Reostato: Mga Materyal, Konstruksyon at mga Aplikasyon
Ang rheostat ay isang uri ng variable resistor na maaaring i-adjust ang current o voltage sa isang electric circuit. Ang mga rheostats ay kadalasang ginagamit bilang mga device para sa pag-control ng power, tulad ng pag-control ng bilis ng electric motor, kahelapan ng ilaw, o temperatura ng electric oven. Ginagamit din ang mga rheostats para sa pagsukat ng hindi alam na voltages o potential differences sa pamamagitan ng pag-balansado nito sa mga alam.
Ano ang Rheostat?
Ang rheostat ay inilalarawan bilang isang device na maaaring mag-vary ng resistance sa isang electric circuit sa pamamagitan ng pagbabago ng posisyon ng isang contact point sa ibabaw ng isang resistive element.
Ang resistive element maaaring isang metal wire, carbon rod, o liquid solution. Ang contact point maaaring isang sliding terminal, rotating knob, o wiper arm.
Ang resistance ng isang rheostat ay depende sa haba at cross-sectional area ng resistive element, pati na rin sa materyal na ito'y gawa. Maaaring makalkula ang resistance gamit ang formula:
kung saan ang R ay ang resistance, ρ ay ang resistivity ng materyal, l ay ang haba ng resistive element, at A ay ang cross-sectional area.
Maaaring kontrolin ang current sa pamamagitan ng paggalaw ng contact point mas malapit o mas layo sa isang dulo ng resistive element. Kung mas malapit ang contact point sa isang dulo, mas mababa ang resistance at mas mataas ang current. Kung mas layo ang contact point mula sa isang dulo, mas mataas ang resistance at mas mababa ang current.
Paano Binubuo ang mga Rheostat?
Maaaring binuo ang mga rheostat sa iba't ibang paraan depende sa kanilang aplikasyon at specifications. Ang ilang karaniwang uri ng rheostat ay:
Wire-wound rheostats: Ito ay gawa sa pamamagitan ng pag-uwind ng mahabang wire ng high-resistivity material sa paligid ng insulating core, tulad ng ceramic o plastic.
Maaaring coil ang wire sa spiral o helical shape. Maaaring galawin ang sliding terminal o rotating knob sa wire upang baguhin ang resistance. Ang wire-wound rheostats ay angkop para sa mataas na current at mababang voltage.
Carbon rheostats: Ito ay gawa sa pamamagitan ng paggamit ng carbon rod o plate bilang resistive element. Maaaring galawin ang wiper arm sa carbon surface upang baguhin ang resistance. Ang carbon rheostats ay angkop para sa mababang current at mataas na voltage.
Liquid rheostats: Ito ay gawa sa pamamagitan ng paggamit ng conducting liquid solution, tulad ng salt water o acid, bilang resistive element. Imerso ang dalawang electrodes sa likido at konektado sa power source at load. Maaaring baguhin ang distansya sa pagitan ng mga electrodes upang baguhin ang resistance. Ang liquid rheostats ay angkop para sa napakataas na current at mababang voltage.
Ano ang Materyal na Ginagamit para sa mga Rheostat?
Ang mga materyal na ginagamit para sa mga rheostat ay dapat may mataas na resistivity, mataas na working temperature, mataas na corrosion resistance, angkop na mechanical strength, angkop na ductility, at mababang cost. Ang ilang karaniwang materyal na ginagamit para sa mga rheostat ay:
Platinum: Ang platinum ay isang noble metal na may napakataas na resistivity at melting point. Mayroon itong mataas na resistance sa oxidation, mataas na ductility, mataas na malleability, magandang mechanical strength, at magandang stability sa temperature at mechanical stress. Gayunpaman, napakamahal at napakakaunti ang platinum, kaya limitado lamang ang kanyang paggamit sa electrical engineering sa laboratory furnaces, resistance thermometers, at ilang mga rheostat.
Constantan: Ang constantan ay isang copper-nickel alloy na may mababang temperature coefficient of resistance, ibig sabihin ang resistivity nito ay nananatiling pantay sa malawak na saklaw ng temperatura. Mayroon itong mataas na resistance sa oxidation, magandang mechanical strength, at magandang stability sa temperature at mechanical stress. Malaganap ang paggamit ng constantan para sa electrical connections sa mga instrument, tulad ng shunt resistors, series resistors, swamp resistors, standard resistors, at rheostats.
Nichrome: Ang nichrome ay isang nickel-chromium alloy na may mataas na resistivity at melting points. Mayroon itong mataas na resistance sa oxidation at corrosion, magandang mechanical strength, at magandang ductility. Malaganap ang paggamit ng nichrome para sa heating elements at wire-wound rheostats.
Ano ang Ilang Application ng mga Rheostat?
May maraming application ang mga rheostat sa iba't ibang larangan ng engineering at science. Ang ilang halimbawa ay:
Power control: Maaaring gamitin ang mga rheostat para sa pag-control ng power output ng mga device tulad ng electric motors, lights, ovens, furnaces, atbp. Sa pamamagitan ng pag-vary ng resistance ng isang rheostat sa series sa isang device, maaaring i-adjust ang voltage o current na ibinibigay dito.
Voltage divider: Maaaring gamitin ang mga rheostat para hatiin ang isang voltage source sa mas maliit na bahagi sa pamamagitan ng pag-connect nila sa series sa isa't isa. Sa pamamagitan ng pag-vary ng resistance ng isang o higit pang rheostat sa isang voltage divider circuit, maaaring makakuha ng iba't ibang output voltages.
Potentiometer: Maaaring gamitin ang mga rheostat para sukatin ang hindi alam na voltage o potential difference sa pamamagitan ng pagbalansado nito sa isang alam. Ang potentiometer ay isang uri ng rheostat na may tatlong terminals: isang konektado sa isang fixed end ng resistive element, isang konektado sa isang variable contact point sa ibabaw nito, at isang konektado sa isang external circuit. Sa pamamagitan ng pag-adjust ng posisyon ng contact point hanggang walang current ang lumalabas dito (i.e., kapag pareho ang mga voltages), maaaring matukoy ang hindi alam na voltage.
Strain gauge: Maaaring gamitin ang mga rheostat para sukatin ang strain (i.e., deformation) sa mga materyal sa pamamagitan ng pagbabago ng kanilang resistance kapag pinaglabanan ito ng stress (i.e., force). Ang strain gauge ay isang uri ng rheostat na may dalawang terminals na konektado sa kabaligtarang dulo ng isang thin metal foil na nakalagay sa isang object under stress. Kapag nag-deform ang object dahil sa stress, gayundin ang foil; ito ay nagbabago ang haba at cross-sectional area (at kaya ang resistance). Sa pamamagitan ng pagsukat ng pagbabago ng resistance gamit ang isang electrical circuit (tulad ng
