Exitonservice.ru

Экситон Сервис
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Лампочка не горит от источника тока в цепи

Лампочка не горит от источника тока в цепи

Физик и обладатель Нобелевской премии Нильс Бор был также и . вратарем сборной Дании по футболу.

—>СТАТИСТИКА —>

—>МЫ ВКОНТАКТЕ —>

—>НЕМНОГО РЕКЛАМЫ —>

Наши спонсоры

  • Уроки Photoshop
  • Онлайн ТВ

На практике часто приходится менять силу тока в цепи, делая ее то больше, то меньше. Так, изменяя силу тока в динамике радиоприемника, мы регулируем громкость звука. Изменением силы тока в электродвигателе швейной машины можно регулировать скорость его вращения.

Во многих случаях для регулирования силы тока в цепи применяют специальные приборы — реостаты.

Простейшим реостатом может служить проволока из материала с большим удельным сопротивлением, например, никелиновая или нихромовая. Включив такую проволочку в цепь источника электрического тока через контакты А и С и передвигая подвижный контакт С, можно уменьшать или увеличивать длину включенного в цепь участка АС. При этом будет меняться сопротивление цепи, а, следовательно, и сила тока в ней, это покажет амперметр.

Реостатам, применяемым на практике, придают более удобную и компактную форму. Для этой цели используют проволоку с большим удельным сопротивлением, а для того чтобы длинная проволока не мешала ее наматывают спиралью.

Один из реостатов (ползунковый реостат) изображен на рисунке а), а его условное обозначение в схемах — на рисунке б).

В этом реостате никелиновая проволока намотана на керамический цилиндр. Над обмоткой расположен металлический стержень, по которому может перемещаться ползунок. Своими контактами он прижат к виткам обмотки.

Электрический ток в цепи проходит от витков проволоки к ползунку, а через него в стержень, имеющий на конце зажим 1. С помощью этого зажима и зажима 2, соединенного с одним из концов обмотки и расположенного на корпусе реостата, реостат подсоединяют в цепь.

Стрелками указано как протекает электрический ток через реостат

Перемещая ползунок по стержню, можно увеличивать или уменьшать сопротивление реостата, включенного в цепь. То есть мы увеличиваем или уменьшаем количество витков по которым протекает электрический ток (чем больше витков, тем больше сопротивление).

Каждый реостат рассчитан на определенное сопротивление (чем больше проволоки намотано, тем большее сопротивление может дать такой реостат) и на наибольшую допустимую силу тока, превышать которую не следует, так как обмотка реостата накаляется и может перегореть. Сопротивление реостата и наибольшее допустимое значение силы тока указаны на реостате (см. рисунок а).

[Значения 6Ω и 3 А означают что данный реостат способен изменять свое сопротивление с 0 до 6 Ом, и ток с силой больше чем 3 Ампера пропускать по нему не стоит.]

Теперь самое время перейти от теории к практике!

Часть 1. Регулировка силы тока в лампочке.

На видео видно, как передвигая ползунок реостата вправо и влево, лампочка горит ярче или тусклее.

Понять принцип опыта можно взглянув на схему (см. рисунок 4).

На рисунке указана схема цепи, которую мы собирали в видео. Полное сопротивление цепи состоит из сопротивления Rл лампочки и сопротивления включенной в цепь части проволоки (на рисунке заштрихована) реостата. Незаштрихованная часть проволоки в цепь не включена. Если изменить положение ползунка, то изменится длина включенной в цепь части проволоки, что приведет к изменению силы тока.

Так, если передвинуть ползунок в крайнее правое положение (точка С), то в цепь будет включена вся проволока, сопротивление цепи станет наибольшим, а сила тока — наименьшей, поэтому нить лампочки будет гореть тускло или совсем не будет гореть (так как эл. ток такой силы не может разогреть спираль лампочки до свечения).

Если же передвинуть ползунок реостата в положение А, то электрический ток совсем не будет идти по проволоке реостата и, следовательно, сопротивление реостата будет равно нулю. Весь ток будет расходоваться на горение лампы, и она будет светить максимально ярко.

Читать еще:  Схема управления одним выключателем двумя лампочками

Часть 2. Включение лампочки от карманного фонаря в сеть 220 В.

Внимание! Не повторяйте этот опыт самостоятельно. Напоминаем, что поражение электрическим током осветительной сети может привести к смерти.

Что произойдет, если включить лампочку от фонарика в осветительную сеть напряжением 220 В? Понятно, что лампочка, рассчитанная на работу от батареек с суммарным напряжением 3,5 Вольт (3 пальчиковых батарейки), не способна выдержать напряжение в 63 раза большее – она сразу перегорит (может и взорваться).

Как тогда это сделать? На помощь придет уже известный нам прибор – реостат.

Нам нужен такой реостат, который способен был задержать бурный поток электрического тока, идущего от осветительной сети, и превратить его в тоненький ручеек электричества, который будет питать нашу хрупкую лампочку не нанося ей вреда.

Мы взяли реостат с сопротивлением 1000 (Ом). Это значит, что если эл. ток будет проходить по всей проволоке этого реостата, то на выходе из него получится ток с силой всего лишь 0,22 Ампер.

I=U/R=220 В / 1000 (Ом) = 0, 22 А

Для питания же нашей лампочки нужно даже более сильное электричество (0,28 А). То есть реостат не пропустит достаточное количество тока, чтобы зажечь нашу маленькую лампочку.

Это мы и наблюдаем во второй части видео, где в крайнем положении ползунка лампочка не горит, а при передвижении его вправо лампочка начинает загораться все ярче и ярче (подвигая ползунок мы запускаем все больше тока).

В определенный момент (на определенном положении ползунка реостата) лампочка перегорает, потому что реостат (при данном положении ползунка) пропустил слишком много электричества, которое и пережгло нить накаливания лампочки.

Так можно ли включить низковольтную лампочку в осветительную сеть? Можно! Только следует задержать все лишнее электричество реостатом с достаточно большим сопротивлением.

Часть 3. Включение лампы на 3,5 В вместе с лампой 60 Вт в сеть 220 В.

Мы взяли лампу мощностью 60 Вт, рассчитанную на напряжение 220 В, и лампочку от карманного фонарика на 3,5 В и силу тока 0,28 А.

Что произойдет, если включить эти лампочки в осветительную сеть напряжением 220 В? Понятно, что 60-ти ваттная лампочка будет гореть нормально (она на это и предназначена), а вот лампочка от карманного фонарика немедленно перегорит при включении ее в сеть (т.к. рассчитана работать от батареек только на 3,5 Вольта).

Но в опыте видно, как при подключении лампочек друг за другом (последовательно) и включении их в сеть 220 В обе лампы горят нормальным накалом и даже не думают перегорать. Даже когда ползунок реостата в крайнем положении (т.е. он не создает никакого сопротивления току) маленькая лампочка не перегорает.

Почему так? Почему даже при выключенном реостате (при его нулевом сопротивлении) лампа не перегорает? Что не дает ей перегореть при таком большом напряжении? И действительно ли напряжение на маленькой лампочке такое большое? Будет ли работать маленькая лампа если заменить лампу мощностью 60 Вт на стоваттную лампочку (100 Вт)?

Вы уже сможете ответить на большинство вопросов, если внимательно следили за ходом рассуждений в предыдущей части статьи. В этом опыте маленькой лампочке не дает перегорать большая лампочка. Она выступает в роли реостата с большим сопротивлением и берет на себя почти всю нагрузку.

Давайте попробуем разобраться как такое может происходить, что маленькая лампочка не перегорает благодаря лампочке в 60 Вт и доказать расчетным методом, что для нормального накала обеих лампочек необходимо одна и та же сила тока.

Читать еще:  Реостатные выключатели для диодных ламп

На помощь в решении этого вопроса нам придет физика, а конкретно ее раздел электричество (изучается в 8 классе).

Как устроена сигнальная лампочка аккумулятора на приборной панели

Когда водитель вставляет ключ в замок зажигания, на панели горит красная лампочка аккумулятора. Затем запускается мотор, и значок гаснет. Так должно быть в норме, индикатор АКБ горит до момента, когда начинает работать ДВС.

В этот промежуток времени, когда включается зажигание, но мотор еще не запущен, происходит самодиагностика систем авто перед стартом двигателя. Кроме лампочки аккумулятора загораются и другие индикаторы. После проверки часть из них гаснет почти сразу, остальные отключаются после запуска ДВС. Если все в порядке с аккумулятором, то при заведенном двигателе на него поступает зарядка, и на панели значок горит несколько секунд, а затем тухнет.

По-другому устройство сигнальной лампочки можно описать следующим образом: включается зажигание, затем напряжение подается через предохранитель на АКБ на приборной панели.

Затем ток проходит через диоды, реле-регулятор, щетки, контактное кольцо и обмотку. После запуска ДВС напряжение выравнивается на выводах лампы, и значок гаснет. При этом происходит зарядка АКБ. Если в системе автомобиля есть какая-либо неисправность, лампочка аккумулятора не гаснет после проверки либо ее значок периодически появляется на приборной панели.

Работа контрольной лампы завязана на генератор, хотя он и является отдельным элементом. Систему устроена довольно просто. К лампочке аккумулятора подключаются две электрические цепи.

Выглядит эта схема так:

  1. Лампа – блок предохранителей – зажигание – генератор – аккумулятор.
  2. Генерирующее устройство – контрольная лампа (соединение происходит напрямую).

Работа АКБ зависит от напряжения на обоих входах. Если ток поступает одинаково, лампочка аккумулятора гаснет, а если по-разному, загорается. Это объясняет, почему должны быть присоединены две цепи.

Как это работает. Водитель включает зажигание. При этом в первую цепь идет ток от аккумулятора на лампу, а во второй напряжения от генератора нет, потому что двигатель еще не работает. На щитке приборов загорается красный индикатор. После этого автовладелец заводит мотор, начинает работать генератор, во второй цепи появляется напряжение. Лампочка гаснет. При этом в первую сеть тоже начинает поступать ток от генерирующего устройства.

Когда горит лампочка аккумулятора, в системе автомобиля происходит проверка: все ли в порядке с зарядкой, есть ли напряжение. Некоторые считают, что в этот момент происходит полная диагностика машины перед запуском двигателя, но это не так.

Рекомендуем

При поломке генератора во время движения напряжение перестает поступать во вторую цепь. Зарядка идет только от аккумулятора в первую цепь. На панели снова появляется красный значок сигнальной лампы.

Причины по которым горит лампочка зарядки аккумулятора

На самом деле причин того, что загорелась лампочка аккумулятора и не гаснет существует множество. К ним можно отнести:

  • Ослабление натяжения ремня на генератор, его износ или повреждение;
  • перегорание предохранитель или ухудшение качества контакта в разъемах монтажного блока;
  • поломка реле-регулятора, диодного моста, дополнительных диодов;
  • появление обрыва в цепи возбуждения генератора;
  • снижение качества контакта на клеммах АКБ или выводе генератора;
  • износ щеток генератора;
  • отсутствие качественного контакта провода массы.

Проблема вторая – тусклое освещение

Когда светодиодная лампа тускло горит — чаще всего она подключена не правильно

Когда тускло горит светодиодная лампа, очевидно, что в выключателе перепутаны фазовый и нулевой провод.

Исправляется все просто: разбирается выключатель и с помощью индикатора определяется фаза. После этого цепь в помещении обесточивается, и провода меняются местами.

Помните – всегда разрывается фаза, а не ноль.

В ряде случаев «виноват» включатель с подсветкой, постоянно пропускающий через себя на лампу небольшой ток. Данные устройства между собой несовместимы, поэтому выключатель нужно заменить на обычный или демонтировать подсветку из существующего.

Читать еще:  Диммер для лампочки с розеткой

Определение работы электрической цепи

На практике определить замкнута или разомкнута цепь можно несколькими способами. Наиболее распространенным способом является индикация. Например, такие электробытовые приборы как светильники не нуждаются в индикации и их включение можно определить визуально, то есть если светильник светит, значит цепь замкнута.

Другой вопрос – как определить цепь с нагревательными или удаленными приборами? Как правило, такая техника как утюг, конвектор, электроплита и др. оснащаются индикаторной лампочкой, свечение которой оповещает о замкнутой цепи и работе прибора. При нагревании до определенной температуры, термостат отключается, разрывая цепь, и лампочка потухает. После остывания на величину температурного гистерезиса, термостат снова включает цепь, в результате чего лампочка индикатора снова светится.

Индикация позволяет определить лишь наличие тока в цепи, а его величина определяется с помощью амперметра, включенного в цепь последовательно. Применяются также бесконтактные измерительные приборы – токоизмерительные клещи. Это портативный прибор, с помощью которого можно измерить электрический ток в изолированном проводнике. Наличие тока всегда свидетельствует о том, что цепь замкнута.

Предохранитель

Причиной отказа лампы на приборной панели может стать перегоревший предохранитель. При этом, обычно отказывают несколько приборов сразу. При появлении такого признака просто необходимо проверить предохранитель. Он расположен в монтажном блоке. Отыскать его можно по схеме на крышке блока. Для проверки предохранитель извлекают из монтажного блока.

Самым простым способом будет установка заведомо исправного предохранителя. Если причина в этом, то лампочка, при включении зажигания, должна загореться. Также предохранитель можно проверить, замерив сопротивление мультиметром.

Энергия магнитного поля

Вспомним второй опыт с лампочкой, которая не горит при замкнутом ключе и ярко вспыхивает при размыкании цепи. Мы непосредственно наблюдаем, что после размыкания ключа в лампочке выделяется энергия. Но откуда эта энергия берётся?

Берётся она, ясное дело, из катушки — больше неоткуда. Но что за энергия была запасена в катушке и как вычислить эту энергию? Чтобы понять это, продолжим нашу электромеханическую аналогию между индуктивностью и массой.

Чтобы разогнать тело массы из состояния покоя до скорости , внешняя сила должна совершить работу . Тело приобретает кинетическую энергию, которая равна затраченной работе: .

Чтобы после замыкания цепи ток в катушке индуктивности достиг величины , источник тока должен совершить работу по преодолению вихревого электрического поля, направленного против тока. Работа источника идёт на создание тока и превращается в энергию магнитного поля созданного тока. Эта энергия запасается в катушке; именно эта энергия и выделяется потом в лампочке после размыкания ключа (во втором опыте).

Индуктивность служит аналогом массы ; сила тока является очевидным аналогом скорости . Поэтому естественно предположить, что для энергии магнитного поля катушки может иметь место формула, аналогичная выражению для кинетической энергии:

(тем более, что правая часть данной формулы имеет размерность энергии — проверьте!).

Формула (3) действительно оказывается справедливой. Уметь её выводить пока не обязательно, но если вы знаете, что такое интеграл, то вам не составит труда понять следующие рассуждения.

Пусть в данный момент сила тока через катушку равна . Возьмём малый промежуток времени . В течение этого промежутка приращение силы тока равно ; величина считается настолько малой, что много меньше, чем .

За время по цепи проходит заряд . Вихревое электрическое поле совершает при этом отрицательную работу:

Источник тока совершает такую же по модулю положительную работу (сопротивлением катушки, напомним, мы пренебрегаем, так что вся работа источника совершается против вихревого поля):

Интегрируя это от нуля до , найдем работу источника , которая затрачивается на создание тока :

Эта работа превращается в энергию магнитного поля созданного тока, и мы приходим к формуле (3) .

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector