Reóstatos: Materiales, Construcción y Aplicaciones
Un reóstato es un tipo de resistor variable que puede ajustar la corriente o v tensión en un circuito eléctrico. Los reóstatos se utilizan a menudo como dispositivos de control de potencia, como controlar la velocidad de un motor eléctrico, la luminosidad de una luz o la temperatura de un horno eléctrico. También se utilizan para medir voltajes desconocidos o diferencias de potencial equilibrándolos con los conocidos.
¿Qué es un Reóstato?
Un reóstato se define como un dispositivo que puede variar la resistencia en un circuito eléctrico cambiando la posición de un punto de contacto a lo largo de un elemento resistivo.
El elemento resistivo puede ser un cable de metal, una varilla de carbón o una solución líquida. El punto de contacto puede ser un terminal deslizante, un perilla rotativa o un brazo limpiador.
La resistencia de un reóstato depende de la longitud y el área transversal del elemento resistivo, así como del material del que está hecho. La resistencia se puede calcular usando la fórmula:
donde R es la resistencia, ρ es la resistividad del material, l es la longitud del elemento resistivo, y A es el área transversal.
La corriente a través de un reóstato se puede controlar moviendo el punto de contacto más cerca o más lejos de uno de los extremos del elemento resistivo. Cuanto más cerca esté el punto de contacto de un extremo, menor será la resistencia y mayor la corriente. Cuanto más lejos esté el punto de contacto de un extremo, mayor será la resistencia y menor la corriente.
¿Cómo se construyen los Reóstatos?
Los reóstatos pueden construirse de diferentes maneras dependiendo de sus aplicaciones y especificaciones. Algunos tipos comunes de reóstatos son:
Reóstatos de bobina de alambre: Estos se fabrican enrollando un alambre largo de material de alta resistividad alrededor de un núcleo aislante, como cerámica o plástico.
El alambre se puede enrollar en forma espiral o helicoidal. Un terminal deslizante o una perilla rotativa pueden moverse a lo largo del alambre para cambiar la resistencia. Los reóstatos de bobina de alambre son adecuados para corrientes altas y voltajes bajos.
Reóstatos de carbón: Estos se fabrican utilizando una varilla o placa de carbón como elemento resistivo. Un brazo limpiador puede moverse a lo largo de la superficie de carbón para cambiar la resistencia. Los reóstatos de carbón son adecuados para corrientes bajas y voltajes altos.
Reóstatos líquidos: Estos se fabrican utilizando una solución conductora líquida, como agua salada o ácido, como elemento resistivo. Dos electrodos se sumergen en el líquido y se conectan a la fuente de alimentación y a la carga. La distancia entre los electrodos se puede variar para cambiar la resistencia. Los reóstatos líquidos son adecuados para corrientes muy altas y voltajes bajos.
¿Qué Materiales Se Utilizan para los Reóstatos?
Los materiales utilizados para los reóstatos deben tener alta resistividad, alta temperatura de trabajo, alta resistencia a la corrosión, resistencia mecánica adecuada, ductilidad adecuada y bajo costo. Algunos materiales comunes utilizados para los reóstatos son:
Platino: El platino es un metal noble que tiene una resistividad muy alta y un punto de fusión elevado. También tiene alta resistencia a la oxidación, alta ductilidad, alta maleabilidad, buena resistencia mecánica y buena estabilidad con la temperatura y el estrés mecánico. Sin embargo, el platino es muy caro y escaso, por lo que su uso en ingeniería eléctrica se limita a hornos de laboratorio, termómetros de resistencia y algunos reóstatos.
Constantan: El constantan es una aleación de cobre-níquel que tiene un coeficiente de temperatura de resistencia bajo, lo que significa que su resistividad permanece constante en un amplio rango de temperaturas. También tiene alta resistencia a la oxidación, buena resistencia mecánica y buena estabilidad con la temperatura y el estrés mecánico. El constantan se utiliza ampliamente para conexiones eléctricas en instrumentos, como resistores de derivación, resistores en serie, resistores de pantano, resistores estándar y reóstatos.
Nichrome: El nichrome es una aleación de níquel-cromo que tiene alta resistividad y puntos de fusión elevados. También tiene alta resistencia a la oxidación y corrosión, buena resistencia mecánica y buena ductilidad. El nichrome se utiliza ampliamente para elementos calefactores y reóstatos de bobina de alambre.
¿Cuáles son algunas aplicaciones de los Reóstatos?
Los reóstatos tienen muchas aplicaciones en diversos campos de la ingeniería y la ciencia. Algunos ejemplos son:
Control de potencia: Los reóstatos se pueden utilizar para controlar la potencia de salida de dispositivos como motores eléctricos, luces, hornos, etc. Al variar la resistencia de un reóstato en serie con un dispositivo, se puede ajustar la tensión o corriente suministrada a él.
Divisor de tensión: Los reóstatos se pueden utilizar para dividir una fuente de tensión en fracciones más pequeñas conectándolos en serie. Al variar la resistencia de uno o más reóstatos en un circuito divisor de tensión, se pueden obtener diferentes tensiones de salida.
Potenciómetro: Los reóstatos se pueden utilizar para medir un voltaje desconocido o diferencia de potencial equilibrándolo con uno conocido. Un potenciómetro es un tipo de reóstato que tiene tres terminales: uno conectado a un extremo fijo del elemento resistivo, uno conectado a un punto de contacto variable a lo largo de él, y uno conectado a un circuito externo. Al ajustar la posición del punto de contacto hasta que no fluye corriente a través de él (es decir, cuando ambas tensiones son iguales), se puede determinar el voltaje desconocido.
Gages de deformación: Los reóstatos se pueden utilizar para medir la deformación (es decir, la deformación) en materiales cambiando su resistencia cuando están sometidos a esfuerzo (es decir, fuerza). Un gage de deformación es un tipo de reóstato que tiene dos terminales conectados a los extremos opuestos de una lámina metálica delgada que se adhiere a un objeto sometido a esfuerzo. A medida que el objeto se deforma debido al esfuerzo, también lo hace la lámina; esto cambia su longitud y área transversal (y, por lo tanto, su resistencia). Al medir este cambio en la resistencia utilizando un circuito eléctrico (como el puente de Wheatstone), se puede calcular la deformación.
Conclusión
Los reóstatos son resistores variables que pueden ajustar la corriente o la tensión en circuitos eléctricos
