Какие есть реостат выключатели

Выключатели с регулятором яркости — диммеры для разных типов ламп

Раньше регулирование освещенности помещений проводилось реостатом. Существенным недостатком у этих приборов было большое потребление электроэнергии, независимо от яркости. При минимальной мощности лампы электричество расходовалось в том же количестве, что и при максимальной, поскольку большая часть нагревала реостат.

Регулирование освещения в комнате

Преимущества и недостатки

Сейчас регулятор электрической нагрузки (диммер) можно купить в магазине электротоваров. Он применяется в основном для изменения яркости ламп разных типов и имеет следующие преимущества:

• изменение интенсивности свечения ламп;
• задание автоматического изменения яркости Автоматический диммер свечения с помощью таймера;
• дистанционное управление;
• используется как выключатель и для задания режимов свечения ламп: плавное изменение, создание световых картин, мигание;
• увеличение долговечности ламп за счет плавного пуска;
• экономия потребляемой электроэнергии.

Регуляторы имеют недостатки:

• посторонние помехи мешают работе устройств, у которых отсутствуют фильтры;
• генерация помех для других приборов, принимающих радиосигналы;
• не все устройства экономят электроэнергию;
• выход из строя при малых нагрузках.

Типы диммеров

Простейшее устройство с регулировкой имеет выключатель и поворачиваемую ручку. От положения потенциометра зависит яркость регулятора. Диммер подходит для управления лампами накаливания и галогенными. По мощности он подбирается не менее чем на 15% выше подключаемой максимальной нагрузки. У него должна быть встроенная защита от короткого замыкания. Самый простой вариант – это плавкий предохранитель.

Диммер бывает следующих типов:

1. Накладной. Чаще всего содержит вспомогательный реостат и используется для светодиодных лент.
2. Проходной – для больших площадей помещений.
3. Двух- и многоканальные – выбираются по количеству ламп и режимов контроля.

Где не надо устанавливать диммеры?

1. В местах общего пользования, где частое применение не позволит выполнять их основные функции. Везде можно устанавливать встроенные в выключатели приборы плавного включения ламп, позволяющие увеличить срок их службы.
2. В местах, где нет определенности с установкой светильников.

Способы регулирования

1. Механический – поворот ручки. Сначала диммер включается до щелчка, а затем делается установка яркости. Поворотно-нажимное устройство удобнее, поскольку можно применять выключатель с постоянной настройкой регулятора.
2. Электронный: кнопочный, клавишный. Можно использовать как выключатель и регулятор.
3. Сенсорный – на панели управления реализуется множество разных функций.
4. Дистанционный – управление по радиосигналу или с помощью ИК-пульта.

Типы ламп для диммеров

• Лампы накаливания и галогенные на 220В. Для изменения силы света могут применяться любые диммеры, поскольку нагрузка только активная (не обладает индуктивностью и емкостью). Недостатком является смещение спектра в сторону красного цвета при снижении напряжения. Ограничение по мощности у светорегуляторов существует в пределах 60-600 Вт.
• Низковольтные галогенные лампы. Для них применим понижающий обмоточный трансформатор, к которому требуется регулятор, способный работать с индуктивной нагрузкой. На нем присутствует маркировка RL. При использовании электронного трансформатора устанавливаются емкостные нагрузки.

Для галогенных ламп необходимо плавное изменение напряжения, что увеличивает срок их службы. Последние модели определяют тип нагрузки и подстраиваются под него, изменяя алгоритм управления. Можно одновременно регулировать разные группы ламп: накаливания и галогенные.

• Люминесцентные лампы. Если они запускаются через выключатель, стартер тлеющего разряда и электромагнитный дроссель, обычный диммер и реостат к ним не подходят. Здесь нужна электронная пускорегулирующая аппаратура (ЭПРА).
• Светодиодные лампы. Для них регулирование напряжения приводит к изменению спектра. Поэтому светодиоды регулируются изменением длительности подаваемых импульсов. Мерцание при этом не замечается, так как частота их следования достигает 300 кГц.

Подключение регуляторов к нагрузке

Подключение к нагрузке производится последовательно (рис. а). Регулятор работает также, как выключатель, но последний целесообразно устанавливать отдельно, поскольку при выходе из строя от частых переключений придется менять дорогостоящий диммер на новый.

Схемы подключения диммеров

Главным требованием является соблюдение полярности. Фаза всегда подключается к входной клемме диммера, обозначенной буквой L, а с выходной –провод идет на лампу. Обнаружить фазу можно индикатором напряжения.

В разрыв провода фазы часто устанавливают выключатель (рис. б). Он располагается ближе к двери, а диммер – около кровати, чтобы было удобно управлять.

Можно установить еще один регулятор и подключить их между собой параллельно (рис. в). Для этого в распределительную коробку следует провести по 3 провода от каждого устройства. Подобную коммутацию, похожую на проходные выключатели, делают в длинных коридорах.

Применение диммеров отличается по количеству нагрузок. Одинарный метод заключается в подключении одного прибора или объединенных в общую группу. Следующий способ управления основан на акцентных подсветках для выделения отдельных зон.

Регулируемая подсветка помещения

Подключение диммера

Регулятор крепится в монтажной коробке как обычный выключатель. Сначала его подключают при отсутствии напряжения в подводящих проводах, а затем устанавливают в коробку. Затем надеваются рамка и ручка регулирования яркости.

Схемы

Основная схема регулирования интенсивности света ламп у большинства обычных приборов одинакова. Различие заключается только в дополнительных деталях для обеспечения более плавного управления и создания устойчивости на нижних пределах.

Для подачи напряжения на лампу следует открыть симистор (рис. а). Для этого между электродами надо создать напряжение.

Схемы с симисторной регулировкой для ламп накаливания: а – простейшая; б – усовершенствованная

В начале положительной полуволны заряжается конденсатор C через переменный резистор R. При достижении определенного значения симистор открывается. При этом загорается лампа. Затем симистор закрывается и аналогичная ситуация происходит на отрицательной полуволне, поскольку полупроводники пропускают ток в обоих направлениях.

Таким образом, на лампочку поступают «обрубки» полуволн с частотой 100Гц, чего не было, когда применялся реостат. Со снижением яркости все в большей степени проявляется мерцание света. Чтобы этого не было, в схему добавляются детали, как изображено на рис. б. Симисторы устанавливаются по действующей нагрузке, а допустимое напряжение составляет 400В.

Подбирая величины резисторов и конденсаторов, можно менять начальный и конечный моменты зажигания и стабильность свечения лампы.

Для светодиодных ламп

Несмотря на экономичность светодиодных ламп, гирлянд и лент, вопросы энергосбережения также к ним относятся. Часто возникает потребность снижения яркости свечения. Светодиодные лампы с обычными диммерами не работают и в процессе регулирования быстро выходят из строя. Для этого применяются специальные регуляторы двух разновидностей: изменение напряжения питания, управление методом широтно-импульсной модуляции – ШИМ (интервалов включения нагрузки).

Устройства с регулировкой освещенности путем изменения напряжения дорогие и громоздкие (реостат или потенциометр). При этом они плохо подходят к низковольтным лампам и включаются только при 9В и 18В.

Современный регулятор является сложным устройством, обеспечивающим плавный запуск ламп, управление яркостью и задание режимов переключения света по таймеру.

Светодиодная лампа отличается от обычных лент и сборок, подключить которые можно только с помощью дополнительных устройств. Ее основные особенности следующие:

1. Наличие стандартных цоколей типов E, G, MR для подключения.
2. Возможность работы с сетью без дополнительных приспособлений. Если лампа питается напряжением 12В, в ее характеристиках вспомогательные устройства оговариваются.
3. Создаваемый световой поток не должен существенно отличаться от стандартных значений.

Для обеспечения необходимого режима работы внутри лампы встраивается драйвер, выполняющий полезные функции. Если он предусматривает диммирование, в паспорте и на упаковке об этом сказано. Яркость таких ламп при этом может регулироваться с помощью обычных регуляторов.

Если диммирование не предусмотрено, следует приобретать специальные устройства управления с ШИМ-регулировкой. Они различаются типами установки:

• модульные (в распределительных щитках) с управлением от выносных регуляторов, дистанционных пультов или по специальным шинам;
• расположенные в монтажной коробке, как под выключатель, с поворотным или кнопочным управлением;
• выносные блоки, монтируемые в потолочных конструкциях (для точечных светильников и светодиодных лент).

Регуляторы на основе ШИМ работают на дорогостоящих микроконтроллерах, не подлежащих ремонту. Проще изготовить самодельное устройство на базе простой микросхемы. Диммер, изготовленный на основе таймера NE555, устойчиво работает при напряжении 3-18 В с выходным током до 0,2 А.

Схема диммера для светодиодных ламп

Периодичность колебаний обеспечивается генератором, состоящим из резистора и конденсатора. Величиной переменного резистора можно задавать интервал включения и отключения нагрузки на выходе 3 микросхемы. Полевой транзистор здесь служит усилителем мощности, поскольку микросхема не справится с нагрузкой от светодиодных ламп. Если ток через них превышает 1А, для транзистора необходим радиатор охлаждения.

Диммер можно подключить к RGB лентам для синтеза света. Только здесь потребуется 3 устройства: по одному на каждый цветовой канал, а затем на все вместе устанавливается один общий выключатель.

Для люминесцентных ламп

Регулирование яркости ламп может производиться с помощью ЭПРА, выполняющих главную функцию их запуска. Простая схема приведена на рис. ниже.

Управление люминесцентной лампой с помощью ЭПРА

Напряжение на лампу подается с генератора частоты 20-50 кГц. Контур, образованный емкостью и дросселем, входит в резонанс и зажигает лампу. Чтобы изменить силу тока и тем самым интенсивность света, надо изменить частоту. Диммирование производится только после выхода лампы на полную мощность.

Регулируемый ЭПРА создается на базе контроллера IRS2530D с 8 выводами. Устройство является полумостовым драйвером на 600 В с функциями запуска, диммирования и защиты от выхода из строя. Интегральная схема позволяет реализовать все необходимые способы регулирования через 8 выводов и применяется во многих способах изменения яркости ламп.

Блок-схема электронного управления люминесцентными лампами

Выбор. Видео

Про правильный выбор диммеров лучше заранее узнать из видео.

При покупке диммера следует внимательно изучить его технические характеристики и определить, для каких типов ламп он предназначен. Правильный выбор устройства позволяет легко подключить его своими руками без помощи специалистов.

Выключатель с регулятором яркости

Регулировка яркости светильников может понадобиться для снижения уровня освещенности, приглушения света. Современная электроника позволяет делать это, применив простейшие и малогабаритные устройства, которые называются диммеры. Диммерный выключатель, кроме обычной функции включения/ выключения ламп, регулирует величину подаваемого на них напряжения, изменяя, таким образом, яркость свечения.

Кроме уменьшения яркости, происходит значительное снижение энергопотребления и продление срока службы источника света. При включении в сеть лампы накаливания (обычной или галогенной) происходит бросок тока, поскольку холодная спираль имеет низкое омическое сопротивление, и, пока спираль не прогреется, через нее протекает большой ток. Хоть это время составляет доли секунды, подавляющее количество отказов ламп происходит в момент включения. Выключатель света с регулировкой позволяет снизить первоначальный импульс тока через лампу. Плавный разогрев нити накаливания приводит к увеличению срока службы ламп.

Принцип регулировки

Регулировка освещенности может осуществляться двумя методами:

• Реостатным;
• Симисторным.

Реостатный метод

Первое, что приходит на ум, когда идет речь об изменении напряжения или силы тока, – это включение в цепь последовательно с источником света токоограничивающего элемента, резистора. Переменный резистор для такого применения именуется реостатом, а сам принцип регулировки – реостатным. Достоинствами такого решения являются простота и абсолютное отсутствие помех, а также мерцания ламп. Но на этом все достоинства заканчиваются. Поводом отказа от регулировки при помощи резисторов послужила крайне низкая эффективность регулирования напряжения. Ведь, если внимательно разобраться, то даже неискушенному потребителю становится ясно, что излишек напряжения остается на резисторе. Данное падение напряжения выделяется в виде тепла. Это вынуждает делать реостаты с большой допустимой мощностью рассеивания и решать проблемы отвода излишков тепла.

Обратите внимание! Реостатный метод не дает никакого выигрыша в энергопотреблении, напротив, при снижении напряжения на нагрузке общий КПД падает, поскольку большая часть электроэнергии преобразуется в тепловую.

Симисторный метод

Основная методика регулировки яркости осветительных приборов в настоящее время – использование симисторов. Симистор представляет собой полупроводниковый прибор, который имеет три вывода, два из которых подключаются в цепь нагрузки, а на третий – подается управляющее напряжение, которое позволяет осуществлять коммутацию цепи нагрузки.

Переменный ток, который используется для питания ламп, имеет форму синусоиды. При частоте 50 Гц, которая у нас является стандартной, за одну секунду ток изменяет свою величину от нулевого значения до максимального 100 раз (здесь учитывается тот факт, что как положительный, так и отрицательный участки синусоиды равнозначны).

Управляя работой симистора, можно прерывать подачу электрического тока на определенном участке синусоиды. Чем большая часть ее будет отсечена от нагрузки, тем меньше будет яркость свечения ламп.

Обратите внимание! Некоторые источники говорят о тиристорных регуляторах. Это не принципиально. Тиристор отличается от симистора только тем, что работает с напряжением одной полярности. Для включения в цепь переменного тока нужен дополнительный диодный мост, а симистор в мосте не нуждается, но работают они абсолютно одинаково.

При симисторном регулировании есть недостаток: в момент коммутации симистора, особенно, если это приходится на участок синусоиды, близкий к максимальному, возникает всплеск мощных помех, способных нарушить нормальную работу различной аппаратуры. В частности, помехи очень хорошо слышны при работе радиоприемников. Для снижения уровня помех приходится устанавливать дополнительные фильтры, усложняющие конструкцию. При минимальной яркости может быть заметно мерцание ламп, поскольку увеличивается пауза между включенным и отключенным состояниями.

На заметку. Несомненным достоинством является электронная регулировка, благодаря чему можно сделать управление при помощи микроконтроллеров и ввести дополнительные функции.

В цепях постоянного тока диммирование производится при помощи широтно-импульсного модулирования. Вместо постоянного тока питание подается в виде импульсов высокой частоты. Изменяя соотношение длительности (ширины) импульсов и пауз между ними, регулируют средний уровень напряжения. Для того чтобы сделать незаметным мерцание, частоту следования импульсов делают большой.

Конструктивное исполнение

По конструктивному исполнению и особенностям применения диммируемые выключатели света делятся на две группы:

• Модульного исполнения;
• Предназначенные для монтажа вместо обычных выключателей.

Модульные выключатели не предназначены для бытового использования и монтируются в силовых щитах. Обычно ими осуществляют диммирование подъездного освещения.

Наиболее распространенная конструкция модульных устройств имеет кнопочное регулирование яркости освещения. Однократное нажатие на кнопку включает либо выключает освещение, а продолжительное (более 5 секунд) позволяет войти в режим регулировки и установить желаемый уровень напряжения на выходе.

Некоторые модели имеют дополнительную регулировку максимального и минимального значений напряжения.

Бытовые регулируемые выключатели имеют большое разнообразие вариантов исполнения. В основной своей массе они предназначены для установки в стандартные монтажные коробки для обычных выключателей, поэтому нет необходимости прибегать к особым мерам по монтажу.

Разновидности комнатных светорегуляторов

Комнатные регуляторы освещения условно делятся на две группы:

• Механические;
• Сенсорные.

Наиболее простую конструкцию имеют механические регуляторы. На внешней поверхности имеется ручка регулировки, насаженная на вал переменного резистора.

Обратите внимание! То, что освещение регулируется при помощи переменного резистора, не говорит о том, что данное устройство работает по реостатному способу. Переменный резистор изменяет параметры управляющих импульсов, подаваемых на тиристор.

Несомненное достоинство таких регуляторов состоит в том, что в выключенном положении провода сети механически разомкнуты, а включение света происходит всегда только с минимального уровня напряжения.

В свою очередь, сенсорные устройства также насчитывают большое количество вариантов, в том числе:

• Сенсорный включатель с механической регулировкой;
• Сенсорный выключатель с регулятором яркости без механических приспособлений.

Первый тип полностью идентичен приведенному выше механическому регулятору, за исключением того, что включение и выключение света происходит путем прикосновения к чувствительному элементу. Освещение включается сразу на заранее выставленный уровень.

Полностью электронные устройства выполняют регулировку по заданному алгоритму путем прикосновения к соответствующим чувствительным элементам. Наличие встроенного микроконтроллера позволяет осуществлять программирование устройства по множеству алгоритмов работы. Можно выставить желаемый уровень освещения в определенное время суток. Регуляторы с микроконтроллером, де-факто могут использоваться с пультом дистанционного управления.

Все перечисленные варианты могут быть предназначены как для регулировки освещения одного осветительного прибора, так и для нескольких. Внешне они отличаются наличием нескольких клавиш, визуально отделенных друг от друга.

Типы используемых ламп

В быту используется несколько типов ламп освещения:

• Обычные лампы накаливания;
• Галогенные лампы;
• Люминесцентные (экономки);
• Светодиодные.

Каждый тип ламп требует своего подхода к регулировке. Для ламп накаливания и галогенных регуляторы не отличаются. Основной критерий выбора состоит в учете возможной коммутируемой мощности ламп и подключаемого регулятора.

Основная часть регуляторов предназначена для управления лампами накаливания, поскольку здесь наиболее просто манипулировать регулировкой. Обычно используется симисторный метод управления с отсечкой части синусоиды переменного тока.

Недостатком ламп накаливания является тот факт, что при снижении напряжения понижается температура спирали, и спектр излучения смещается в красную область.

Изменение яркости светодиодных источников света встречает ряд затруднений, в частности такие:

• LED элементы имеют узкий диапазон допустимых значений токов и, соответственно, малые пределы регулировки. При их превышении светодиод выходит из строя, а при значительном снижении просто перестает излучать световую энергию, поскольку имеет некоторое пороговое значение открытия;
• LEDлампы выпускаются в трех вариантах питания:

1. Непосредственно от сети переменного тока 220В;
2. Через понижающий трансформатор;
3. При помощи постоянного тока.

Светодиоды для включения в сеть 220В имеют собственный драйвер, поэтому использование обычного диммера невозможно. Трансформатор низковольтных ламп нельзя подключать к регулятору по той причине, что выходное напряжение отличается от синусоидального, на работу в котором рассчитан трансформатор.

Единственно возможный вариант управления – использование широтно-импульсной модуляции. Здесь регулируется не уровень напряжения, а длительность подаваемых импульсов. Это стало возможным благодаря тому, что светодиоды не имеют задержки на включение и могут работать при подаче импульсов сколь угодно малой длительности. Чтобы не было заметным мерцание, частота следования импульсов питания делается высокой. Диммеры, работающие по такому принципу, имеют специальную маркировку и требуют для управления LED лампы, которые могут использоваться в регулируемых системах освещения.

Важно! Специальные модели LED ламп имеют особые драйверы для питания от сети 220В при помощи классических диммеров. Данные драйверы сами выполняют широтно-импульсную модуляцию, в зависимости от уровня питающего напряжения.

Не существует регуляторов, предназначенных для регулировки яркости люминесцентных ламп. Это связано с особенностями их работы и включения:

• Для поджига разряда требуется импульс высокого напряжения, который вырабатывается пускорегулирующей аппаратурой лампы;
• Дуговой разряд работоспособен в узком диапазоне режима питания.

Включение регуляторов

Как правило, регуляторы освещения имеют два вывода и устанавливаются вместо обычного выключателя. Есть тонкости при установке электронных регуляторов.

Их монтаж желательно выполнять последовательно с классическим выключателем, который позволяет коммутировать освещение, вне зависимости от положения регулятора.

Как и механические выключатели, диммеры выпускаются для использования в проходном режиме. Два регулятора, установленных в различных частях помещения, позволяют выполнять управление освещением при помощи любого из них. Такие устройства содержат в себе переключатель с нормально замкнутыми и нормально разомкнутыми контактами и опознаются по наличию трех клемм для подключения. Схема включения приводится на тыльной стороне устройства.

Меры предосторожности

Освещение с регуляторами с механическим выключением не требует принятия особых мер предосторожности, кроме общепринятых, поскольку при выключенном положении регулятора цепь разомкнута полностью механическим выключателем. В электронных устройствах цепь полностью коммутируется симистором, механическое отключение отсутствует, и есть гальваническая связь между выводами симистора. При наличии дефекта в управляющем элементе возможна ситуация, когда на клеммах лампового патрона присутствует некоторый потенциал. Работа в сетях с электронными регуляторами требует полного отключения питающего напряжения на распределительном щите.

Регулируемый источник освещения не только повышает комфорт, но и служит средством для снижения затрат на электроэнергию и замену ламп. В основном установка переключателей с регулировкой осуществима неподготовленным пользователем, но в ряде случаев требуется наличие опыта. Перед тем, как подключить регулятор освещения, требуется взвесить свои возможности, а лучше воспользоваться услугами профессионального электрика.

Видео

Реостаты. Виды и устройство. Работа и особенности

Во многих электронных устройствах для регулирования громкости звука необходимо изменять силу тока. Рассмотрим устройство (реостаты), с помощью которого можно изменять силу тока и напряжение. Сила тока зависит от напряжения на концах участка цепи и от сопротивления проводника: I=U/R. Если изменять сопротивление проводника R, тогда будет меняться сила тока.

Сопротивление зависит от длины L, от площади поперечного сечения S и от материала проводника – удельного сопротивления. Для того чтобы изменять сопротивление проводника, нужно менять длину, толщину или материал. Весьма удобно изменять длину проводника.

Например, цепь, состоящая из источника тока, ключа, амперметра и проводника в виде резистора АС из проволоки с большим удельным сопротивлением.

Перемещая контакт С по этой проволоке, можно менять длину проводника, которая задействована в цепи, тем самым изменять сопротивление, а значит, и силу тока. Следовательно, можно создать устройство с переменным сопротивлением, с помощью которого можно изменять силу тока. Такие устройства имеют название реостатами.

Реостат – это устройство с изменяемым сопротивлением, которое служит для регулировки силы тока и напряжения.

Устройство реостата

На цилиндр, выполненный из керамики, намотан металлический проводник, который сделан из материала с большим удельным сопротивлением. Сделано это для того, чтобы при небольшом изменении длины существенно менялось сопротивление. Этот металлический провод называется обмоткой. Он так называется, потому что намотан на керамический цилиндр.

Концы обмотки выведены к зажимам, которые называются клеммами. В верхней части реостата есть металлический стержень, который тоже заканчивается клеммами. Вдоль металлического стержня и вдоль обмотки может перемещаться скользящий контакт, который называется ползунком. Так как скользящий контакт имеет такое название, то подобный реостат называется ползунковым реостатом.

Принцип действия

Ползунковый реостат подсоединен в цепь через две клеммы: нижнюю с обмотки и верхнюю клемму, там, где металлический стержень. При подключении его в цепь, таким образом, ток через нижнюю клемму проходит по виткам обмотки, а не поперек витков. Далее ток проходит через скользящий контакт, потом по металлическому стержню, и опять в цепь.

Таким образом, в цепи задействована только часть обмотки реостата. Когда ползунок перемещается, то меняется сопротивление той части обмотки реостата, которая находится в цепи. Изменяется длина обмотки, сопротивление и сила тока в цепи.

Необходимо обратить внимание, что ток в той части реостата, по которой он проходит, идет по каждому витку обмотки, а не поперек них. Это достигается тем, что витки обмотки изолированы между собой тонким слоем изоляционного материала. Разберемся, как осуществляется контакт между витками обмотки и ползунком.

При движении по обмотке ползунок движется по ее верхнему слою, который имеет зачищенный участок изоляции на пути ползунка. Так осуществляется контакт между ползунком и витком обмотки. Между собой витки изолированы.

На схеме изображена цепь с источником тока, выключателем, амперметром и ползунковым реостатом. При перемещении ползунка реостата меняется его сопротивление и сила тока в цепи.

Ползунковый реостат можно подключать к цепи при помощи двух клемм: верхней и нижней. Но реостаты подключаются и по-другому.

Реостат можно подключить через три клеммы. Две нижние клеммы соединяются с концами обмотки, и один провод с верхней клеммы. Напряжение подается на всю обмотку, а снимается напряжение только с части обмотки. Ползунок делит реостат на два резистора, которые соединены последовательно.

Общее напряжение равно сумме напряжений каждого резистора. Поэтому выходное напряжение меньше входного значения. Выходное напряжение меньше, чем входное во столько раз, во сколько сопротивление части обмотки меньше, чем сопротивление всей обмотки. То есть, реостат делит напряжение, и называется делителем напряжения или потенциометром.

Виды и особенности реостатов

Реостат в виде тора

Два крайних зажима – это концы обмотки, а средний зажим соединен с ползунком. Вращая ползунок по обмотке, можно изменить сопротивление и сила тока в цепи.

Рычажные реостаты

Они получили такое название, потому что в его нижней части находится переключатель – рычаг. С помощью него можно включать разные части спирали резисторов. На рисунке показан принцип работы рычажного реостата.

Рычажный реостат изменяет силу тока скачкообразно, в то время как ползунковый реостат меняет силу тока плавно. Если в цепи будет присутствовать резистор, то при перемещении ползунка на ползунковом реостате или при переключении рычага рычажного реостата будет меняться сила тока и напряжение на концах резистора.

Штепсельные

Такие устройства состоят из магазина сопротивлений.

Это набор различных сопротивлений. Они называются спирали-резисторы. При помощи штепселя можно включать или выключать разные спирали-резисторы. Когда штепсель находится в перемычке, то больший ток идет через перемычку, а не через резистор. Таким образом, резистор отключается. Используя штепсель, можно получать разные сопротивления.

Материалы и охлаждение

Основным элементом в устройстве реостата является материал изготовления, по виду которого реостаты делятся на несколько видов:

• Угольные.
• Металлические.
• Жидкостные.
• Керамические.

Электрический ток в сопротивлениях преобразуется в тепловую энергию, которая должна каким-то образом отводиться от них. Поэтому реостаты также делятся по типу охлаждения:

• Воздушные.
• Жидкостные.

Жидкостные реостаты разделяются на водяные и масляные. Воздушный вид используется в любых конструкциях приборов. Жидкостное охлаждение применяется только для металлических реостатов, их сопротивления омываются жидкостью, либо полностью в нее погружены. Нельзя забывать, что охлаждающая жидкость также должна охлаждаться.

Металлические реостаты

Это конструкция реостата с воздушным охлаждением. Такие модели приобрели популярность, так как легко подходят для различных условий работы своими электрическими, тепловыми характеристиками, а также формой конструкции. Они бывают с непрерывным или ступенчатым типом регулировки сопротивления.

В устройстве имеется подвижный контакт, скользящий по неподвижным контактам, расположенным в этой же плоскости. Неподвижные контакты выполнены в виде винтов с плоскими головками, пластин или шин. Подвижный контакт называется щеткой. Он бывает мостиковым или рычажным.

Такие виды реостатов делят на самоустанавливающиеся и несамоустанавливающиеся. Последний вид имеет простую конструкцию, но ненадежен в применении, так как контакт часто нарушается.

Масляные

Устройства с масляным охлаждением повышают теплоемкость и время нагревания вследствие хорошей теплопроводности масла. Это делает возможным повышение нагрузки на небольшое время, снижает расход материала изготовления сопротивления и габариты корпуса реостата.

Детали, погружаемые в масло, должны иметь значительную поверхность для хорошей отдачи тепла. В масле увеличиваются возможности контактов на отключение. Это является преимуществом такого вида реостатов. Благодаря смазке на контакты можно прилагать повышенные усилия. К недостаткам можно отнести риск возникновения пожара и загрязнение места установки.

Мерцание, жужжание: выключатели и умные розетки

Содержание

• 1 Мерцание
  • 1.1 Вспыхивают или мерцают отключенные лампы-эргономки, кольцо Станции
  • 1.2 Причины утечки
  • 1.3 Хорошо это или плохо?
  • 1.4 Что можно сделать?
  • 1.5 Шунт: зачем он нужен
  • 1.6 Как подключается шунт
  • 1.7 Что можно использовать в качестве шунта
  • 1.8 Важные предупреждения
• 2 Жужжание, щелчки, писк
  • 2.1 Выключательнагрузка не вспыхивает, но издаёт звуки
  • 2.2 Доработка заводского шунта
  • 2.3 Заливка сборки эпоксидкой
• 3 Немного теории для самых терпеливых
  • 3.1 Какое сопротивление будет у предложенного конденсатора?
  • 3.2 А почему конденсатор не греется?

Мерцание

Вспыхивают или мерцают отключенные лампы-эргономки, кольцо Станции

Вспыхивающая эргономичная лампа:
https://wiki.yaboard.com/w/%D0%A4%D0%B0%D0%B9%D0%BB:Lamp_flash_640_360.mp4
Пульсирующее кольцо Яндекс.Станции на отключенном фильтре:

Хотя на сегодня и зафиксирован ряд артефактов и экспериментов, «опрокидывающих» современную физику, мы сразу примем для простоты то, чему нас учили ещё в школе.

Ток ( от слова «течь») протекает по проводнику. Ему необходима замкнутая цепь. И ему необходим подключенный источник питания.

Но почему, когда мы отключаем свет (или за нас это делает «умная» розетка), то нередко видим еле заметное мерцание (или свечение, или периодические вспышки — зависит от типа лампы и её схемы) светодиодных и люминесцентных «эргономок»? Ведь мы уже разорвали цепь!

Причины утечки

Основные причины утечки:

1. выключатель с неоновой или светодиодной подсветкой (исключая проходные выключатели, если они верно подключены);
2. диммер (регулятор плавного изменения яркости);
3. датчик звукадвижения или умный выключатель, «законно» питающийся этими микротоками, тк при установке их вместо обычных выключателей, как правило, нет возможности взять полноценное питание;
4. не обеспечивающая полного размыкания «умная» розетка, включенная так, что реле размыкает ноль, а не фазу (для маломощных устройств и этого оказывается достаточно);
5. сетевой фильтр, индикатор которого подключен последовательно со всей линией розеток (фильтры с индивидуальными выключателями работают по-другому, и их подсветка подключена параллельно нагрузке, что правильно и безопасно);
6. подключенная фаза при отключенном нуле (и достаточной длине проводников!) — этому фантому могут способствовать деградировавшая изоляция, влажность в стенах, и так далее;
7. утечка через корпус прибора на ноль или заземление.

Но в любом случае, чтобы ток проходил через цепь, она должна быть замкнута, пусть и через очень большое сопротивление. Исключения, конечно, есть: например, в изолированном проводнике ток может быть наведён магнитным полем. В частности, в длинном кабеле, где одна жила отключена (к примеру, тот же «ноль»).

Сегодняшние импульсные блоки питания очень экономичны, и имеют очень большой диапазон рабочего напряжения. Поэтому они особо чувствительны к маленьким токам. И лампочка подсветки, и не полностью разрывающие цепь электронные ключи диммера или розетки, и «протёкшая» изоляция — все они вполне пропускают достаточный для зарядки и попытки запуска блока ток. И возникает постоянная работа в цикле «заряд-попытка-разряд», которую мы видим как редкие вспышки, мерцание или ровное свечение (в зависимости от скорости этого цикла).

А вот на Яндекс.Станции такой индикатор есть, и замечены случаи, когда световое кольцо периодически моргает. Симптом скорее всего исчезнет, если перевернуть вилку в розетке на 180.

Хорошо это или плохо?

Ток вроде невелик, но каждый цикл разрушает детали лампы, а также расходует ресурс электроники по всей цепи питания. И то же можно отнести ко всей электронике, включая наши умные колонки, с кольцом или без. А значит, проблему надо лечить.

Что можно сделать?

1. Хороший производитель всегда отмечает на упаковке прибора совместимость (на эргономках — что они не предназначены для работы с диммерами, на выключателях с подсветкой — наоборот, что они не предназначены для работы с эргономичными лампами). Так что первое решение — не покупать для устройств с маломощными импульсными блоками питания (в том числе и смартколонки) умных розеток, которые не умеют работать с лампами-эргономками. Их производители продешевили буквально на одной простой детали. Какой — об этом дальше.
2. Если уже поздно, и устройство куплено:
   1. В выключателях (сетевых фильтров, и настенных) проще всего отсоединить лампочку подсветки.
      Кусачками, паяльником — чем удобно. Главное — аккуратно!
   2. Если подсветку убирать не хочется — параллельно нагрузке подключить шунтирующий элемент (подробнее — ниже).
   3. Если подсветки нет, при этом пульсации наблюдаются и выключатель достаточно далеко — необходимо (вне зависимости от шунта) поменять ноль и фазу, подводимые к выключателю и розетке (лампе).
      В наиболее тяжёлом случае — это показатель того, что пора сменить проводку в доме на качественную.

Шунт: зачем он нужен

Небольшой блок (или даже одна деталь), которые решают сразу две проблемы:

1. Обеспечить нужный ток для питания умного устройства;
2. Пустить этот ток в обход нагрузки, сберегая её от вспышекмерцания, и вообще преждевременного износа.

Как подключается шунт

Всё просто: всегда параллельно нагрузке. А значит:

• В розетке — к обоим контактам розетки;
• В люстре или распредкоробке в стене — к обоим проводам, идущим к лампе.
• Если в потолке много-много параллельно подключенных светильников — то к обоим контактам любого из них, какой удобнее и доступней.

Хорошая новость в том, что хороший производитель обычно сразу прикладывает к своему умному изделию нужный шунт. Но нередко такой шунт придётся подбирать и монтировать самим.

Что можно использовать в качестве шунта

1. Лучший вариант — комплексное защитное устройство. К примеру, Гранит БЗ-300-Л (это не реклама))) или любое другое.

Вариант хорош тем, что:

• требуемый уровень знаний для подключения минимален;
• вместе с удалением мерцания вы получаете защиту от скачков напряжения;
• плюс получаете подавление помех, излучаемых блоком питания в сеть вашего дома.

• стоит (ненамного) больше денег.
• данное устройство не предназначено для работы с симисторными диммерами. О чём, кстати, честно предупредил производитель.

На самом деле, подобное устройство несложно собрать самому из конденсатора и пары варисторов (да, пары). Но тому, кто сможет его сам собрать, эта статья не очень-то и нужна 😉 Кстати, вот здесь подробно разобрано — во всех смыслах — это устройство.

2. Отличный вариант: конденсатор примерно 0,5 мКФ, плюс-минус (подойдёт и 0.22, и 0.33 и 0.68).
С поправкой: у нас в сети 50Гц, для стран с частотой 60Гц ёмкость будет другой, формула расчёта — в конце статьи.
Напряжение конденсатора — не ниже 450В (630В ещё лучше), тип — МБГЧ или металлоплёночный, типа К73, или с маркировкой X2 — но ни в коем случае не электролитический! Иногда советуют ставить ёмкость до 1мКФ (см ниже раздел про дорабоку шунта MiniTiger). С одной стороны, это многовато, с другой — такой шунт в качестве побочного выигрыша будет чуть лучше фильтровать помехи в домашней сети.

Плюс этого варианта:

• максимально дёшево. А если выломать его из старого стартера от люминесцентной лампы — так практически бесплатно.

• надо, как минимум, разобраться в маркировке.

3. Менее желательный, но рабочий: резистор 50-90КОм, мощностью не менее 2Вт (можно собрать из трёх по 18КОм и 1Вт, например).

Плюсы и минусы прежние. Но к ним добавляется довольно существенный минус:

• резистор будет немного, но греться. А это значит, и размещать его надо осторожнее, чтобы мог охлаждаться, чтобы не оплавил изоляцию, итд. Также в сети встречаются советы поставить резистор 1Вт и 1МОм; да, греться он будет намного меньше, но его может оказаться недостаточно. Пробуйте, если решили остановиться на этом, хотя и нежелательном, варианте.

К сожалению, сегодня встречаются обладатели и специализированных «инженерных» дипломов, не понимающие принципа описанной проблемы, и приведённых способов их решения. Поэтому нелишним будет следующий раздел:

Важные предупреждения

1. Не забывайте, что вы только сгладили симптом недостаточно качественного диммера или розетки! Да, десятки и сотни часов работы своего электронного любимца вы спасли, но ток по-прежнему будет утекать, а ваш счётчик — накручивать на крошечную, но всё же излишнюю сумму и, в зависимости от вида шунта, нагревать розетку, сетевой фильтр или распредкоробку.
2. Во всех случаях перед любыми действиями все устройства должны быть обесточены!
   Под этим понимается:
   • вытащить вилку из розетки и положить её в стороне;
   • отключить автомат, питающий розетки в комнате, и повесить на него табличку «Не включать! (работают люди)».
     Да, и дома это может оказаться очень полезным, домочадцы у всех разные.
3. Ни в коем случае не работайте влажными руками, босиком или во влажной обуви!
4. Используйте инструмент с изолированными ручками.

Жужжание, щелчки, писк

Выключательнагрузка не вспыхивает, но издаёт звуки

Бывает, что шунт в комплекте умного выключателядатчика есть, но при подключении нагрузка или сам выключатель начинают издавать посторонние звуки: тихий писк, звон или зудение. Если все элементы исправны — то увы, неудачно совпали характеристики выключателя, шунта и нагрузки. В этом случае, поиграв параметрами шунта (например, меняя ёмкость на большую или меньшую, чем в комплекте поставки), вы наверняка избавитесь от этого недостатка. Но, если этот звук вам не мешает — всё будет работать и так.

Доработка заводского шунта

На просторах Aliexpress встречаются выключатели, в комплекте с которыми поставляется сборка из:

• 1 резистора 100 кОм,
• 2 металлоплёночных конденсаторов по 2.2 мкФ, подключенных параллельно (общая ёмкость 4.4 мкФ),
• 1 термистора с сопротивлением 50 Ом.

Её необходимо подключить параллельно лампочке для правильной работы выключателя (кроме ламп накаливания, с ними работает и так благодаря низкому сопротивлению холодной спирали).

К сожалению, конденсаторы из данной схемы издают постоянные достаточно громкие щелчки. Кроме этого, согласно маркировке они рассчитаны на постоянное напряжение 400 В.

Было принято решение заменить их на металлопленочные МКР конденсаторы, рассчитанные на постоянное напряжение 630 В. Выбор пал на МКР из-за их возможности самовосстановления и устойчивости к большим импульсным токам. Эксперименты с двойным выключателем MiniTiger показали, что он стабильно работает при ёмкости не ниже 1 мкФ. Поэтому вместо двух конденсаторов из схемы установлен один МКР конденсатор К73-17 на 1.5 мкФ 630 В.

Второй недостаток комплектной схемы — слишком сильный нагрев термистора. Да, он должен греться (таков принцип его работы), но слишком высокая температура опасна с точки зрения пожарной безопасности. Чтобы снизить перегрев, он также был заменён на термистор на 10 Ом. В результате можно комфортно держать палец на термисторе (в оригинальной версии можно получить ожог).

Заливка сборки эпоксидкой

Способ несколько раз обсуждался в нашем телеграм-комьюнити. Можно использовать вместо предыдущего, а можно и вместе с ним. В обоих случаях:

• Не заливайте термистор вглубь сборки! Лучше всего, если одна из его плоскостей останется на воздухе.
• Если в сборке есть обычный резистор, его тоже нежелательно заливать; это приведёт к перегреву и выходу из строя.
• Если ваша сборка заметно греется, её лучше вообще не заливать. Помимо пожарной опасности, эпоксидка при нагреве размягчается и выделяет вредные для здоровья вещества.

И, конечно — обязательно дождитесь полного затвердения эпоксидки! Не менее нескольких часов. А лучше выждать день.

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.

Содержание

• 1 Стандартизация
• 2 Основные типы реостатов
• 3 Резистивные датчики угла поворота
• 4 См. также
• 5 Примечания
• 6 Ссылки

Стандартизация [ править | править код ]

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, например, 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 [2] .

Основные типы реостатов [ править | править код ]

• По материалу проводника:
  • проволочные из сплавов с высоким удельным сопротивлением (нихром, реотан, константан, манганин, никелин);
  • непроволочные из спечённых неметаллических проводящих материалов (чаще всего графит и композиты на основе углерода), в том числе
    • плёночные
    • объёмные
  • жидкостные, представляющий собой бак с электролитом, в который погружаются металлические пластины. Величина сопротивления реостата пропорциональна расстоянию между пластинами и обратно пропорциональна площади части поверхности пластин, погружённой в электролит [3] .
  • ламповые [4] , состоящие из набора параллельно включённых ламп накаливания с угольной или металлической нитью. Изменением количества включённых ламп изменяется сопротивление реостата. Особенностью лампового реостата является зависимость его сопротивления от степени разогрева нитей ламп, что может быть как недостатком, так и достоинством.
• По конструкции:
  • для плавной регулировки:
    • реохорды в виде натянутого на раму прямого отрезка проволоки с подвижным контактом. Как правило, рама имеет шкалу, и реохорд градуируется в Ом /_{(ед. длины)}.
    • ползунковые реостаты, в которых проволока из материала с высоким удельным сопротивлением виток к витку наматывается 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 часто применяются в учебном процессе и в лабораториях. Разновидностью ползункового реостата является агометр, в котором роль ползунка выполняет колёсико из проводящего материала, двигающееся по поверхности диэлектрического барабана с намотанной на него проволокой.
    • реостаты с подковообразной формой проводника и вращающимся движком. Угол поворота обычно составляет 270°.
    • реостаты с выключателем.
    • блоки из двух и более реостатов с механически связанными или разобщёнными движками.
  • для ступенчатой регулировки:
    • штепсельные, в которых регулировка осуществляется перестановкой штепселя в одно из гнёзд;
    • фишечные, в которых отдельные секции реостата замыкаются накоротко постановкой специальных фишек.
    • рычажные, в которых поворотом рычага в цепь вводится то или иное число секций.
    • в ламповых реостатах — ввёртыванием и вывёртыванием ламп в патронах.
• По виду зависимости сопротивления между движком и одним из крайних контактов от угла поворота движка [5] :
  • линейные (в СССР и РФ — группа А)
  • логарифмические (в СССР и РФ — группа Б)
  • обратно-логарифмические (показательные) (в СССР и РФ — группа В)

Резистивные датчики угла поворота [ править | править код ]

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 1583 дня ] .