Reóstatos: Materiais, Construção e Aplicações

Um reóstato é um tipo de resistor variável que pode ajustar a corrente ou tensão em um circuito elétrico. Reóstatos são frequentemente usados como dispositivos de controle de potência, como controlar a velocidade de um motor elétrico, o brilho de uma luz ou a temperatura de um forno elétrico. Reóstatos também são usados para medir tensões desconhecidas ou diferenças de potencial equilibrando-as com as conhecidas.

O que é um Reóstato?

Um reóstato é definido como um dispositivo que pode variar a resistência em um circuito elétrico alterando a posição de um ponto de contato ao longo de um elemento resistivo.

O elemento resistivo pode ser um fio de metal, uma barra de carbono ou uma solução líquida. O ponto de contato pode ser um terminal deslizante, uma manopla rotativa ou um braço varredor.

A resistência de um reóstato depende do comprimento e da área seccional transversal do elemento resistivo, bem como do material do qual é feito. A resistência pode ser calculada usando a fórmula:

onde R é a resistência, ρ é a resistividade do material, l é o comprimento do elemento resistivo, e A é a área seccional transversal.

A corrente através de um reóstato pode ser controlada movendo o ponto de contato mais perto ou mais longe de uma extremidade do elemento resistivo. Quanto mais próximo o ponto de contato estiver de uma extremidade, menor será a resistência e maior a corrente. Quanto mais longe o ponto de contato estiver de uma extremidade, maior será a resistência e menor a corrente.

Como são construídos os Reóstatos?

Os reóstatos podem ser construídos de diferentes maneiras, dependendo de suas aplicações e especificações. Alguns tipos comuns de reóstatos são:

• Reóstatos de fio enrolado: Estes são feitos enrolando um fio longo de material de alta resistividade em torno de um núcleo isolante, como cerâmica ou plástico.

  

• O fio pode ser enrolado em forma espiral ou helicoidal. Um terminal deslizante ou uma manopla rotativa pode mover-se ao longo do fio para alterar a resistência. Os reóstatos de fio enrolado são adequados para correntes altas e tensões baixas.

• Reóstatos de carbono: Estes são feitos usando uma barra ou placa de carbono como o elemento resistivo. Um braço varredor pode mover-se ao longo da superfície de carbono para alterar a resistência. Os reóstatos de carbono são adequados para correntes baixas e tensões altas.

• Reóstatos líquidos: Estes são feitos usando uma solução condutora líquida, como água salgada ou ácido, como o elemento resistivo. Dois eletrodos são imersos no líquido e conectados à fonte de energia e à carga. A distância entre os eletrodos pode ser variada para alterar a resistência. Os reóstatos líquidos são adequados para correntes muito altas e tensões baixas.

Quais Materiais São Usados para Reóstatos?

Os materiais usados para reóstatos devem ter alta resistividade, alta temperatura de trabalho, alta resistência à corrosão, força mecânica adequada, ductilidade adequada e baixo custo. Alguns materiais comuns usados para reóstatos são:

• Platina: A platina é um metal nobre que tem uma resistividade muito alta e ponto de fusão elevado. Ela também tem alta resistência à oxidação, alta ductilidade, alta maleabilidade, boa força mecânica e boa estabilidade com temperatura e estresse mecânico. No entanto, a platina é muito cara e escassa, então seu uso na engenharia elétrica é limitado a fornos de laboratório, termômetros de resistência e alguns reóstatos.

• Constantan: Constantan é uma liga de cobre-níquel que tem um coeficiente de temperatura de resistência baixo, o que significa que sua resistividade permanece constante em uma ampla faixa de temperaturas. Também tem alta resistência à oxidação, boa força mecânica e boa estabilidade com temperatura e estresse mecânico. Constantan é amplamente utilizado para conexões elétricas em instrumentos, como resistores shunt, resistores em série, resistores swamp, resistores padrão e reóstatos.

• Nichrome: Nichrome é uma liga de níquel-cromo que tem alta resistividade e pontos de fusão elevados. Também tem alta resistência à oxidação e corrosão, boa força mecânica e boa ductilidade. Nichrome é amplamente utilizado para elementos de aquecimento e reóstatos de fio enrolado.

Quais são algumas aplicações dos Reóstatos?

Os reóstatos têm muitas aplicações em vários campos de engenharia e ciência. Alguns exemplos são:

• Controle de potência: Os reóstatos podem ser usados para controlar a saída de potência de dispositivos como motores elétricos, lâmpadas, fornos, etc. Variando a resistência de um reóstato em série com um dispositivo, a tensão ou corrente fornecida a ele pode ser ajustada.

• Divisor de tensão: Os reóstatos podem ser usados para dividir uma fonte de tensão em frações menores, conectando-os em série. Variando a resistência de um ou mais reóstatos em um circuito divisor de tensão, diferentes tensões de saída podem ser obtidas.

• Potenciômetro: Os reóstatos podem ser usados para medir uma tensão desconhecida ou diferença de potencial equilibrando-a com uma conhecida. Um potenciômetro é um tipo de reóstato que tem três terminais: um conectado a uma extremidade fixa do elemento resistivo, um conectado a um ponto de contato variável ao longo dele e um conectado a um circuito externo. Ajustando a posição do ponto de contato até que não haja corrente fluindo por ele (ou seja, quando ambas as tensões são iguais), a tensão desconhecida pode ser determinada.

• Sensor de deformação: Os reóstatos podem ser usados para medir a deformação (ou seja, a deformação) em materiais alterando sua resistência quando submetidos a tensão (ou seja, força). Um sensor de deformação é um tipo de reóstato que tem dois terminais conectados a extremidades opostas de uma folha de metal fina que está anexada a um objeto sob tensão. Conforme o objeto se deforma devido à tensão, a folha também se deforma; isso muda seu comprimento e área seccional transversal (e, portanto, sua resistência). Medindo essa mudança de resistência usando um circuito elétrico (como a ponte de Wheatstone), a deformação pode ser calculada.

Conclusão

Os reóstatos são resistores variáveis que podem ajustar a corrente ou a tensão em circuitos elétricos alterando sua resistência. Eles são feitos de diferentes materiais, dependendo de