Resistors: Mga Materyales, Konstruksyon, at mga Aplikasyon
Ang rheostat ay isang uri ng variable resistor na maaaring i-ayos ang current o voltage sa isang electric circuit. Ang mga Rheostats ay kadalasang ginagamit bilang mga aparato para sa kontrol ng lakas, tulad ng pagkontrol sa bilis ng motor na elektriko, kahalimuyak ng ilaw, o temperatura ng electric oven. Ginagamit din ang mga rheostat para sa pagsukat ng hindi alam na mga voltage o potential differences sa pamamagitan ng pagbalanse nito sa mga kilala.
Ano ang Rheostat?
Ang rheostat ay inilalarawan bilang isang aparato na maaaring mag-iba ang resistance sa isang electric circuit sa pamamagitan ng pagbabago ng posisyon ng contact point sa ibabaw ng resistive element.
Ang resistive element ay maaaring isang metal wire, carbon rod, o liquid solution. Ang contact point ay 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 ang materyal na ito'y gawa. Maaari itong makalkula gamit ang formula:
kung saan R ang resistance, ρ ang resistivity ng materyal, l ang haba ng resistive element, at A ang cross-sectional area.
Maaari kang 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 Konstruksyon ng Rheostats?
Maaaring konstruksyon ang mga rheostat sa iba't ibang paraan depende sa kanilang aplikasyon at specifications. Ang ilang karaniwang uri ng rheostat ay:
Wire-wound rheostats: Ang ito ay gawa sa pamamagitan ng pag-uwind ng mahaba na wire ng high-resistivity material sa paligid ng insulating core, tulad ng ceramic o plastic.
Ang wire ay maaaring coiled sa spiral o helical shape. Ang sliding terminal o rotating knob ay maaaring galawin sa paligid ng wire upang baguhin ang resistance. Ang wire-wound rheostats ay angkop para sa mataas na current at mababang voltages.
Carbon rheostats: Ang ito ay gawa sa pamamagitan ng paggamit ng carbon rod o plate bilang resistive element. Ang wiper arm ay maaaring galawin sa paligid ng carbon surface upang baguhin ang resistance. Ang carbon rheostats ay angkop para sa mababang current at mataas na voltages.
Liquid rheostats: Ang ito ay gawa sa pamamagitan ng paggamit ng conducting liquid solution, tulad ng salt water o acid, bilang resistive element. Ang dalawang electrodes ay imersado sa likido at konektado sa power source at load. Ang distansya sa pagitan ng electrodes ay maaaring ibago upang baguhin ang resistance. Ang liquid rheostats ay angkop para sa napakataas na current at mababang voltages.
Ano ang Materyales na Ginagamit para sa Rheostats?
Ang materyales na ginagamit para sa rheostats 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 materyales na ginagamit para sa rheostats ay:
Platinum: Ang platinum ay isang noble metal na may napakataas na resistivity at melting point. Ito rin ay may mataas na resistance sa oxidation, mataas na ductility, mataas na malleability, magandang mechanical strength, at magandang stability sa temperature at mechanical stress. Gayunpaman, ang platinum ay napakamahal at limitado, kaya ang kanyang paggamit sa electrical engineering ay limitado sa laboratory furnaces, resistance thermometers, at ilang rheostats.
Constantan: Ang constantan ay isang copper-nickel alloy na may mababang temperature coefficient of resistance, ibig sabihin, ang kanyang resistivity ay nananatiling pantay sa malaking range ng temperatures. Ito rin ay may mataas na resistance sa oxidation, magandang mechanical strength, at magandang stability sa temperature at mechanical stress. Ang constantan ay malawakang ginagamit 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. Ito rin ay may mataas na resistance sa oxidation at corrosion, magandang mechanical strength, at magandang ductility. Malawakang ginagamit ang nichrome para sa heating elements at wire-wound rheostats.
Ano ang ilang aplikasyon ng Rheostats?
Ang mga rheostat ay may maraming aplikasyon sa iba't ibang larangan ng engineering at science. Ang ilang halimbawa ay:
Power control: Maaaring gamitin ang mga rheostat para kontrolin ang power output ng mga aparato tulad ng electric motors, lights, ovens, furnaces, etc. Sa pamamagitan ng pag-iba ng resistance ng isang rheostat sa series kasama ang isang aparato, maaaring ayusin ang voltage o current na ipinagbibigay dito.
Voltage divider: Maaaring gamitin ang mga rheostat para hatiin ang voltage source sa mas maliit na fractions sa pamamagitan ng pagkonekta nito sa series sa bawat isa. Sa pamamagitan ng pag-iba ng resistance ng isang o higit pang rheostats sa 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 pagbalanse nito sa isang kilala. 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 paligid nito, at isang konektado sa isang external circuit. Sa pamamagitan ng pag-ayos ng posisyon ng contact point hanggang walang current na tumatakbong dito (i.e., kapag pareho ang mga voltage), maaaring matukoy ang hindi alam na voltage.
Strain gauge: Maaaring gamitin ang mga rheostat para sukatin ang strain (i.e., deformation) sa mga materyales sa pamamagitan ng pag-iba ng kanilang resistance kapag pinaglabanan ng stress (i.e., force). Ang strain gauge ay isang uri ng rheostat na may dalawang terminals na konektado sa kabilang dulo ng isang thin metal foil na nakalagay sa isang object under stress. Habang nagdeform ang object dahil sa stress, gayun din ang foil; ito ay nagbabago ang haba at cross-sectional area (at kaya ang resistance). Sa pamamagitan ng pagsukat ng pagbabago sa resistance gamit ang isang electrical circuit (tulad ng
