Rheostat: Materialak, Eraikuntza eta Aplikazioak
Rheostat batereko mota bat da aldakorra erresistentzia izeneko elementu bat, eta elektrizitatearen intentsitatea edo tentsioa aldatzeko erabil daiteke elektrikoa zirkuituan. Rheostatuak indar handiagoko kontrol gailitz garrantzitsuak dira, hala nola motor elektriko baten abiadura, argi batetako distira, edo hornitzaile elektriko baten tenperatura kontrolatzeko. Rheostatuak ezagunak diren tentsioen konparaketarako ere erabil daitezke.
Zer da rheostatua?
Rheostatua zirkuitu elektrikoan erresistentzia aldatzeko erabiltzen den tresna bat da, kontaktu puntu bat erresistentziako elementu baten posizioan aldatzeaz.
Erresistentziako elementua metalikoa wire bat, karbon barra bat, edo likido soluzio bat izan daiteke. Kontaktu puntu hori deslizamenduko terminal bat, biraka bat, edo wiper arm bat izan daiteke.
Rheostatu baten erresistentzia erresistentziako elementuaren luzera eta sekzio ebakiaren azalarekin, baita materialarekin ere lotuta dago. Erresistentzia formula honen bidez kalkula daiteke:
non R erresistentzia, ρ erresistentzia materialaren, l erresistentziako elementuaren luzera, eta A sekzio ebakitzailearen azala diren.
Rheostatu batean pasatzen den intentsitatea kontaktu puntu bat erresistentziako elementuaren amaieran gehiago edo gutxiago kokatzeaz kontrol daiteke. Kontaktu puntu bat gehiago kokatzen denean, erresistentzia txikiagoa eta intentsitate handiagoa izango da. Kontaktu puntu bat gutxiago kokatzen denean, erresistentzia handiagoa eta intentsitate txikiagoa izango da.
Nola egiten dira rheostatuak?
Rheostatuak aplikazio eta spezifikazioen arabera modu desberdinetan eraikitzen dira. Rheostatu motak arruntak hauek dira:
Wire-wound rheostatuak: Hauek isolante oinarri baten inguruan, adibidez keramika edo plastikoa, resistentzia handia duen wire luze bat erortzeaz sortzen dira.
Wirea spiral edo helikal forma hartu dezake. Deslizamenduko terminal bat edo biraka bat wirearen gainean mugitu daiteke erresistentzia aldatzeko. Wire-wound rheostatuak intentsitate handi eta tentsio baxuak dituzten kasuetarako oso ondo doazenak dira.
Carbon rheostatuak: Hauek karbon barra edo plaka bat erresistentziako elementu gisa erabiltzen dut. Wiper arm bat karbonaren gainean mugitu daiteke erresistentzia aldatzeko. Carbon rheostatuak intentsitate baxu eta tentsio handiak dituzten kasuetarako oso ondo doazenak dira.
Liquid rheostatuak: Hauek saldua edo acidua bezalako likido konduktore soluzio bat erresistentziako elementu gisa erabiltzen dut. Bi elektroda likiduan imersiota daude eta indarra eta carga konektatuta daude. Elektroden arteko distantzia aldatu daiteke erresistentzia aldatzeko. Liquid rheostatuak intentsitate oso handi eta tentsio baxuak dituzten kasuetarako oso ondo doazenak dira.
Zein material erabiltzen dira rheostatuetan?
Rheostatuetan erabiltzen diren materialak erresistentzia handia, lan egiteko tenperatura handia, korrosioen aurka goiztasuna, mekanikoaren indar osoa, ductilgarritasun osoa, eta kostu baxua ditu behar dituzte. Rheostatuetan erabilitako material arruntak hauek dira:
Platinum: Platinum noble metal bat da, erresistentzia oso handia eta igurkitasuna dituena. Oxidazioaren aurka goiztasuna, ductilgarritasun handia, malleabilitate handia, mekanikoaren indar ona, eta tenperatura eta mekanikoaren estresarekin jarraitasuna ditu. Hala ere, platinum oso kostu-garria eta apurtua da, beraz bere erabilerak elektrikoa ingeniaritzan mugatuta dago, laborategiaren hornitzaileetan, erresistentzia termometroetan, eta zenbait rheostatuetan.
Constantan: Constantan kopuru-nikel alloy bat da, tenperatura baxuko erresistentzia koefizientea duena, hau da, bere erresistentzia oso konstante mantentzen du tenperatura askoren tartean. Oxidazioaren aurka goiztasuna, mekanikoaren indar ona, eta tenperatura eta mekanikoaren estresarekin jarraitasuna ditu. Constantan oso erabili da elektrikoa instrumentuetan, adibidez shunt erresistentziak, serieko erresistentziak, swamp erresistentziak, standard erresistentziak, eta rheostatuetan.
Nichrome: Nichrome nikel-chromium alloy bat da, erresistentzia eta igurkitasuna handia dituena. Oxidazio eta korrosioaren aurka goiztasuna, mekanikoaren indar ona, eta ductilgarritasun handia ditu. Nichrome oso erabili da heating elements eta wire-wound rheostatuetan.
Rheostatuen aplikazioak?
Rheostatuak ingeniaritzaren eta zientziaren arlo askotan aplikazio ugari ditu. Adibide batzuk hauek dira:
Indar kontrola: Rheostatuak motor elektriko, argi, hornitzaile, hornitzaile, etab. indarren emaria kontrolatzeko erabil daitezke. Rheostatu baten erresistentzia aldatuz, tarte batean emandako tensioa edo intentsitatea doan objektuari emandako indarra aldatu daiteke.
Tensio banatzailea: Rheostatuak seriean konexioa duen tensio iturri bat zati txikiagoetan banatzeko erabil daitezke. Tensio banatzaile zirkuitu batean rheostatu bat edo gehiago aldatuz, tensioa aldatu daiteke.
Potenciometroa: Rheostatuak ezezaguna tentsioa edo potentzial diferentzia neurtzeko erabil daitezke. Potenciometroa rheostatu mota bat da, hiru terminal dituena: bat resistente elementuaren amaierako puntuan, bat aldakor kontaktu puntuan, eta bat kanpo zirkuituari konektatuta. Kontaktu puntuaren posizioa aldatuz (hona hemen bi tentsioak berdinak direnean), ezezaguna tentsioa ezagutzeko.
Strain gauge: Rheostatuak materialen deformazioa (deformazioa) neurtzeko erabil daitezke, erresistentzia aldatzeaz. Strain gauge rheostatu mota bat da, bi terminal dituena, bakoitzaren amaieran material metalin fina bat da, stressa (indarra) dauden objektuari erantsita. Objektuak deformatzen denean, material metalin fina ere deformatzen da; hau bere luzera eta sekzio ebakiaren azalari (eta beraz, bere erresistentzian) aldatzen dio. Aldaketa honek elektrikoki neurtuz (adibidez,
