Reóstatos: Materiais Construción e Aplicacións
O reóstato é un tipo de resistor variable que pode axustar a corrente ou a tensión nunha circuíto eléctrico. Os reóstatos úsanse con frecuencia como dispositivos de control de potencia, como o control da velocidade dun motor eléctrico, a luminosidade dunha luz ou a temperatura dun forno eléctrico. Tamén úsanse para medir voltaxes descoñecidos ou diferenzas de potencial equilibrandoos con outros coñecidos.
Que é un reóstato?
Un reóstato defínese como un dispositivo que pode variar a resistencia nun circuíto eléctrico cambiando a posición dun punto de contacto ao longo dun elemento resistivo.
O elemento resistivo pode ser un fío metálico, unha barra de carbono ou unha solución líquida. O punto de contacto pode ser un terminal deslizante, un botón rotatorio ou un brazo limpador.
A resistencia dun reóstato depende da lonxitude e a área seccional do elemento resistivo, así como do material do que está feito. A resistencia pode calcularse usando a fórmula:
onde R é a resistencia, ρ é a resistividade do material, l é a lonxitude do elemento resistivo, e A é a área seccional.
A corrente a través dun reóstato pode controlarse movendo o punto de contacto máis preto ou máis lonxe dun extremo do elemento resistivo. Canto máis preto estea o punto de contacto dun extremo, menor será a resistencia e maior a corrente. Canto máis lonxe estea o punto de contacto dun extremo, maior será a resistencia e menor a corrente.
Como constrúense os reóstatos?
Os reóstatos poden construírse de diferentes maneiras dependendo das súas aplicacións e especificacións. Algúns tipos comúns de reóstatos son:
Reóstatos de fío enrollado: Estes fánse enrolando un fío longo de material de alta resistividade ao redor dun núcleo aislante, como cerámica ou plástico.
O fío pode enrollarse en forma espiral ou helicoidal. Un terminal deslizante ou un botón rotatorio pode moverse ao longo do fío para cambiar a resistencia. Os reóstatos de fío enrollado son adecuados para correntes altas e voltaxes baixos.
Reóstatos de carbono: Estes fánse empregando unha barra ou placa de carbono como elemento resistivo. Un brazo limpador pode moverse ao longo da superficie de carbono para cambiar a resistencia. Os reóstatos de carbono son adecuados para correntes baixas e voltaxes altos.
Reóstatos líquidos: Estes fánse empregando unha solución líquida condutora, como auga salgada ou ácido, como elemento resistivo. Dous electrodos mergúllanse no líquido e conectanse á fonte de enerxía e á carga. A distancia entre os electrodos pode variarse para cambiar a resistencia. Os reóstatos líquidos son adecuados para correntes moi altas e voltaxes baixos.
Que materiais úsanse para os reóstatos?
Os materiais usados para os reóstatos deben ter alta resistividade, alta temperatura de traballo, alta resistencia á corrosión, resistencia mecánica adecuada, ductilidade adecuada e baixo custo. Algúns materiais comúns usados para os reóstatos son:
Platino: O platino é un metal nobre que ten unha resistividade moi alta e punto de fusión. Tamén ten alta resistencia á oxidación, alta ductilidade, alta maleabilidade, boa resistencia mecánica e boa estabilidade con a temperatura e o estrés mecánico. Pero, o platino é moi caro e escaso, polo que o seu uso na enxeñaría eléctrica limitase a fornos de laboratorio, termómetros de resistencia, e algúns reóstatos.
Constantan: O constantan é unha liga de cobre-níquel que ten un coeficiente de temperatura de resistencia baixo, o que significa que a súa resistividade permanece constante nunha ampla gama de temperaturas. Tamén ten alta resistencia á oxidación, boa resistencia mecánica e boa estabilidade con a temperatura e o estrés mecánico. O constantan úsase amplamente para conexións eléctricas en instrumentos, como resistores en derivación, resistores en serie, resistores de pantano, resistores estándar e reóstatos.
Nichrome: O nichrome é unha liga de níquel-cromo que ten alta resistividade e puntos de fusión. Tamén ten alta resistencia á oxidación e corrosión, boa resistencia mecánica e boa ductilidade. O nichrome úsase amplamente para elementos de calefacción e reóstatos de fío enrollado.
Que aplicacións teñen os reóstatos?
Os reóstatos teñen moitas aplicacións en diversos campos da enxeñaría e ciencia. Algúns exemplos son:
Control de potencia: Os reóstatos poden utilizarse para controlar a potencia de saída de dispositivos como motores eléctricos, luces, fornos, etc. Variando a resistencia dun reóstato en serie con un dispositivo, a tensión ou corrente suministrada a el pode axustarse.
Divisor de tensión: Os reóstatos poden utilizarse para dividir unha fonte de tensión en fraccións menores conectándoos en serie entre si. Variando a resistencia dun ou máis reóstatos nun circuíto divisor de tensión, pódense obter diferentes voltaxes de saída.
Potenciómetro: Os reóstatos poden utilizarse para medir unha tensión descoñecida ou diferenza de potencial equilibrando con unha coñecida. O potenciómetro é un tipo de reóstato que ten tres terminais: un conectado a un extremo fixo do elemento resistivo, un conectado a un punto de contacto variable ao longo do mesmo, e un conectado a un circuito externo. Axustando a posición do punto de contacto ata que non flua corrente (é dicir, cando ambas as tensións sexan iguais), pódese determinar a tensión descoñecida.
Gaxeta de deformación: Os reóstatos poden utilizarse para medir a deformación (é dicir, a deformación) nos materiais cambiando a súa resistencia cando están sometidos a estrés (é dicir, forza). A gaxeta de deformación é un tipo de reóstato que ten dous terminais conectados a extremos opostos dunha fina lona metálica que está adxunta a un obxecto baixo estrés. Á medida que o obxecto se deforma debido ao estrés, tamén o fai a lona; isto cambia a súa lonxitude e área seccional (e, polo tanto, a súa resistencia). Medindo este cambio de resistencia empregando un circuito eléctrico (como o puente de Wheatstone), pódese calcular a deformación.
