За счет изменения нагрузки на энергосистему напряжение в электрических сетях не остается постоянным, а подвергается значительным изменениям, при этом величина этих изменений достигает 10-20% номинального значения.
Изменение величины сетевого напряжения вредно сказывается на работе приемников электрической энергии: при повышении напряжения питающей сети на 10% выше номинального срок службы обычных электрических ламп накаливания сокращается примерно в четыре раза; при понижении напряжения на 10 % сила света, излучаемого лампой накаливания, уменьшается на 40%. Повышение напряжения накала мощных радиоламп всего на 1 %, уменьшает их срок службы примерно на 15%.
Колебания сетевого напряжения сказываются и на величине выпрямленного напряжения в выпрямителях, питающих цепи усилительных устройств: понижение напряжения сети вызывает уменьшение величины выпрямленных напряжения, что приводит к уменьшению выходной мощности усилительного устройства и дополнительным искажениям за счет изменения режима работы. В низковольтных выпрямителях, предназначенных для питания ЗЧЛ, снижение сетевого напряжения приводит к недокалу лампы, а, следовательно, к уменьшению светового потока.
Иногда изменение режима питания происходит не только из-за колебаний сетевого напряжения, но и вследствие изменения сопротивления.
Для обеспечения нормального режима питания приемников электрической энергии применяются различные виды регулирующих устройств. Эти устройства можно подразделить на две большие группы:
1) ручные регулирующие устройства;
2) автоматические регулирующие устройства.
Автоматические регулирующие устройства, предназначенные для обеспечения постоянства питающего напряжения, носят название стабилизаторов напряжения, а устройства для автоматического поддержания постоянства тока потребителя называются стабилизаторами тока.
Стабилизаторы сложнее и дороже ручных регулирующих устройств, однако, применение стабилизаторов устраняет необходимость непрерывного наблюдения за режимом работы и обеспечивает заданную точность регулирования без вмешательства человека, что исключает возможность субъективных ошибок, неизбежных при ручном регулировании.
Ручное регулирование в цепях постоянного тока осуществляется с помощью переменных активных сопротивлений (реостатов, делителей напряжения, потенциометров). Активные сопротивления пригодны также и для регулирования в цепях переменного тока. Для ручного регулирования в цепях переменного тока пользуются и переменными индуктивными сопротивлениями, а также различными видами регулировочных трансформаторов и автотрансформаторов. В качестве переменных индуктивных сопротивлений обычно используют дроссели с секционированной обмоткой, дроссели с регулируемым зазором в магнитной цепи и дроссели насыщения с подмагничиванием постоянным током.
Для работы в схемах стабилизаторов используют нелинейные элементы и управляемые приборы. Из числа нелинейных элементов для автоматического регулирования наибольшее распространение получили термосопротивления, кремниевые полупроводниковые стабилитроны и насыщенные дроссели. Из управляемых приборов в схемах стабилизаторов используют электронные лампы, транзисторы, управляемые полупроводниковые диоды, дроссели насыщения и магнитные усилители.