Rheostats: Efni, Smíða og Notkun
Rheostat er tegund af breytanlegum viðstöðulegri sem getur stillt strauminn eða spennuna í rafkerfi. Rheostatar eru oft notaðir sem orka-stýringar tæki, eins og stýring á hraða rafhjóls, birtu ljósins eða hitastigi rafvarma. Rheostatar eru einnig notuð til að mæla óþekktar spennur eða potensialskilnir með því að jafna þær við þekktar.
Hvað er rheostat?
Rheostat er skilgreind sem tæki sem getur breytt viðstöðu í rafkerfi með því að breyta staðsetningu samskynjapunkts á viðstöðulegu hlutverki.
Viðstöðulegi hluturinn getur verið metalleður snara, kolhlutur eða væskulausn. Samskynjapunkturinn getur verið sléttandi enda, snúðarknappi eða sveiparmi.
Viðstöðan rheostatsins fer eftir lengd og krossmargfeldi viðstöðulega hlutverksins, auk materiales hans. Viðstöðunni má reikna með jöfnunni:
þar sem R er viðstöðan, ρ er viðstöðubundið efni, l er lengd viðstöðulega hlutverksins, og A er krossmargfeldið.
Straumur í rheostati getur verið stýrtur með því að færa samskynjapunktinn nærum eða frá einu enda viðstöðulega hlutverksins. Nærum samskynjapunkturinn er einu enda, lægra er viðstöðan og hærri straumurinn. Frá samskynjapunkturinn er einu enda, hærri er viðstöðan og lægri straumurinn.
Hvernig eru rheostatar byggðir?
Rheostatar geta verið byggðir á mismunandi vegu eftir þeirra útfærslu og eiginleika. Sumar algengar tegundir rheostata eru:
Snaravikrir rheostatar: Þessir eru gerðir með því að snúra langa snaran af efni með háa viðstöðu um ofurtrengjanlegt kjarni, eins og keramík eða plast.
Snaran má snúa í spíral eða helix form. Sléttandi enda eða snúðarknappi getur farið langs snaran til að breyta viðstöðu. Snaravikrir rheostatar eru viðeigandi fyrir háa strauma og lága spennu.
Kolrheostatar: Þessir eru gerðir með því að nota kolstokk eða plötuna sem viðstöðulegan hlutverk. Sveiparmi getur farið langs kol yfirborðinu til að breyta viðstöðu. Kolrheostatar eru viðeigandi fyrir lága strauma og háa spennu.
Væskurheostatar: Þessir eru gerðir með því að nota gagnkvæma væsku, eins og saltvatn eða syru, sem viðstöðulegan hlutverk. Tvær elektrodar eru dregnar inn í væsku og tengdar við orkurit eða tölu. Fjarlægð milli elektroda getur verið breytt til að breyta viðstöðu. Væskurheostatar eru viðeigandi fyrir mjög háa strauma og lága spennu.
Hvaða efni eru notað fyrir rheostata?
Efnin sem notað eru fyrir rheostata ættu að hafa háa viðstöðu, háa virkni við hita, háa mótorrost, viðeigandi mekanísk styrkleiki, viðeigandi dúklæði, og lágt kostnað. Sumar algeng efni sem notað eru fyrir rheostata eru:
Platin: Platin er edelmetall sem hefur mjög háa viðstöðu og smeltapunkt. Hann hefur einnig háa motvirku við oksid, háa dúklæði, háa hamleði, góðan mekanísk styrkleika, og góða stöðugleika við hita og mekanískan stress. En platin er mjög dýr og sjaldsæll, svo hans notkun í raforkuverkefnum er takmarkað að lafskurnar, viðstöðu-hita-mælir, og sumir rheostatar.
Constantan: Constantan er kopar-nickel legir sem hefur lága hitastiga viðstöðu, sem þýðir að viðstöðubundið hans er fast yfir víða hitagildisbil. Hann hefur einnig háa motvirku við oksid, góðan mekanísk styrkleika, og góða stöðugleika við hita og mekanískan stress. Constantan er almennt notaður fyrir rafstöðvar í tækjum, eins og viðstöður, rað viðstöður, myrkvalegar viðstöður, staðalviðstöður, og rheostatar.
Nichrome: Nichrome er nickel-krom legir sem hefur háa viðstöðu og smeltapunkt. Hann hefur einnig háa motvirku við oksid og korrosion, góðan mekanísk styrkleika, og góða dúklæði. Nichrome er almennt notaður fyrir hitaefnis og snaravikra rheostata.
Hvaða notkun hefur rheostat?
Rheostatar hafa mörga notkun í ýmsum sviðum vísinda og verkfræði. Dæmi um eru:
Orka-stýring: Rheostatar geta verið notaðir til að stýra orka úttekt tækja eins og rafhjól, ljós, varmar, lafskurnar, o.fl. Með því að breyta viðstöðu rheostats í röð með tæki, getur spenna eða straumur sem gefinn er honum verið stilltur.
Spennudeiling: Rheostatar geta verið notaðir til að deila spennauppsprettu í minni brot með því að tengja þá í röð með öðrum. Með því að breyta viðstöðu eða fleiri rheostata í spennudeilingskerfi, geta verið fengin mismunandi úttaksspennur.
Potensiametri: Rheostatar geta verið notaðir til að mæla óþekktar spennur eða potensialskilnir með því að jafna þær við þekktar. Potensiametri er tegund rheostats sem hefur þrjár endur: einn tengdur við fast enda viðstöðulega hlutverks, einn tengdur við breytan samskynjapunkt langs hans, og einn tengdur við ytri kerfi.
