Varistoj: Materialoj Konstruado kaj Aplikoj
Rheostato estas speco de variabla rezisto, kiu povas regi la kurenton aŭ la vicon en elektra cirkvito. Rheostatoj ofte uzatas kiel potenco-kontrolaj aparatoj, ekzemple por kontroli la rapidon de elektra moŝto, la lumbrilecon de lumo, aŭ la temperaturon de elektra ferno. Rheostatoj ankaŭ uzatas por mezuri nekonatajn vicojn aŭ potencialajn diferencojn per ilia balancado kun konataj.
Kio estas rheostato?
Rheostato difinitas kiel aparato, kiu povas varias la reziston en elektra cirkvito ŝanĝante la pozicion de kontaktopunkto laŭ rezista elemento.
La rezista elemento povas esti metalviro, karbona bastono, aŭ likva solvo. La kontaktopunkto povas esti glitanta terminalo, rotacia knobo, aŭ wiper-brako.
La rezisto de rheostato dependas de la longeco kaj tranĉa areo de la rezista elemento, kiel ankaŭ de la materialo, el kiu ĝi farita. La rezisto povas kalkuliĝi per formulo:
kie R estas la rezisto, ρ estas la rezisteco de la materialo, l estas la longeco de la rezista elemento, kaj A estas la tranĉa areo.
La kurento tra rheostato povas kontroliĝi movante la kontaktopunkton pli proksime aŭ pli malproksime al unu fino de la rezista elemento. Kiam la kontaktopunkto estas pli proksima al unu fino, la rezisto estas pli malalta kaj la kurento pli alta. Kiam la kontaktopunkto estas pli malproksima al unu fino, la rezisto estas pli alta kaj la kurento pli malalta.
Kiel konstruatas rheostatojn?
Rheostatoj povas konstruatiĝi malsame depende de iliaj aplikaĵoj kaj specifoj. Iuj komunaj tipoj de rheostatoj estas:
Viro-vinditaj rheostatoj: Tiuj faritaj per vindado de longa viro de alta-rezista materialo ĉirkaŭ izolanta kerno, kiel ceramiko aŭ plastiko.
La viro povas esti koilita en spiralo aŭ helikso. Glitanta terminalo aŭ rotacia knobo povas moviĝi laŭ la viro por ŝanĝi la reziston. Viro-vinditaj rheostatoj taŭgas por hajaj kurentoj kaj malaltaj vicoj.
Karbonecaj rheostatoj: Tiuj faritaj uzante karbonan bastonon aŭ plankon kiel rezista elemento. Wiper-brako povas moviĝi laŭ la karbona surfaco por ŝanĝi la reziston. Karbonecaj rheostatoj taŭgas por malhaj kurentoj kaj hajaj vicoj.
Likvecaj rheostatoj: Tiuj faritaj uzante kondutivan likvan solvon, kiel salakvao aŭ acido, kiel rezista elemento. Du elektrodoj mergitaj en la likvon kaj konektitaj al la potenco-fonto kaj la ŝarĝo. La distanco inter la elektrodoj povas varias por ŝanĝi la reziston. Likvecaj rheostatoj taŭgas por tre hajaj kurentoj kaj malaltaj vicoj.
Kielaj materialoj uzatas por rheostatoj?
La materialoj uzataj por rheostatoj devus havi hagan rezistecon, hagan laboran temperaturon, hagan korozionresistancon, taŭgan mekanikan fortikon, taŭgan duktilecon, kaj malaltan koston. Iuj komunaj materialoj uzataj por rheostatoj estas:
Platinumo: Platinumo estas nobela metalo, kiu havas tre hagan rezistecon kaj fundan punkton. Ĝi ankaŭ havas hagan rezistanton al oksidigo, hagan duktilecon, hagan mallabilecon, bonan mekanikan fortikon, kaj bonan stabilecon kun temperaturo kaj mekanika streĉo. Tamen, platinumo estas tre multekosta kaj malabunda, do ĝia uzo en elektra inĝenierarto limigita al laboratoriaj fornoj, rezistancaj termometroj, kaj iuj rheostatoj.
Konstantano: Konstantano estas kupra-nikelala lego, kiu havas malhagan temperaturan koeficienton de rezisto, signifante ke ĝia rezisteco restas konstanta super larĝa gamo de temperaturoj. Ĝi ankaŭ havas hagan rezistanton al oksidigo, bonan mekanikan fortikon, kaj bonan stabilecon kun temperaturo kaj mekanika streĉo. Konstantano vaste uzatas por elektraj konektoj en instrumentoj, kiel shunt- rezistoj, serio- rezistoj, swamp-rezistoj, standardaj rezistoj, kaj rheostatoj.
Nikrom: Nikrom estas nikelo-kromala lego, kiu havas hagan rezistecon kaj fundan punkton. Ĝi ankaŭ havas hagan rezistanton al oksidigo kaj korozio, bonan mekanikan fortikon, kaj bonan duktilecon. Nikrom vaste uzatas por hejtaj elementoj kaj viro-vinditaj rheostatoj.
Kielaj aplikaĵoj de rheostatoj?
Rheostatoj havas multajn aplikaĵojn en diversaj kampoj de inĝenierarto kaj scienco. Iuj ekzemploj estas:
Potenco-kontrolo: Rheostatoj povas uziĝi por kontroli la potenceeldon de aparatoj kiel elektraj moŝtoj, lumoj, ferno, fornoj, ktp. Per varias la reziston de rheostato en serio kun aparato, la vico aŭ kurento liverota al ĝi povas ajustiĝi.
Vicdividilo: Rheostatoj povas uziĝi por dividi vicfonton en pli malgrandajn frakciojn konektante ilin en serio kun unu la alian. Per varias la reziston de unu aŭ pluraj rheostatoj en vicdividila cirkvito, malsamaj eldonaj vicoj povas atingiĝi.
Potenciometro: Rheostatoj povas uziĝi por mezuri nekonatan vicon aŭ potencialan diferencon per ilia balancado kun konata. Potenciometro estas speco de rheostato, kiu havas tri terminalojn: unu konektitan al fiksita fino de la rezista elemento, unu konektitan al variabla kontaktopunkto laŭ ĝi, kaj unu konektitan al ekstera cirkvito. Per ajustado de la pozicio de la kontaktopunkto ĝis neniu kurento fluas tra ĝi (t.e., kiam ambaŭ vicoj egalas), la nekonata vico povas determiniĝi.
