestimmten Position des Rotors.
Derzeit werden solche Sensoren durch verbesserte optische und magnetische Gegenstücke ersetzt. Der Grund dafür ist die Instabilität der Widerstands- und Winkelabhängigkeit gegenüber der Temperatureinwirkung. Die allmähliche Verdrängung von Rheostat-Sensoren ist auch auf den Übergang zu digitalen, komfortableren Systemen zurückzuführen. Heute werden Widerstandsmessgeräte in Schaltungen verwendet, in denen analoge Signale vorhanden sind.
Wenn man weiß, wozu elektrische Rheostate dienen, kann man ihren weit verbreiteten Einsatz in der Automobilindustrie, Technologie und Industrie leicht erklären. Widerstand ist für den Betrieb der Funktechnik erforderlich, beim Starten von Elektromotoren sind sie in Form einer aktiven Last anwendbar. Der Ausfall eines kleinen Geräts kann zu einer Fehlfunktion des gesamten Systems führen. Dies ist die Bedeutung von Rheostaten.
