"Физика (изд. ВЕНТАНА-ГРАФ)", Хижнякова Л.С., Синявина А.А.
Резистор — элемент электрической цепи, который создаёт заданное сопротивление и помогает управлять током. У постоянного резистора сопротивление не регулируют, а у переменного его меняют подвижным контактом. Реостат — разновидность переменного резистора, предназначенная для изменения силы тока. Если напряжение источника неизменно, увеличение сопротивления участка цепи уменьшает ток. Поэтому реостат обычно включают последовательно с потребителем, например лампой.
Текст подготовлен нейронной сетью по теме параграфа и не заменяет учебник — важные факты и формулировки сверяйте с ним.
Резистор — элемент электрической цепи, предназначенный для создания заданного электрического сопротивления. На схеме его обычно изображают прямоугольником с линиями-выводами по бокам. Условное обозначение позволяет распознать элемент и понять, где он находится в цепи. Само наличие резистора помогает задать нужный режим работы цепи.
Постоянный резистор — резистор, сопротивление которого при работе не регулируют. Его значение выбирают заранее, исходя из устройства цепи. Такой элемент нужен там, где сопротивление должно оставаться неизменным. Изменить его можно лишь заменой элемента на другой.
Переменный резистор — резистор, сопротивление которого можно изменять движением подвижного контакта. Контакт перемещают вручную или с помощью управляющего механизма. Это позволяет менять сопротивление без замены детали. Переменный резистор применяют, когда требуется регулировка.
Реостат — переменный резистор, которым изменяют силу тока в цепи. Перемещая контакт, выбирают нужное сопротивление и тем самым меняют ток. Реостат особенно удобен, когда ток нужно регулировать во время работы устройства. Например, с его помощью можно менять яркость лампы.
На электрической схеме резистор изображают условным знаком — прямоугольником с выводами. Для работы его подключают к другим элементам цепи проводами, обычно так, чтобы ток проходил через резистор. При таком включении сопротивление влияет на ток в цепи. Схема показывает не внешний вид детали, а её роль и соединение с остальными элементами.
Сопротивление резистора определяется его устройством и материалом проводника. Например, материал по-разному препятствует движению зарядов, а длина и толщина проводника влияют на сопротивление. Значение часто указывают на корпусе детали или возле её обозначения на схеме. Поэтому перед расчётом цепи можно узнать, какое сопротивление уже задано.
Внутри переменного резистора есть проводящий участок и подвижный контакт. В цепь включают участок между одним выводом и контактом, поэтому перемещение контакта меняет его длину. Чем длиннее участок, тем больше сопротивление; когда участок короче, сопротивление меньше. Значит, изменение задаётся не само собой: контакт нужно переместить вручную или механизмом.
Связь между напряжением, сопротивлением и током описывает закон Ома: I = U / R. Если напряжение U остаётся прежним, увеличение сопротивления R приводит к уменьшению силы тока I. Это можно понять и по формуле: одно и то же число, делённое на большее число, даёт меньший результат. Поэтому подключённый к такому участку потребитель получает меньший ток.
Реостат используют, когда нужно менять ток во время работы цепи. Его включают последовательно с потребителем, например лампой: при последовательном соединении один и тот же ток проходит через оба элемента. Увеличивая сопротивление реостата, увеличивают общее сопротивление цепи и уменьшают ток. Если включить реостат параллельно потребителю, он не будет выполнять эту задачу обычным способом.
| Вид | Можно ли изменять сопротивление | Как устроен или регулируется | Применение |
|---|---|---|---|
| Постоянный резистор | Нет, при работе не регулируют | Имеет заданное сопротивление | Создание нужного сопротивления в цепи |
| Переменный резистор | Да | Сопротивление меняют движением подвижного контакта | Регулировка сопротивления в электрической цепи |
| Реостат | Да | Подвижный контакт меняет сопротивление участка цепи | Регулирование силы тока |
Сначала определите, требуется ли менять сопротивление во время работы: если нет, подходит постоянный резистор. Если регулировка нужна, выбирают переменный резистор, а для изменения тока используют реостат. Последний обычно устанавливают последовательно с потребителем.
Задача 1. На схеме цепи изображён резистор. Определите его условное обозначение и назовите назначение элемента. Здесь нужно узнать знак на схеме и связать его с ролью детали. Не следует путать изображение элемента с его внешним видом.
Ответ: резистор обозначен прямоугольником с выводами; он создаёт заданное сопротивление в цепи.
Задача 2. Реостат включён последовательно с лампой. Как изменятся сила тока и яркость лампы, если увеличить сопротивление реостата? Напряжение источника считаем неизменным. Нужно проследить, как изменение сопротивления влияет на общий ток цепи.
Ответ: сила тока уменьшится, лампа будет светить слабее.
Задача 3. К источнику напряжением 6 В последовательно подключены резистор 10 Ом и реостат. При каком сопротивлении реостата сила тока будет равна 0,3 А? Сначала найдём общее сопротивление цепи, а затем учтём, что сопротивления при последовательном соединении складываются.
Ответ: сопротивление реостата должно быть 10 Ом. Проверка: при общем сопротивлении 20 Ом ток равен 6 В / 20 Ом = 0,3 А.
Ошибка: считать, что переменный резистор меняет сопротивление сам. Изменение возможно только при перемещении подвижного контакта вручную или управляющим механизмом. Путаница возникает из-за названия «переменный», которое может звучать так, будто сопротивление меняется автоматически. Проверьте себя: найдите, какое действие с контактом изменит длину участка проводника.
Ошибка: путать резистор и реостат. Реостат не отдельная противоположность резистору, а переменный резистор, предназначенный для регулирования тока. Путаница появляется потому, что оба элемента связаны с сопротивлением. Проверьте себя вопросом: требуется ли менять ток с помощью изменения сопротивления? Если да, речь идёт о реостате.
Ошибка: думать, что увеличение сопротивления увеличивает силу тока. При постоянном напряжении закон Ома даёт обратную зависимость: I = U / R, поэтому ток уменьшается. Ошибку часто допускают, не учитывая, что напряжение в условии не меняется. Проверьте вывод подстановкой чисел: при делении одного и того же напряжения на большее сопротивление получается меньший ток.
Ошибка: подключать реостат параллельно потребителю. Для обычного регулирования тока реостат включают последовательно, чтобы ток через него и потребитель был одним и тем же. Параллельное соединение создаёт другой путь для тока и не соответствует этому способу регулировки. Проверьте схему: ток должен проходить сначала через один элемент, затем через другой.
Для понимания резисторов нужны понятия силы тока, напряжения и электрического сопротивления, а также закон Ома. Формула I = U / R помогает предсказать, как изменится ток при регулировке реостата. При изучении последовательного и параллельного соединения резисторы используют для расчёта электрических цепей. Эти знания пригодятся при разборе схем и работы электрических приборов.
Для чего нужен резистор в электрической цепи?
Резистор создаёт в цепи заданное электрическое сопротивление. Благодаря этому можно ограничить ток или получить нужный режим работы электрического устройства.
Чем постоянный резистор отличается от переменного?
Сопротивление постоянного резистора во время работы не регулируют. У переменного резистора его можно изменять, перемещая подвижный контакт.
Как переменный резистор меняет сопротивление?
Подвижный контакт меняет длину участка проводника, включённого в цепь. Чем длиннее этот участок, тем больше его сопротивление.
Почему при увеличении сопротивления реостата лампа светит слабее?
При неизменном напряжении увеличение сопротивления уменьшает силу тока: I = U / R. Через лампу проходит меньший ток, поэтому она светит слабее.
Как правильно включить реостат, чтобы регулировать силу тока?
Реостат включают последовательно с потребителем, например лампой. Тогда изменение его сопротивления меняет общее сопротивление цепи и ток через потребитель.
§ 42. Резисторы
