Potensiometers: Materiale, Konstruksie en Toepassings
'n Rheostat is 'n tipe veranderlike weerstand wat die stroom of spanning in 'n elektriese bedryf kan aanpas. Rheostats word dikwels as kragbeheerapparate gebruik, soos om die spoed van 'n elektriese motor, die helderheid van 'n lig, of die temperatuur van 'n elektriese oond te beheer. Rheostats word ook gebruik om onbekende spannings of potensiaalverskille deur hulle met bekende een te balanseer, te meet.
Wat is 'n Rheostat?
'n Rheostat word gedefinieer as 'n toestel wat die weerstand in 'n elektriese bedryf kan verander deur die posisie van 'n kontakpunt langs 'n weerstandselement te verander.
Die weerstandselement kan 'n metalen draad, 'n koolstaaf, of 'n vloeistofoplossing wees. Die kontakpunt kan 'n skyfterminal, 'n roterende knoppie, of 'n veëarm wees.
Die weerstand van 'n rheostat hang af van die lengte en dwarsdoorsny van die weerstandselement, sowel as die materiaal waaruit dit gemaak is. Die weerstand kan bereken word deur die formule:
waar R die weerstand is, ρ die weerstandigheid van die materiaal, l die lengte van die weerstandselement, en A die dwarsdoorsny.
Die stroom deur 'n rheostat kan beheer word deur die kontakpunt nader of verder van een einde van die weerstandselement te beweeg. Hoe nader die kontakpunt by een einde is, hoe laer die weerstand en hoe hoër die stroom. Hoe verder die kontakpunt van een einde is, hoe hoër die weerstand en hoe laer die stroom.
Hoe word Rheostats Gebou?
Rheostats kan op verskillende maniere gebou word afhangende van hul toepassings en spesifikasies. Sommige algemene tipes rheostats is:
Draadgewonde rheostats: Hierdie word gemaak deur 'n lang draad van 'n hoog-weerstandigheidsmateriaal om 'n isolerende kern, soos keramiek of plastiek, te wind.
Die draad kan in 'n spiraal of helikale vorm gekrul word. 'n Skyfterminal of 'n roterende knoppie kan langs die draad beweeg om die weerstand te verander. Draadgewonde rheostats is geskik vir hoë ströme en lae spannings.
Koolrheostats: Hierdie word gemaak deur 'n koolstaaf of plaat as weerstandselement te gebruik. 'n Veëarm kan langs die koolvlak beweeg om die weerstand te verander. Koolrheostats is geskik vir lae ströme en hoë spannings.
Vloeistofrheostats: Hierdie word gemaak deur 'n geleidende vloeistofoplossing, soos soutwater of suur, as weerstandselement te gebruik. Twee elektrodes word in die vloeistof gedomp en aan die kragbron en die belasting verbonden. Die afstand tussen die elektrodes kan verander word om die weerstand te verander. Vloeistofrheostats is geskik vir baie hoë ströme en lae spannings.
Watter Material word vir Rheostats Gebruik?
Die material wat vir rheostats gebruik word, moet hoë weerstandigheid, hoë werkingstemperatuur, hoë korrosieweerstand, geskikte meganiese sterkte, geskikte duwigheid, en lae koste hê. Sommige algemene material wat vir rheostats gebruik word, is:
Platina: Platina is 'n edelmetale wat 'n baie hoë weerstandigheid en smelttemperatuur het. Dit het ook hoë weerstand teen oxidatisie, hoë duwigheid, hoë hamerbaarheid, goeie meganiese sterkte, en goeie stabiliteit met temperatuur en meganiese spanning. Platina is egter baie duur en skars, so sy gebruik in elektriese ingenieurswese is beperk tot laboratoriumovens, weerstandtermometers, en sommige rheostats.
Constantan: Constantan is 'n koper-nikkellegering wat 'n lae temperatuurkoëffisiënt van weerstand het, wat beteken dat sy weerstand konstant bly oor 'n wye temperatuurbereik. Dit het ook hoë weerstand teen oxidatisie, goeie meganiese sterkte, en goeie stabiliteit met temperatuur en meganiese spanning. Constantan word wyd gebruik vir elektriese verbindinge in instrumente, soos shunt weerstande, reeks weerstande, swamp weerstande, standaard weerstande, en rheostats.
Nichrome: Nichrome is 'n nikkel-kromlegering wat hoë weerstandigheid en smelttemperatuur het. Dit het ook hoë weerstand teen oxidatisie en korrosie, goeie meganiese sterkte, en goeie duwigheid. Nichrome word wyd gebruik vir hitte-elemente en draadgewonde rheostats.
Watter Toepassings het Rheostats?
Rheostats het baie toepassings in verskillende velde van ingenieurswese en wetenskap. Sommige voorbeelde is:
Kragbeheer: Rheostats kan gebruik word om die kraguitset van toestelle soos elektriese motore, ligte, oonde, ovens, ens. te beheer. Deur die weerstand van 'n rheostat in reeks met 'n toestel te verander, kan die spanning of stroom wat daaraan gegee word, aangepas word.
Spanningsdeeler: Rheostats kan gebruik word om 'n spanningbron in kleinere fraksies te verdeel deur hulle in reeks met mekaar te verbind. Deur die weerstand van een of meer rheostats in 'n spanningsdeelersirkel te verander, kan verskillende uitgangspannings verkry word.
Potensiometer: Rheostats kan gebruik word om 'n onbekende spanning of potensiaalverskil te meet deur dit met 'n bekende een te balanseer. 'n Potensiometer is 'n tipe rheostat wat drie terminals het: een verbonden aan 'n vas einde van die weerstandselement, een verbonden aan 'n veranderlike kontakpunt langs dit, en een verbonden aan 'n buiteling. Deur die posisie van die kontakpunt te verstel totdat geen stroom deur dit vloei nie (d.w.s. wanneer albei spannings dieselfde is), kan die onbekende spanning bepaal word.
Spanningsmeter: Rheostats kan gebruik word om spanning (d.w.s. vervorming) in material te meet deur hul weerstand te verander wanneer hulle onder spanning gestel word. 'n Spanningsmeter is 'n tipe rheostat wat twee terminals het wat aan teenoorgestelde einde van 'n dun metaalfolie verbonden is wat aan 'n objek
