Диммер на реостате: непрерывно переменное сопротивление
1 · Прогноз
Реостат (переменный резистор) включён последовательно с лампой. При сдвиге реостата к большему сопротивлению ток лампы растёт или падает?
- Ток растёт с ростом сопротивления реостата.
- Ток падает с ростом сопротивления реостата — больше суммарного последовательного сопротивления значит меньше ток.
- Ток не зависит от положения реостата.
2 · Подготовка
- Откройте пресет диммера и нажмите «Сброс». Лампа фиксирована на 100 Ω; батарея даёт 9 V.
- Включите показание тока на лампе.
- Задайте сопротивление реостата для каждой пробы и запишите ток лампы.
3 · Сбор данных
| Сопротивление реостата R_rh (Ω) | Ток лампы I (A) |
|---|---|
| 0.00 | |
| 50.00 | |
| 100.00 |
Постройте ток I (ось y) против сопротивления реостата R_rh (ось x) для трёх проб.
4 · Анализ
- Для одной пробы вычислите I = E/(R_lamp + R_rh) при E = 9 В; R_lamp = 100 Ω. Сравните с таблицей.
- Реостат и лампа соединены последовательно, так что это та же связь, что у последовательных резисторов — только теперь один «резистор» непрерывно настраиваемый. Объясните, почему плавное движение реостата плавно приглушает и ярчит лампу.
5 · Развитие
- В отличие от современного LED-диммера (быстро включающего и выключающего питание), реостатный диммер тратит энергию в теплоту в самом реостате, ровно пропорционально его собственному I²R. Объясните, почему старый реостатный диммер греется.
- Этот реостат можно ставить от 0 Ω до 100 Ω. Каков максимально возможный ток (реостат на 0 Ω) и минимально возможный (реостат на максимуме)? Проверьте оба предела по формуле.
Физика этого эксперимента
Реостат как последовательное сопротивление
Реостат действует как регулируемый последовательный резистор: I = E/(R_lamp + R_rh). Скольжение к большему сопротивлению непрерывно снижает ток, плавно приглушая лампу, а не выключая её полностью.