Reostāti: Materiāli Konstrukcija un Lietojumi
Reostāts ir veids no mainīgām rezistorkārtēm, kas var iestatīt strāvu vai spriegumu elektriskā ceļā. Reostāti bieži tiek izmantoti kā enerģijas kontrolēšanas ierīces, piemēram, lai kontroliertu elektromotora ātrumu, gaišuma rādījumu vai elektriskā krūzāja temperatūru. Reostāti tiek arī izmantoti nezināmu spriegumu vai potenciāla atšķirību mērīšanai, vienādojot tos ar zināmiem.
Kas ir reostāts?
Reostāts ir definēts kā ierīce, kas var mainīt rezistanci elektriskā ceļā, mainot kontaktlauka pozīciju pa rezistīvā elementa virsmu.
Rezistīvais elements var būt metāla vada, uglekoku šķiedra vai šķidruma risinājums. Kontaktlauks var būt slīdošs terminālis, rotējošs spraudnis vai wiperis.
Reostāta rezistanci nosaka rezistīvā elementa garums un pārsniedzamās daudzums, kā arī materiāls, no kura tas ir izgatavots. Rezistanci var aprēķināt, izmantojot formulu:
kur R ir rezistancija, ρ ir rezistivitāte materiālam, l ir rezistīvā elementa garums, un A ir pārsniedzamās daudzums.
Strāva caur reostātu var tikt kontrolēta, pārvietojot kontaktlauku tuvāk vai tālāk no rezistīvā elementa gala. Jo tuvāk kontaktlauks ir viena galā, jo zemāka rezistancija un augstāka strāva. Jo tālāk kontaktlauks ir no viena gala, jo augstāka rezistancija un zemāka strāva.
Kā tiek izgatavoti reostāti?
Reostāti var tikt izgatavoti dažādos veidos atkarībā no to lietojuma un specifikācijām. Daži parastie reostātu veidi ir:
Vadu apvilktie reostāti: Tie tiek izgatavoti, vilcot ilgu vadi ar augstu rezistīvā materiālu ap izolējošu kodolu, piemēram, keramiku vai plastmasu.
Vadi var tikt apvilkti spirālveida vai helikālda formā. Slīdošs terminālis vai rotējošs spraudnis var pārvietoties pa vadi, lai mainītu rezistanci. Vadu apvilktie reostāti ir piemēroti lielām strāvām un zemiem spriegumiem.
Uglekoku reostāti: Tie tiek izgatavoti, izmantojot uglekoku šķiedru vai plāksni kā rezistīvo elementu. Wiperis var pārvietoties pa uglekoku virsmu, lai mainītu rezistanci. Uglekoku reostāti ir piemēroti maziem strāvas apjomiem un augstiem spriegumiem.
Šķidruma reostāti: Tie tiek izgatavoti, izmantojot konduktīvu šķidruma risinājumu, piemēram, sāls ūdeni vai rūgāju, kā rezistīvo elementu. Divi elektrodi tiek ieplakāti šķidrumā un savienoti ar enerģijas avotu un slodzi. Elektrodi starpnieka attālumu var mainīt, lai mainītu rezistanci. Šķidruma reostāti ir piemēroti ļoti lieliem strāvas apjomiem un zemiem spriegumiem.
Kādi materiāli tiek izmantoti reostātos?
Materiāli, kas tiek izmantoti reostātos, jābūt ar augstu rezistivitāti, augstu darba temperatūru, augstu korozijas noturību, piemērotu mehānisko stiprumu, piemērotu deformējamību un zemu cenu. Daži parastie materiāli, kas tiek izmantoti reostātos, ir:
Platīns: Platīns ir šķīdinājumam nespējīgs metāls, kuram ir ļoti augsta rezistivitāte un talāšanas temperatūra. Tas arī ir augsti noturīgs pret oksidēšanos, augsti deformējams, augsti malleable, labi mehāniski stiprs un stabilizēts ar temperatūru un mehānisko stresi. Tomēr platīns ir ļoti dārgs un rets, tāpēc tā lietošana elektrotehnikā ir ierobežota laboratorijas pečiem, rezistances termometriem un dažiem reostātiem.
Konstantāns: Konstantāns ir medibas-nikela allijs, kuram ir zema temperatūras koeficients rezistancē, nozīmē, ka tā rezistivitāte paliek nemainīga plašā temperatūras diapazonā. Tas arī ir augsti noturīgs pret oksidēšanos, labi mehāniski stiprs un stabilizēts ar temperatūru un mehānisko stresi. Konstantāns tiek plaši izmantots instrumentu elektrosavienojumos, piemēram, šūnu rezistorkārtēm, seriālajām rezistorkārtēm, sumpa rezistorkārtēm, standarta rezistorkārtēm un reostātiem.
Nihroms: Nihroms ir nikela-kroma allijs, kuram ir augsta rezistivitāte un talāšanas temperatūra. Tas arī ir augsti noturīgs pret oksidēšanos un koroziju, labi mehāniski stiprs un deformējams. Nihroms tiek plaši izmantots sildīšanas elementiem un vadu apvilktajiem reostātiem.
Kādas ir reostātu lietojuma jomas?
Reostātiem ir daudzas lietojuma jomas dažādos inženierzinātnes un zinātnes jomās. Daži piemēri ir:
Enerģijas kontrolēšana: Reostāti var tikt izmantoti, lai kontrolētu ierīču, piemēram, elektromotoru, gaismu, krūzāju, peču, utt., enerģijas izņemšanu. Mainot reostāta rezistanci seriālā savienojumā ar ierīci, var pielāgot piegādāto uz to spriegumu vai strāvu.
Sprieguma dalītājs: Reostāti var tikt izmantoti, lai sadalītu sprieguma avotu mazākos daļējos, savienojot tos seriālā savienojumā. Mainot viena vai vairāku reostātu rezistanci sprieguma dalītāja shēmā, var iegūt dažādus izvades spriegumus.
