Реостат как работает: Принцип работы реостата

Принцип работы реостата

Что такое реостат, принцип работы

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. 

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.

принцип работы агрегата, основные разновидности, применение в цепи

Прибор, способный справляться с изменением сопротивления, принято называть реостатом. Структурно он представлен набором резисторов, которые подключены между собой ступенчато, и может обеспечивать непрерывное изменение сопротивления. В отдельную категорию выделяются устройства, осуществляющие плавное регулирование без разрыва сети. Чтобы определиться, для чего нужен реостат, нужно детальнее рассмотреть его особенности и принцип работы.

Основное назначение прибора

Описываемые приспособления универсальны в применении. В зависимости от непосредственного назначения их принято разделять на такие виды:

1. Пускорегулирующие — чаще всего используются для обустройства двигателей постоянного тока. Такие модели уместны для асинхронных электродвигателей при переменном напряжении, оснащенных фазным ротором.
2. Пусковые — их основное назначение заключается в понижении пускового тока, проявляющегося во время запуска электродвигателя.
3. Балластные — они обеспечивают быстрое поглощение лишней энергии, которая возникает при резком торможении двигателя.
4. Нагрузочные — такие изделия создают необходимое сопротивление внутри электрической цепи.

Важно! Реостаты применяются в качестве ограничителей тока в обмотках возбуждения электромашин с постоянным током.

Таким способом выравниваются сильные перепады электрического тока, а также динамические перегрузки, влекущие повреждение привода и всего механизма, подведенного к нему. Обеспечение подходящего сопротивления в момент запуска продлевает эксплуатационный срок коллектора и щеток.

В отдельную группу выделяются потенциометры. Они представляют собой делители напряжения, в основу которых заложены переменные резисторы. Такие приборы дают возможность применять в электронных схемах разное напряжение без дополнительных блоков питания, трансформаторов. Регулирование силы тока посредством реостата часто задействуется в радиотехнической сфере. Ярким тому примером выступает изменение громкости в динамиках.

Принцип действия

Описываемые приспособления похожи по своему функциональному назначению. 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.

Важно! Большинство положений бегунка используют только часть реостата. При изменении длины проводника осуществляется регулировка силы электротока в рабочей цепи. С целью предупреждения преждевременного износа витков ползунок оснащается скользящим контактом (колесико или стержень из графита).

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.

Разновидности агрегатов

Большой популярностью пользуются реостаты, имеющие внешнее оформление в виде тора. Основная сфера их применения — электротранспорт (трамваи), промышленная отрасль. Регулирование осуществляется путем перемещения ползунка по кругу. Передвижение такой детали выполняется по обмоткам, которые расположены тороидально.

Устройство, выполненное по принципу тора, видоизменяет сопротивление практически без разрыва цепи. Его противоположностью является агрегат рычажного типа. Принцип работы такого реостата основан на том, что резисторы закреплены на специальной раме, они выбираются посредством специального рычага. При любой коммутации происходит разрыв контура.

Схемы, в которых задействуется рычажный прибор, лишены плавной регулировки сопротивления. Какие-либо переключения влекут за собой поступательное изменение показателей в сети. Что касается дискретности шагов, она зависит от диапазона регулировки и численности резисторов, присутствующих на раме.

Еще одной разновидностью выступают штепсельные реостаты, с помощью которых осуществляется ступенчатая регулировка сопротивления. Основное отличие — изменение параметров внутри сети без предварительного разрыва цепи. Когда штепсель поступает на перемычку, основная доля тока идет без сопротивления. Перенаправление тока на резистор осуществляется путем вытаскивания штепселя.

Жидкостные и ламповые приспособления относятся к специфическим видам реостатов. Ввиду наличия определенных недостатков они имеют узкую, специализированную сферу применения:

1. Приборы жидкостного типа задействуются во взрывоопасной сфере в качестве управляющих деталей двигателя.
2. Ламповые изделия характеризуются малой точностью и надежностью. Часто используются в учебных заведениях на уроках физики, в лабораториях, исследовательских центрах.

Конструкция и ее особенности

Определив, для чего предназначены реостаты, следует подробнее рассмотреть их составляющую сторону. В зависимости от материала, используемого на производстве, выделяются следующие установки:

• керамические — особенность заключается в применении при небольших мощностях;
• металлические — нашли широкое потребление в разных направлениях деятельности человека;
• угольные — их основное использование в промышленности.

Важно! Тепло отводится масляным, водяным или воздушным путем. Если нет возможности рассеивания тепла с рабочей поверхности, задействуется жидкостное охлаждение. Теплоотдача может повышаться за счет применения вентилятора и радиатора.

Датчики, изготовленные на основе реостатов

Напряжение, сила тока в рабочей цепи, положение ползунка в реостате и оказываемое им сопротивление находятся в непосредственной зависимости. Такая особенность положена в основу датчика угла поворота. В подобном приборе конкретная электрическая величина соответствует определенному положению ротора.

В настоящее время подобные датчики заменяются усовершенствованными оптическими и магнитными аналогами. Причиной тому выступает неустойчивость зависимости сопротивления и угла по отношению к температурному действию. Постепенное вытеснение датчиков реостатного типа еще обусловлено переходом на цифровые, более удобные системы. Сегодня резистивные измерители задействуются в схемах, где присутствуют аналоговые сигналы.

Зная, для чего нужны реостаты электрического типа, легко можно объяснить их широкое использование в автомобилестроении, технике, промышленности. Сопротивление необходимо для работы радиотехники, при запуске электродвигателей, они применимы в виде активной нагрузки. Выход из строя небольшого прибора может повлечь сбой работы всей системы. В этом и заключается важность реостатов

классификация и устройство, принцип работы переменного сопротивления и применение

Значениями силы тока и напряжения можно управлять при помощи специального простого устройства, которое было разработано Иоганном Христианом Поггендорфом. Оно называется реостатом, или переменным резистором. Для того чтобы разобраться в принципе действия устройства, необходимо рассмотреть зависимость тока и напряжения от величины сопротивления.

Общие сведения

Электрическим током называется движение свободных заряженных частиц под воздействием электромагнитного поля. Любое вещество состоит из атомов, которые образуют кристаллическую решетку при помощи ковалентных связей. При протекании электрического тока по проводнику происходит взаимодействие его частиц с узлами кристаллической решетки. Носители заряда обладают кинетической энергией (Ek), которая зависит от массы частицы (m) и ее скорости (V3). Она определяется по формуле: Ek = m * sqr (V3) / 2.

При столкновении частиц с узлами кристаллической решетки происходит полная или частичная передача энергии атому.

Однако энергетический потенциал свободного носителя заряда восстанавливается, поскольку на него постоянно воздействует электромагнитное поле. Процесс взаимодействия частиц с атомами повторяется определенное количество раз, пока не прекратится воздействие электромагнитного поля или частица не пройдет полностью через проводник. Это физическое явление называется электрическим сопротивлением или проводимостью. Последняя величина является обратной сопротивлению. Сопротивление обозначается литерой «R», а проводимость — «G».

Единицей измерения сопротивления является Ом. Рассчитывается при помощи определенных формул или измеряется электронно-измерительным прибором, который называется омметром.

Физическая зависимость

Величина R зависит от количества свободных носителей заряда, число которых определяется исходя из электронной формулы вещества. Ее можно определить из периодической таблицы химических элементов Д. И. Менделеева. Вещества классифицируются по проводимости следующим образом: проводники, полупроводники и изоляторы (непроводники).

К проводникам относятся все металлы, электролиты и ионизированные газы.

В металлах носителями заряда являются свободные электроны, в электролитах — анионы и катионы, а в ионизированных газах — электроны и ионы. Полупроводники способны проводить электрический ток при определенных условиях. В полупроводниках свободные электроны и дырки являются носителями заряда. Изоляторы или диэлектрики не способны проводить электричество, поскольку в их структуре вообще отсутствуют свободные носители заряда.

Величина, определяющая тип материала и способность его к проводимости, называется удельным сопротивлением (p). Существует и обратная величина относительно удельного сопротивления. Она называется удельной проводимостью (σ) и связана с p следующей формулой: p = 1 / σ. При выполнении расчетов необходимо учитывать зависимость электрического сопротивления материала и от других физических величин или факторов, к которым относятся следующие:

• геометрические составляющие;
• электрические величины;
• температурные показатели.

Эти три группы факторов необходимо учитывать при изготовлении реостатов, резисторов и других элементов резистивной нагрузки. Во время ремонта и проектирования устройств следует также рассматривать все факторы, поскольку неверные расчеты могут привести к выходу радиоаппаратуры из строя.

Геометрия материала

К геометрии проводника (полупроводника) относятся его длина (L) и площадь поперечного сечения (S). Величину S можно вычислить по абстрактному алгоритму, который подойдет для всех форм проводников и полупроводников. Он имеет следующий вид:

1. Визуально определить форму фигуры поперечного сечения (окружность, прямоугольник или квадрат).
2. Найти в справочной литературе или интернете формулу поиска площади поперечного сечения фигуры.
3. Измерить необходимые геометрические параметры (например, диаметр) и подставить их в формулу.
4. Произвести математические вычисления.

Если проводник является многожильным (состоит из множества проводников), то следует вычислить площадь сечения одного проводника, а затем произвести ее умножение на количество проводников. Исходя из всего, можно вывести зависимость величины сопротивления от типа вещества, длины и площади сечения проводника: R = p * L / S.

Физический смысл зависимости следующий: электрический ток движется по проводнику, тип которого определяется параметром р, и его частицы проходят через определенную длину L с сечением S (при малой площади сечения происходят более частые столкновения электронов с узлами кристаллической решетки).

Однако геометрические параметры — не единственные факторы, влияющие на значение проводимости материала.

Влияние параметров электричества

Для того чтобы учитывать влияние силы тока и напряжения на R, следует обратить внимание на закон Ома. У него существует две формулировки, применяемые для расчетов: для полной цепи или ее участка. Закон Ома для полной цепи показывает зависимость величины тока (i) от электродвижущей силы (e) и величины R, состоящей из суммы внутреннего (Rвнут) и внешнего (Rвнеш) сопротивлений.

Переменная Rвнут является внутренним сопротивлением источника питания (генератора, аккумулятора, трансформатора и т. д. ). Rвнеш — сопротивление всех потребителей электрической энергии и соединительных проводов. Закон Ома для полной цепи связывает все эти величины таким соотношением: i = e / (Rвнеш + Rвнут). Величина Rвнеш определяется по формуле: Rвнеш = (e / i) — Rвнут.

Для участка цепи соотношение для нахождения сопротивления упрощено, поскольку не учитывается ЭДС и Rвнут. Этот закон показывает прямо пропорциональную зависимость силы тока (I) от напряжения (U), а также обратно пропорциональную от величины сопротивления R: I = U / R. В некоторых случаях для точных вычислений этих факторов может быть недостаточно, поскольку существует еще одна зависимость — температурные показатели материала.

Влияние температуры на проводимость

Удельное сопротивление влияет на проводимость материала, однако оно зависит от температуры. Для доказательства этой гипотезы нужно собрать электрическую цепь, состоящую из следующих компонентов: лампы накаливания, источника питания (12 В), куска нихромовой проволоки и амперметра. Источник питания можно подобрать любой.

Важно чтобы величина напряжения не была выше, чем номинальное значение разности потенциалов лампы, т. е. аккумулятор 12 В, и лампа тоже должна быть на 12 В. Элементы цепи соединяются последовательно. Кусок проволоки рекомендуется разместить на огнеупорном кирпиче, поскольку, при протекании электротока через нихром, произойдет его нагревание.

Амперметр нужен для мониторинга значений силы тока, которые будут изменяться с течением времени. Лампа является световым «сигнализатором», позволяющим визуально наблюдать за увеличением сопротивления. Яркость ее свечения будет постепенно угасать. При протекании тока по цепи происходит визуальное подтверждение закона Ома для участка цепи. При увеличении R ток уменьшается. Зависимость удельного сопротивления р зависит от следующих переменных величин:

1. Табличного значения удельного сопротивления (р0), рассчитанного при температуре +20 градусов по шкале Цельсия.
2. Температурного коэффициента «а», который для металлов считается больше 0 (а > 0), а для электролитов — меньше 0 (a < 0).

Табличное значение р0 можно выяснить из специальных электротехнических справочников или из интернета. Описывается зависимость р от температуры таким соотношением: p = p0 * [1 + a * (t — 20)]. Можно при необходимости произвести подстановку р в формулу зависимости R от длины и сечения: R = p0 * [1 + a * (t — 20)] * L / S.

Не имеет смысла выполнять точные расчеты сопротивления, но эти особенности следует учитывать при изготовлении и ремонте различных устройств.

Сопротивление нужно измерять омметром, однако радиолюбители-профессионалы рекомендуют использовать мультиметр. Он является комбинированным и позволяет измерять не только сопротивление, а также величину тока и напряжения. Существуют модели, которые могут измерять частоту, проверять полупроводниковые приборы и т. д.

Переменный резистор

Очень часто возникает необходимость изменять величину тока и напряжения при помощи изменения номинала резистора. Выполнить эту задачу поможет простой радиоэлемент, который называется реостатом. Он широко применяется для регулировки уровня громкости, увеличения напряжения на лабораторном источнике питания и т. д. Переменные резисторы, применяемые в радиотехнике, отличаются от лабораторных конструкциий. Однако принцип действия этих радиоэлементов одинаков. Части устройства очень похожи по своему предназначению. Например, ползунковый механизм, который применяется для регулировки тока.

Виды и устройство реостатов

Реостаты классифицируются по устройству и способу применения. По устройству реостаты делятся на 4 типа: проволочный, ползунковый, жидкостный и ламповый. Первый тип переменного резистора состоит из проволоки (материала с высоким удельным сопротивлением) и корпуса-изолятора. Проволочный проводник проходит через контакты, при соединении с которыми можно получить необходимую величину сопротивления.

Ползунковый реостат состоит тоже из проволоки с высоким удельным сопротивлением, корпуса-диэлектрика (на него она намотана) и ползунка. При передвижении ползунка происходит уменьшение или увеличение величины электросопротивления. Устройство применяется в лабораториях при проектировании различных электрических приборов, а также для проведения опытов в области физики или химии. Кроме того, модернизированная версия применяется в различной радиоаппаратуре.

Не слишком распространенным типом является модель жидкостного переменного резистора. Она имеет следующее строение: бак с электролитическим раствором и подвижные электроды.

Если уменьшить расстояние между пластинами-электродами, то произойдет уменьшение электрического сопротивления.

Реостат бывает еще и ламповым. Он включает в свой состав набор ламп накаливания, которые соединены параллельно. Если изменить количество включенных ламп, то можно изменить его сопротивление. Однако устройство имеет один существенный недостаток: зависимость величины электрической проводимости от температуры нитей накаливания. По способу применения переменные резисторы следует классифицировать таким образом:

• пусковые;
• пускорегулирующие;
• балластные;
• для возбуждения;
• потенциометры.

Первый тип предназначен для плавного запуска электродвигателей. Пускорегулирующие переменные резисторы позволяют плавно запускать электрические двигатели постоянного тока, а также поддерживают регулировку величины силы тока. Балластные следует применять в электрических цепях для регулировки нагрузочной способности генератора электроэнергии. Они создают необходимую величину сопротивления в сети. Реостаты возбуждения используют в электрических машинах для поглощения лишней энергии.

Потенциометр предназначен для регулировки величины напряжения. Реостат устроен следующим образом: три клеммы позволяют получить от источника питания с фиксированным значением напряжения разные значения его величины. Например, понижающий трансформатор со значением напряжения на вторичной обмотке, равным 36 В. При использовании 2 транзисторов, диодного моста и реостата можно получить ряд напряжений от 0 до 34 В (2 В — потери при выпрямлении диодным мостом). Эта особенность позволяет делать и выпускать универсальные делители напряжения.

Схема и принцип работы

Обозначение реостата на схеме осуществляется в виде обыкновенного резистора, но со стрелкой, показывающей непостоянное значения сопротивления радиокомпонента. Принцип работы реостата довольно простой и основан на зависимости величины силы тока от величины сопротивления. Проводник, который находится на корпусе-изоляторе, подключен в электрическую цепь.

Ползунок — часть реостата, которая соединена с одним его выводом. При перемещении ползунка происходит регулирование значений тока или напряжения.

Реостат может выглядеть, как корпус-изолятор, из которого выведен специальный регулятор величины сопротивления. Однако некоторые модели, которые применяются в лабораториях, могут быть открытого типа. Они предназначены для демонстрации принципа действия устройства.

Электроток протекает по пути наименьшего сопротивления. Следовательно, ползунком можно регулировать протекание тока. Если проводник (материал с высоким удельным сопротивлением) задействован полностью, то, значит, и величина сопротивления будет максимальной. В случае, когда ползунок находится посередине проводника, сопротивление реостата равно R / 2. Подключение в электрическую цепь потенциометра, как и любого типа реостата, осуществляется последовательно.

Таким образом, реостат широко применяется в электрических схемах и позволяет регулировать значения тока и напряжения.

Реостат — Википедия. Что такое Реостат

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Мощный тороидный реостат

Реоста́т (потенциометр, переменное сопротивление, переменный резистор; от др.-греч. ῥέος «поток» и στατός «стоя́щий») — электрический аппарат, изобретённый Иоганном Христианом Поггендорфом, служащий для регулировки силы тока и напряжения в электрической цепи^[1] путём получения требуемой величины сопротивления. Как правило, состоит из проводящего элемента с устройством регулирования электрического сопротивления. Изменение сопротивления может осуществляться как плавно, так и ступенчато.

Изменением сопротивления цепи, в которую включён реостат, возможно достичь изменения величины тока или напряжения. При необходимости изменения тока или напряжения в небольших пределах реостат включают в цепь параллельно или последовательно. Для получения значений тока и напряжения от нуля до максимального значения применяется потенциометрическое включение реостата, являющего в данном случае регулируемым делителем напряжения.

Использование реостата возможно как в качестве электроизмерительного прибора, так и прибора в составе электрической или электронной схемы.

Основные типы реостатов

1. Проволочный реостат. Состоит из проволоки из материала с высоким удельным сопротивлением, натянутой на раму. Проволока проходит через несколько контактов. Соединяя с нужным контактом, можно получить нужное сопротивление.
2. Ползунковый реостат. Состоит из проволоки из материала с высоким удельным сопротивлением, виток к витку натянутой на стержень из изолирующего материала. Проволока покрыта слоем окалины, который специально получается при производстве. При перемещении ползунка с присоединённым к нему контактом слой окалины соскабливается, и электрический ток протекает из проволоки на ползунок. Чем больше витков от одного контакта до другого, тем больше сопротивление. Такие реостаты применяются в учебном процессе. Разновидностью ползункового реостата является агометр, в котором роль ползунка выполняет колёсико из проводящего материала, двигающееся по поверхности диэлектрического барабана с намотанной на него проволокой.
3. Жидкостный реостат, представляющий собой бак с электролитом, в который погружаются металлические пластины. Обеспечивается плавное регулирование. Величина сопротивления реостата пропорциональна расстоянию между пластинами и обратно пропорциональна площади части поверхности пластин, погруженной в электролит^[2].
4. Ламповый реостат^[3]. Состоит из набора параллельно включённых ламп накаливания. Изменением количества включённых ламп изменялось сопротивление реостата. Недостатком лампового реостата является зависимость его сопротивления от степени разогрева нитей ламп.

По терминологии, используемой в ГОСТ 21414-75 «Резисторы. Термины и определения»:

• Переменный резистор — резистор, электрическое сопротивление которого между его подвижным контактом и выводами резистивного элемента можно изменить механическим способом.
• Регулировочный резистор — переменный резистор, предназначенный для многократной регулировки параметров электрической цепи.
• Подстроечный резистор — переменный резистор, предназначенный для подстройки параметров электрической цепи, у которого число перемещений подвижной системы значительно меньше, чем у регулировочного резистора^[4].

Резистивные датчики угла поворота

Прямая зависимость между положением ротора реостата и его сопротивлением позволяет использовать переменные резисторы в качестве основного элемента датчиков угла поворота. Однако в современной цифровой технике резистивные датчики применяются реже магнитных или оптических, так как требуют более сложного ЦАП и нуждаются в повторной калибровке^{[источник не указан 500 дней]}.

См. также

Примечания

Ссылки

Что такое реостат? Виды и их назначение

Люди, которые связаны каким-то образом с физикой, электроникой, радиотехникой, часто сталкиваются с таким элементом, как реостат. А другие совершенно не имеют понятия об этом. Данная статья поможет разобраться с тем, что такое реостат и для чего он нужен.

Определение и виды

Итак, реостат – это аппарат, состоящий из нескольких резисторов и устройства, при помощи которого регулируется сопротивление всех включенных резисторов.

Виды реостатов зависят от их назначения:

• Бывают пусковые реостаты тока, которые служат для запуска электродвигателей переменного или же постоянного тока.
• Пускорегулирующий реостат нужен для запуска частоты вращения электрических двигателей с постоянным током и ее регулирования.
• Балластный или нагрузочный реостат – электрический аппарат для поглощения энергии, нужной при регулировании нагрузки генератора или же при проверке этого генератора.
• Реостат возбуждения необходим для того, чтобы регулировать ток, находящийся в обмотках электрических машин переменного либо постоянного тока.

Материал и охлаждение

Одним из главных элементов, определяющих конструкцию элемента, является тот материал, из которого состоит реостат. И по этой причине можно разделить реостаты на керамические, жидкостные, металлические и угольные. Электроэнергия в резисторах преобразуется в теплоту, которая от них должна отводиться. Поэтому у реостатов бывает воздушное и жидкостное охлаждение. Второй тип может быть водяным или масляным. Воздушный тип применяется для любой конструкции реостата. Жидкостный же лишь для металлических, так как их резисторы обтекаются жидкостью или полностью в нее погружаются. Нужно при этом знать, что жидкость, используемая для охлаждения, может и даже должна сама охлаждаться или воздухом, или жидкостью.

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. Именно поэтому такой вид наиболее распространен.

Плюсы и минусы плоских переключателей

К достоинствам переключателей плоского типа можно отнести несложную конструкцию, маленькие габариты при значительном количестве ступеней, низкую стоимость, реле, отключающие и защищающие управляемые цепи.

Из минусов отмечается недостаточная мощность переключения, маленькая разрывная мощность. А еще из-за трения и оплавления из строя быстро выходит щетка.

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.

Вышесказанное полностью проясняет вопрос, что такое реостат. Как видно, это очень важный элемент, который широко применяется в различных электрических цепях.

Ступенчатый реостат

Для достижения требуемых показателей электропроводности в конструкции реостатов применяются проводники различного сечения и длины.

Назначение реостата

Чтобы получить необходимые для целей применения значения напряжения и силы тока (от нулевого до максимального) реостат включается в электрическую цепь. Подключение может происходить двумя способами, в соответствии с существующими правилами электротехники:

• Последовательно
• Параллельно

Кажущаяся первоначальная простота устройства прибора обманчива, если рассматривать цели его применения. По своему назначению реостаты делятся на четыре категории:

1. Пусковые. Предназначены для регулировки (уменьшения) силы тока в тот момент, когда осуществляется запуск электродвигателя
2. Пускорегулирующие. Сфера применения данного вида реостатов – двигатели постоянного тока и асинхронные электродвигатели с фазными роторами
3. Нагрузочные. Задачей реостатов этой категории является создание сопротивления в цепи электрического тока
4. Балластные. Используются в качестве поглотителей электрической энергии, возникающей в момент его торможении

Реостат – один из основных управляющих элементов в электрической цепи при передаче энергии от поставщика к потребителю. С помощью ступенчатого изменения сопротивления в цепи достигаются нужные показатели напряжения и силы тока. Принцип действия прибора следующий. Проводник соединяется с устройством регулировки в единую электрическую цепь. В ступенчатом реостате изменение напряжения производится скачками, или дискретно.

Важно! Для обеспечения безопасности реостат, включённый в электрическую цепь, необходимо закрывать изолирующим кожухом.

Кроме ступенчатого контакта в реостатах применяется и другой тип соединения – скользящий. Такая конструкция характерна для ползунковых реостатов. В них вместо рычага применяется передвигающаяся по всей длине трубки штанга с ползуном. Плавно движущийся контакт обеспечивает последовательное изменение сопротивления в цепи. Это достигается за счёт использования в схеме определённой части обмотки реостата.

Работа ступенчатых и скользящих контактов реостата в большой степени зависит от организации процесса охлаждения. В качестве охлаждающей среды, как правило, используется воздух (естественное охлаждение) или жидкость (принудительное охлаждение). Для жидкостного охлаждения используются вода или масло. В конечном счёте, правильный выбор контактных материалов и охлаждающих сред для реостатов зависит от конкретного назначения и технических показателей прибора.

Область применения реостата

электродвигателей. Благодаря установке в цепь реостатов снижается количество скачков электрического тока. Применение реостатов существенно увеличивает срок службы электрооборудования.

Применять реостаты в современных областях использования электротехники необходимо крайне осторожно. Неправильное использование прибора может привести к выходу из строя всей электросети, неотъемлемой частью которой он является.

Правила пользования реостатом

Ремонт реостатов включает несколько операций:

• Разборка
• Замена или восстановление повреждённых резисторов, изоляторов, частей системы управления
• Сборка
• Регулировка

Помните! Допускается замена некоторых вышедших из строя деталей и узлов реостата новыми образцами.

Принцип работы резистора, что такое резистор и как он работает

Что такое резистор? Это элемент электрической сети, который ограничивает ток. Резистор — английское слово. В переводе на русский означает сопротивление.

Обозначение резистора на схеме

На рисунке показано простейшее обозначение резистора на электрической схеме. Справа в углу показаны реальные резисторы. Как видим, схематичное изображение сопротивления похоже на его реальную форму.

Изучение электротехники, радиодела начинается с закона Ома для участка цепи:

I = U/R, где

I – сила тока,

U – Напряжение,

R – Сопротивление.

Если по резистору течет ток силой 1 А, а напряжение на его концах равно 1 В, то говорят, что сопротивление равно 1 Ом.

Закон Ома для участка цепи

В нижней формуле на рисунке показана зависимость сопротивления от удельного сопротивления — ρ, физических размеров резистора (L- протяженность в см, S – площадь поперечного сечения в см2). Как видим, чем длиннее проводник (резистор), тем больше его сопротивление. Чем больше S, тем меньше R. Надо отметить, что любой проводник имеет сопротивление.

Виды резисторов

Резисторы бывают трех видов:

1. Постоянные – величина сопротивления у которых не меняется. Надо отметить, что небольшие изменения все-таки происходят из-за изменения температуры. Но эти изменения не существенны, так как не влияют на работу цепи.
2. Переменные – их сопротивление меняется в определенных пределах. Например, реостаты. Когда мы вращаем ручку радиоприемника для изменения звука или перемещаем ползунок, мы меняем сопротивление цепи.
3. Подстроечные — меняют величину при помощи винта. Делается это редко, для получения нужных параметров цепи.

Принцип работы резистора простым языком

Все электронные приборы состоят из радиодеталей, которые делятся на два больших типа: активные и пассивные.

Активные усиливают электрические сигналы. Слабый сигнал на входе управляет мощным на выходе. В этом случае коэффициент усиления больше единицы.

Резистор относится к пассивному типу деталей, у которого коэффициент усиления меньше единицы.

В советское время резисторы именовали сопротивлениями. В наши дни эти детали называют резисторами. Сделано это потому, что все детали, применяемые в электронике, обладают сопротивлением. Чтобы не путаться, активные сопротивления назвали резисторами.

Все проводники имеют сопротивление, которое считается вредным, так как это приводит к нагреву элемента по которому течет ток. К тому же теряется электрическая мощность. Сопротивление резистора является полезным. Он нагревается и выделяет тепло. На этом принципе работают нагревательные печки и лампы, применяемые в быту.

Принцип работы переменного резистора

Схема потенциометра

Поворотом ручки меняется длина резистора, и как результат сила тока. На рисунке показан переменный резистор с тремя выводами – потенциометр. Сопротивление между концами 1 и 3 меняется от 0 до максимума, в зависимости от положения ручки. Такая же картина между концами 2 и 3, но наоборот. То есть если сопротивление 1 – 3 растет, 2 – 3 уменьшается. Когда переменный резистор имеет два конца – имеем реостат.

На рисунке показан поворотный переменный резистор. Бывают также ползунковые, где движок перемещается по прямой. Поворотом ручки сопротивление меняется от нуля до максимума. Потенциометры широко применяются в аудиоаппаратуре.

Потенциометр

Потенциометры утапливают в цилиндрические и параллелепипедные корпуса. Внутри корпуса имеется резистивный элемент подковообразной формы. По оси детали выходит металлическая ручка, поворотом которой меняется положение токосъемника, который расположен на противоположном конце.

Пластина токосъемника надежно прижата к резистивному элементу, за счет упругой силы. Ее изготавливают из стали или из бронзы. Напряжение подается на крайние концы потенциометра. За счет вращения ручки, токосъемник скользит по резистивному элементу, меняя напряжение между крайними и средним концами.

На рисунке показан проволочный потенциометр, у которого резистивный слой изготовлен из проволоки. Провод с высоким сопротивлением наматывается на подковообразный каркас. Затем контактная поверхность кольца шлифуется и полируется. Это делается для обеспечения надежности соединения ползунка с проводящим слоем.

Изготавливают также непроволочные потенциометры. В них резистивный слой нанесен на кольцеобразную или прямоугольную основу из изоляционного материала.

Принцип работы подстроечного резистора

После монтажа деталей электронного прибора, обычно его характеристики отличаются от номинальных. Для доводки показателей прибора применяют подстроечные резисторы. В принципе это те же переменные резисторы, но выделенные в отдельную группу, потому что конструктивно отличаются от переменных резисторов. У них нет ручек, вращая которые изменяются. Вместо них отверстия под отвертку шлицевую или прямую.

Подстроечный резистор с крестовиковым шлицом

В процессе работы прибора, через некоторое время, его параметры меняются. Для привидения их к номиналу применяют подстроечные резисторы.

По типу перемещения ползунка бывают подстроечные резисторы с перемещением по прямой и с перемещением по окружности.

Для точной настройки параметров электронного прибора используют подстроечные резисторы с большим числом оборотов. В них изменение сопротивления от минимума до максимума осуществляется за несколько оборотов или даже за десятки оборотов подстроечного вала. В этих резисторах перемещение контакта происходит при помощи червячной передачи.

Принцип работы резистора печки автомобиля

Схема отопителя автомобиля

У обычной ВАЗовской печки четыре скорости. Как видим из рисунка скорость вращения мотора печки зависит от резисторов. Переключатель резисторов является переключателем скоростей отопителя. Для того, чтобы воздух, поступаемый в салон из печки был бы теплым, двигатель должен быть прогрет. Часто водители включают печку для охлаждения двигателя, в случае его перегрева.

Если не нужно нагревать салон автомобиля (в теплое время), то воздух нагнетается в салон напрямую, минуя радиатор печки, через фильтр отопителя. Для этого есть специальная заслонка, которая переключается из салона автомобиля водителем.

Зная схему подключения резистора печки, можно легко заменить это сопротивление, в случае выхода его из строя. Сделать это можно самостоятельно, а не платить большие деньги в автосервисе.

Понравилась статья? Расскажите друзьям:

Оцените статью, для нас это очень важно:

Проголосовавших: 6 чел.
Средний рейтинг: 4.5 из 5.

Реостаты

Реостат — это электрический компонент с регулируемым сопротивлением. Это тип потенциометра с двумя выводами вместо трех. Два основных типа реостатов — поворотные и ползунковые. Обозначение реостата представляет собой символ резистора со стрелкой по диагонали. Реостаты используются во многих различных приложениях, от регуляторов света до контроллеров двигателей в больших промышленных машинах.

Конструкция реостата

Большинство реостатов имеют проволочную обмотку, в которой длинный проводник скручен в тугую спираль.Линейный тип имеет прямую катушку, в то время как вращающийся тип имеет катушку, изогнутую в тор для экономии места. Катушка и контакты герметизированы внутри корпуса, чтобы защитить их от грязи, которая может вызвать обрыв цепи, и от влаги, которая может вызвать короткое замыкание. Реостаты могут быть изготовлены из других материалов, таких как угольные диски, металлические ленты и даже некоторые жидкости. Пока материал имеет значительное изменение сопротивления на короткой длине, его, вероятно, можно использовать для изготовления реостата.

Как работают реостаты

Основным принципом, который используют реостаты, является закон Ома, который гласит, что ток обратно пропорционален сопротивлению для данного напряжения.Это означает, что ток уменьшается при увеличении сопротивления или увеличивается при уменьшении сопротивления. Ток входит в реостат через один из его выводов, проходит через катушку и контакт и выходит через другой вывод. Реостаты не имеют полярности и работают одинаково при перестановке клемм. Трехконтактные потенциометры можно использовать в качестве реостатов, подключив неиспользуемую третью клемму к контактной клемме.

Приложения

В некоторых диммерах используются реостаты для ограничения тока, проходящего через лампочки, с целью изменения их яркости.Чем больше сопротивление реостата, тем меньше яркость лампочек. Некоторые источники света не могут использовать диммеры, например люминесцентные и газоразрядные лампы. Эти фонари имеют большие нагрузки сопротивления, называемые балластами, которые поддерживают постоянный ток через них. Реостаты не влияют на их яркость и даже могут повредить их.

Контроллеры двигателей

также используют реостаты для управления скоростью двигателя путем ограничения протекания через них тока. Они используются во многих небольших приборах, таких как блендеры, миксеры, вентиляторы и электроинструменты.Реостаты также используются в качестве тестовых инструментов для получения точного значения сопротивления. Хотя реостаты могут использоваться для управления электрическими духовками и варочными панелями, термостаты предпочтительнее, потому что они имеют дополнительные части, которые автоматически регулируют ток для поддержания постоянной температуры.

Реостат по-прежнему является обычным и основным электронным компонентом, используемым для управления протеканием тока в цепи. Однако его в значительной степени заменил симистор, твердотельное устройство, также известное как кремниевый управляемый выпрямитель (SCR).Симистор тратит меньше энергии, чем реостат, и он более надежен из-за отсутствия механических частей. Реостаты обычно выходят из строя из-за загрязнения их контактов или коррозии и обрыва провода катушки.

.

Как это работает — новейший научно-технический журнал

Как это работает Наслаждайтесь интересными фактами об окружающем мире

• 

  Чтобы получить больше статей о науке и технологиях, возьмите последнюю копию «Как это работает» у всех хороших розничных продавцов или на нашем веб-сайте. Если у вас есть планшет или смартфон, вы также можете загрузить цифровую версию на свое устройство iOS или Android….

• 

  С того момента, как вы смываете воду из унитаза или вставляете вилку в раковину, проследите путь сточных вод (Изображение предоставлено: Михал Джармолук / Pixabay) В странах, где вода доступна для нас, мы можем …

• 

  Узнайте, как эти толстокожие виды защищают себя в дикой природе. Источник изображения: Pixabay. Попытка выжить в дикой природе может оказаться сложной задачей.Животные не всегда знают, когда опасность может выскочить на …

Эти мясистые существа демонстрируют впечатляющий физический подвиг, извиваясь своими безногими телами через почву (Изображение предоставлено: Magyar / Pixabay) Как мягкие, мягкие, розовые штуки, с которыми вы впервые сталкиваетесь, играя на улице в детстве, …

Об идее подъемника в места за пределами земной атмосферы ученые мечтали более века. Изображение предоставлено: Getty Images Путешествие в космос — перспектива, которая когда-то казалась почти такой же…

Что происходит с человеческим телом, когда температура слишком высокая или слишком низкая? Источник изображения: Pixabay Лучше всего человеческое тело функционирует при температуре около 37 градусов по Цельсию. Мы можем терпеть …

(Изображение предоставлено: С. Германн и Ф. Рихтер / Pixabay) Вопрос от Николаса Фостера Соли металлов и крошечные частицы металла окрашивали витражи на протяжении тысяч лет.Для металлических частиц здесь используется движение электронов …

Представляем влиятельного физика, чьи споры о кошках вызвали волну в научном сообществе (Изображение предоставлено Нобелевским фондом) Когда вы думаете об австрийском физике Эрвине Шредингере, вы можете сначала вспомнить его знаменитый мысленный эксперимент, связанный с …

Узнайте, как исчезают некоторые из самых впечатляющих замороженных объектов Земли (Изображение предоставлено ArtTower / Pixabay) Ледники образуются в областях снегопада, где условия достаточно холодные, чтобы снег оставался, пока он не замерз…

Как первопроходцы боролись в экстремальных условиях, чтобы добраться до конца Земли Исследовательское судно Роальда Амундсена, Gjøa, застряло во льдах Арктики почти на два года во время его экспедиции Северо-Западного прохода …

Спустя 20 лет с тех пор, как открылось это гигантское колесо в центре города: прыгайте на борт и исследуйте его прошлое (Источник изображения: Pixabay) В течение 20 лет один большой глаз следил за выходками столицы Великобритании…

От ЭЛТ к 4K, OLED к HDR, разберитесь с аббревиатурами, которые ознаменовали преобразование телевизора 26 января 1926 года шотландский изобретатель Джон Логи Бэрд продемонстрировал работающий телевизор в своей лондонской лаборатории. Однако мало …

Что делает национальный парк Мадиди одним из самых разнообразных, но опасных мест в мире? Изображение предоставлено: Getty Images. В 1981 году молодой израильский турист Йоси Гинсберг отправился в неизведанный район…

.

Что это такое и как работает? — Как это работает

«Облако» сейчас является одним из основных модных словечек в вычислительной технике, но для большинства людей его значение довольно, ну, неясно. Тем не менее велики шансы, что вы уже использовали облако, даже если вы не знали об этом в то время. Сервисы обмена медиа, такие как Flickr, Instagram и YouTube? Они используют облако. Клиенты веб-почты, такие как Gmail и Hotmail? Банковские приложения? Те тоже. Читайте дальше, и мы посмотрим, сможем ли мы немного рассеять туман…

По сути, облачные вычисления включают в себя использование возможностей Интернета для выполнения задач, которые вы обычно выполняете на персональном компьютере, — от управления простым хранилищем до сложной разработки и обработки — до обширной и мощной удаленной сети из взаимосвязанных машин.

Этот аутсорсинг удобен для случайных пользователей, которым надоело освобождать место на жестком диске или покупать новое хранилище для всех фотографий кошек / ребенка / еды, которые они не могут перестать делать. Это даже лучше для предприятий, которые хотят использовать облако для обработки и хранения данных, потому что пользователи платят только за то, что они используют.

Подумайте об этом. Раньше компании покупали вычислительную инфраструктуру исходя из того, что, по их расчетам, им может понадобиться сейчас и в ближайшие пару лет.Опасаясь того, что может случиться, если они недооценивают спрос, они склонны перекупать только для того, чтобы оборудование оставалось без дела. Не только это; программное обеспечение для бизнеса стоит дорого. Не говоря уже о серверах, сетях, пропускной способности, питании, охлаждении, офисных помещениях и экспертах, необходимых для установки, настройки и запуска всего caboodle.

Облачные вычисления позволяют предприятиям запускать важные программы и приложения через Интернет, экономя им время, пространство, хлопоты и много-много денег.Биллинг за облачные услуги работает так же, как вы платите за коммунальные услуги, такие как газ и электричество в вашем доме; это с оплатой по факту. Облако также чрезвычайно гибкое. Для выполнения тяжелых задач клиенты получают мгновенный доступ к увеличенной вычислительной мощности на лету. Закончив с этим, они просто возвращают его обратно в облако.

Что такое облако?

Первое, что вам нужно знать, это то, что «облако» существует в удаленных центрах обработки данных, к которым вы получаете доступ через Интернет. Это набор сетевого компьютерного оборудования, которое работает вместе, чтобы обеспечить многие аспекты вычислений в форме онлайн-сервисов.Вы не можете физически прикоснуться к самому оборудованию в публичном облаке, но вы управляете им удаленно через веб-интерфейсы.

Одной из центральных функций облака является виртуализация. Виртуальные машины создаются с помощью программного обеспечения, которое разделяет вычислительную мощность, память и хранилище данной машины на несколько меньших единиц, каждая из которых работает со своей собственной операционной системой. Эта виртуализация позволяет совместно использовать и распределять вычислительные ресурсы в облаке.

Облачные вычисления — это общий термин, который лучше разделить на три категории: инфраструктура как услуга (IaaS) — когда крупные игроки, такие как Amazon и Google, сдают в аренду огромную вычислительную инфраструктуру другим компаниям; Платформа как услуга (PaaS) — онлайн-пространства, где разработчики создают онлайн-приложения для определенных групп пользователей; и «Программное обеспечение как услуга» (SaaS) — клиенты используют программное обеспечение через Интернет.

Даже средний веб-серфер дома взаимодействовал по крайней мере с некоторыми из них. Facebook, Twitter и Gmail — все это примеры облачных приложений SaaS. Одна из вещей, которая делает его настолько мощным, заключается в том, что — в случае первых двух — тысячи, даже миллионы людей могут взаимодействовать с одним и тем же битом информации одновременно.

Другим огромным преимуществом для отдельных пользователей является то, что такие сервисы, как Dropbox и Apple iCloud, позволяют им хранить свои фотографии, электронную почту, музыку, календари, контакты и другие данные в одном месте, доступном с любого удобного устройства.Их можно настроить на автоматическую синхронизацию с облаком, положив конец эпохе возни с USB-кабелями и проклятия себя за то, что принесли на встречу не тот флеш-накопитель. Расслабьтесь! Встреча, которую вы только что записали в телефоне, будет без проблем отображаться в календаре рабочего стола, позволяя вам расслабиться и наслаждаться музыкой, которую вы транслируете из своей коллекции на удаленных серверах.

Облачное хранилище и облачные вычисления

Облачное хранилище включает хранение данных на оборудовании в удаленном физическом месте, к которому можно получить доступ с любого устройства через Интернет.Клиенты отправляют файлы на сервер данных, обслуживаемый облачным провайдером, вместо того, чтобы хранить их на своих жестких дисках (или не только). Dropbox, который позволяет пользователям хранить файлы и обмениваться ими, является хорошим примером. Системы облачного хранения обычно включают в себя сотни серверов данных, связанных между собой главным управляющим сервером, но простейшая система может включать только один.

Облачные вычисления также включают клиентов, подключающихся к удаленной вычислительной инфраструктуре через сеть, но на этот раз эта инфраструктура включает в себя общую вычислительную мощность, программное обеспечение и другие ресурсы.Это освобождает пользователей от необходимости постоянно обновлять и поддерживать свое программное обеспечение и системы, в то же время позволяя им использовать вычислительную мощность обширной сети. Знакомые повседневные услуги, основанные на облачных вычислениях, включают социальные сети, такие как Facebook, клиенты веб-почты, такие как Gmail, и приложения для онлайн-банкинга.

Где мои вещи?

Два слова: дата-центры. Все, что вы загрузили в облако или запускаете из облака, существует на выделенных серверах и в томах хранения, размещенных на огромных складах, часто расположенных в университетских городках, полных таких складов.Центры обработки данных принадлежат поставщикам облачных услуг, которые несут ответственность за поддержание работы серверов.

Задача всех центров обработки данных, больших или малых — и да, некоторые из них могут быть крошечными — состоит в том, чтобы защитить ваши данные от кражи и уничтожения, а также обеспечить их доступность, когда вы захотите получить к ним доступ. У них есть обширные системы охлаждения, чтобы защитить электронику от перегрева, и по крайней мере один резервный генератор на случай отключения электроэнергии.

После того, как вы разместите свои данные в облаке, они могут физически храниться во многих разных местах, странах или даже на континентах, в зависимости от того, где расположены центры обработки данных поставщика услуг.Фактически, облачные провайдеры фактически делают несколько копий загружаемых вами данных и намеренно хранят их в разных местах, чтобы гарантировать, что они не будут уничтожены или станут недоступными в случае, если стихийное бедствие разрушит один из центров.

Физическое местонахождение их хранимых данных не имеет значения для большинства людей, поскольку они могут быть собраны вместе через Интернет почти мгновенно. Но для организаций, использующих облако для определенных конфиденциальных типов данных — правительственных документов или медицинских записей, например, — понимание того, куда направляются данные и какие законы о защите данных и конфиденциальности применяются в этих местах, становится критически важным.

Насколько безопасно облако?

Облако может обещать снять бремя наших постоянно растущих потребностей в хранении данных, но как мы узнаем, что наши данные действительно безопасны, если мы доверяем их поставщику облачных услуг? Какие меры они принимают для решения двух наших самых больших проблем: надежности и безопасности?

Мы уже узнали, что облачные провайдеры хранят резервные копии в разных местах. Системы, которые обнаруживают дым, тушат пожары и обеспечивают аварийное питание, также являются стандартными функциями центров обработки данных, и эти секретные места сильно укреплены, охраняются и внутренне защищены, чтобы не дать злоумышленникам или недовольным сотрудникам физически навредить или украсть оборудование хранения.

Чтобы защитить ваши данные от доступа посторонних, облачные системы используют процессы аутентификации, такие как имена пользователей и пароли, для ограничения доступа и шифрование данных для защиты данных, которые были украдены или перехвачены в пути. И все же пароли можно взломать; часто именно поставщик услуг владеет ключами шифрования ваших данных, а это означает, что к ним могут получить доступ несанкционированные сотрудники; и ваши данные не защищены от поиска и изъятия государственными органами.

Итак, доверять или не доверять? В любом случае вы можете быть уверены, что, поскольку компании, занимающиеся облачными хранилищами, живут и умирают благодаря своей репутации, они прилагают все усилия, чтобы использовать самые передовые методы безопасности и предоставлять максимально надежные услуги.Но суть в том, что мы живем в эпоху, когда национальные правительства были уличены в использовании якобы данных частного облака. Опытным пользователям было бы разумно хранить что-нибудь действительно конфиденциальное на своем персональном компьютере или в частном облаке за брандмауэром и никогда не выгружать его в публичное облако.

Получите 5 месяцев «Как это работает» всего за 5 фунтов стерлингов / 5 долларов США / 5 евро

Для получения дополнительных статей о науке и технике приобретите последнюю копию Как это работает у всех хороших розничных продавцов или на нашем веб-сайте прямо сейчас.Если у вас есть планшет или смартфон, вы также можете загрузить цифровую версию на устройство iOS или Android . Чтобы не пропустить выпуск журнала How It Works, подпишитесь сегодня !

.