Каждый из нас знает, что такое радио или аудио магнитофон. Самой обычной функцией таких приборов является регулировка громкости. Подобно тому, как ток, совершая больше работы, заставляет лампочку гореть ярче, громкость увеличивается за счет увеличения работы силы тока. То есть, для регулировки громкости, нам нужно регулировать силу тока. И это, конечно, далеко не единственный пример, где нужен контроль силы тока. Для подобных целей используют специальный прибор, который называется реостатом. Принцип работы реостата основан на его способности изменять сопротивление на участке цепи и, следовательно, силу тока.
На прошлом уроке мы уже узнали, от чего зависит сопротивление проводника: от удельного сопротивления, площади поперечного сечения и длины проводника. Конечно, изменять толщину или вещество не представляется возможным. Зато, можно легко изменять длину проводника, с помощью скользящих контактов. Скользящий контакт можно сдвинуть в ту или иную сторону, тем самым включив бо́льшую или меньшую часть проводника в цепь. Такие реостаты называют ползунковыми.
Чтобы даже незначительное изменение длины проводника значительно влияло на силу тока, в реостатах используются проводники с большим удельным сопротивлением.
Простейший реостат можно сделать из обыкновенной нихромовой проволоки. Один из контактов, с помощью которых мы подключим проволоку в цепь, должен быть скользящим.
Таким образом, мы сможем изменять силу тока, используя скользящий контакт. Как мы помним, во сколько раз мы уменьшим длину, во столько же раз и уменьшится сопротивление, и увеличится сила тока. Давайте рассмотрим, почему не стоит использовать материалы с маленьким удельным сопротивлением в реостатах.
Поскольку речь идет не о длинных проводах, а о контактах внутри приборов, мы будем рассматривать длину провода не более одного метра. В этом случае
Помимо ползунковых реостатов, существуют, также, ступенчатые реостаты. Они состоят из набора резисторов, часть из которых включается в цепь, в зависимости от регулировки. Чем больше резисторов включено, тем больше сопротивление и, соответственно, меньше сила тока. Очевидное отличие ступенчатых реостатов — это то, что они могут изменять сопротивление только пошагово, т.е. есть какое-то минимальное изменение, поскольку мы не можем включить в цепь дробное число резисторов.
Во многих современных технологиях используются цифровые реостаты. Такие реостаты обладают интегральной схемой, то есть программно могут выставлять заданное сопротивление. Разумеется, схема работы подобных приборов значительно сложнее, поэтому мы не будем изучать их принцип действия.
Упражнения.
Задача 1. Скользящий контакт нихромового ползункового реостата был подключен так, что в цепь была включена ровно половина длины реостата. Когда скользящий контакт максимально отодвинули от второго контакта, сила тока в цепи уменьшилась на 4 А. Найдите площадь поперечного сечения проволоки реостата, учитывая то, что её длина составляет 50 см, а напряжение в цепи равно 12 В.
Задача 2. В лаборатории исследовали реостат из неизвестного материала. После измерений выяснялось следующее: длина проволоки реостата составляет 80 см, а его площадь поперечного сечения 2 мм2. При включении его в цепь с напряжением 35 В, ток удалось снизить до 70 мА. Каково удельное сопротивление данного материала, если пренебречь другими причинами сопротивления в цепи?
Домашняя работа!
Стр. 133 – 135 читать. Упр. 31
