Реостати: Материалите, конструкция и приложения
Реостат е вид променлив резистор, който може да регулира ток или напрежение в електрическа верига. Реостатите често се използват като устройства за контрол на мощността, например за контрол на скоростта на електродвигател, яркостта на лампа или температурата на електрична фурна. Реостатите се използват също и за измерване на неизвестни напрежения или потенциални разлики, балансирайки ги с известни.
Какво е реостат?
Реостат се дефинира като устройство, което може да променя резистивността в електрическа верига, като променя позицията на контактна точка по дължина на резистивен елемент.
Резистивният елемент може да бъде метална жица, въглеродна пръчка или течна смес. Контактната точка може да бъде плъзгащ терминал, завъртащ се копчето или щепило.
Резистивността на реостат зависи от дължината и поперечното сечение на резистивния елемент, както и от материала, от който е направен. Резистивността може да бъде изчислена с формулата:
където R е резистивността, ρ е резистивността на материала, l е дължината на резистивния елемент, а A е поперечното сечение.
Токът през реостат може да бъде контролиран, като се придвижи контактната точка по-близо до или по-далеч от единия край на резистивния елемент. Колкото по-близо контактната точка е до единия край, толкова по-ниска е резистивността и по-висок е токът. Колкото по-далеч контактната точка е от единия край, толкова по-висока е резистивността и по-нисък е токът.
Как се конструират реостатите?
Реостатите могат да бъдат конструирани по различни начини в зависимост от техните приложения и спецификации. Някои общи типове реостати са:
Жицезавити реостати: Те се правят, като се омотва дълга жица от материал с висока резистивност около изолиращо ядро, като керамика или пластмаса.
Жицата може да бъде свита в спираловидна или хеликална форма. Плъзгащ терминал или завъртащ се копчето може да се движи по жицата, за да промени резистивността. Жицезавитите реостати са подходящи за високи токове и ниски напрежения.
Въглеродни реостати: Те се правят, като се използва въглеродна пръчка или плочка като резистивен елемент. Щепило може да се движи по въглеродната повърхност, за да промени резистивността. Въглеродните реостати са подходящи за ниски токове и високи напрежения.
Течни реостати: Те се правят, като се използва провеждаща течна смес, като солена вода или киселина, като резистивен елемент. Две електрода се потопват в течната смес и се свързват с източника на напрежение и потребителя. Разстоянието между електродите може да се варира, за да се промени резистивността. Течните реостати са подходящи за много високи токове и ниски напрежения.
Какви материали се използват за реостатите?
Материалите, използвани за реостатите, трябва да имат висока резистивност, висока работна температура, висока корозионна устойчивост, подхождаща механична здравина, подхождаща мекота и ниска цена. Някои общи материали, използвани за реостатите, са:
Платина: Платината е благороден метал, който има много висока резистивност и точка на топене. Тя има също така висока устойчивост към оксидация, висока мекота, висока пластичност, добра механична здравина и добра стабилност при температура и механично напрежение. Обаче, платината е много скъпа и рядка, затова нейното използване в електротехниката е ограничено до лабораторни печки, резистивни термометри и някои реостати.
Константан: Константан е медно-никелев легierung, който има нисък температурен коефициент на резистивност, което означава, че неговата резистивност остава постоянна в широк диапазон на температури. Той има също така висока устойчивост към оксидация, добра механична здравина и добра стабилност при температура и механично напрежение. Константанът се използва широко за електрически връзки в инструменти, като шунти резистори, сериен резистори, болотни резистори, стандартни резистори и реостати.
Никром: Никром е никел-хром легирование, което има висока резистивност и точки на топене. То има също така висока устойчивост към оксидация и корозия, добра механична здравина и добра мекота. Никромът се използва широко за нагревателни елементи и жицезавити реостати.
Какви са някои приложения на реостатите?
Реостатите имат много приложения в различни области на инженерството и науката. Някои примери са:
Контрол на мощността: Реостатите могат да се използват за контрол на мощността на устройства като електродвигатели, лампи, фурни и т.н. Променяйки резистивността на реостат в série с устройството, може да се регулира напрежението или токът, доставян до него.
Делител на напрежение: Реостатите могат да се използват за делене на източник на напрежение на по-малки части, като се свържат в série помежду си. Променяйки резистивността на един или повече реостати в делител на напрежение, могат да се получат различни изходни напрежения.
