Ρεοστάτης | Το μόνο που χρειάζεται να γνωρίζετε | Πλήρης οδηγός

Ρυθμιστής ηλεκτρικού ρεύματος

Εικόνα από: Paulo Barcellos Jr.Πόλη της Νέας Υόρκης τη νύχτα HDRCC BY-SA 2.0

Περιεχόμενο

Τι είναι ο ρεοστάτης; || Ορισμός Rheostat

Για να ορίσουμε έναν ρεοστάτη, πρέπει να γνωρίζουμε τι είναι η αντίσταση ή η αντίσταση. Οι αντιστάσεις είναι ηλεκτρικές συσκευές που ελέγχουν τη ροή του ρεύματος. Ένας επίσημος ορισμός του ρεοστάτη θα είναι -

"Ρυθμιστής ηλεκτρικού ρεύματος είναι ένα στοιχείο ενός ηλεκτρικού κυκλώματος του οποίου η τιμή αντίστασης μπορεί να αλλάξει όποτε χρειάζεται, αυτό σημαίνει μια μεταβλητή αντίσταση. "

Είναι μια συσκευή τριών τερματικών, εκ των οποίων τα δύο είναι χρησιμοποιήσιμα. Υπάρχει ένα ρυθμιστικό ως κινούμενο τερματικό και μόνο ένα μπορεί να χρησιμοποιηθεί από δύο σταθερούς ακροδέκτες. Ένας τυπικός ρεοστάτης αποτελείται επίσης από ένα ανθεκτικό υλικό και ένα ρυθμιστικό.

Τι κάνει ένας ρεοστάτης;

Η βασική αρχή αυτής της συσκευής είναι απλή. Στα ηλεκτρικά κυκλώματα, όποτε χρειαστεί να αλλάξουμε την τιμή αντίστασης, ένας ρεοστάτης τίθεται σε λειτουργία. Εάν χρειαστεί να αυξήσουμε τη ροή ρεύματος - θα αυξήσουμε την αντίσταση της συσκευής. Όταν πρέπει να μειώσουμε την τρέχουσα ροή στο κύκλωμα, θα αυξήσουμε την τιμή αντίστασης. 

Πώς λειτουργεί ένας ρεοστάτης;

Το Rheostat λειτουργεί στην ιδιότητα της αντίστασης. Η αντίσταση ενός υλικού (ας πούμε σύρμα) εξαρτάται γραμμικά από το μήκος και αντίστροφα από την περιοχή διατομής.

R∝L / Α

R=?L/A,

?is the resistivity of the material

Έτσι, εάν διατηρήσουμε σταθερή την περιοχή διατομής, η αύξηση του μήκους θα αυξήσει την αντίσταση. Όπως φαίνεται στο σχήμα, το ρυθμιστικό μετακινείται μέσω του αντιστατικού στοιχείου για γραμμικούς ρεοστάτες. Μετακινείται είτε από είσοδο σε έξοδο είτε αντίστροφα. Το πραγματικό μήκος αλλάζει ανάλογα. Κατά τη μετακίνηση του υαλοκαθαριστήρα προς τη θύρα εξόδου, το πραγματικό μήκος μειώνεται, προκαλώντας πτώση της αντίστασης, αυξάνοντας το ρεύμα.

Σύνδεση ρεοστάτη
Εργασία ενός Rheostat

Τι είναι το σύμβολο ρεοστάτη;

Το Ινστιτούτο Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Ηλεκτρονικών Μηχανικών (IEEE) και η Διεθνής Ηλεκτροτεχνική Επιτροπή (IEC), έχουν ορίσει δύο διαφορετικά σύμβολα ρεοστάτη.

Σύμβολο του ρεοστάτη
Το τυπικό σύμβολο IEEE Rheostat
Σύμβολο του ρεοστάτη
Το τυπικό σύμβολο IEC Rheostat

Διακόπτης Rheostat

Οι ρεοστάτες ελέγχουν το ρεύμα ενός κυκλώματος ελέγχοντας την αντίσταση του κυκλώματος. Ένας ρεοστάτης, επομένως, μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως διακόπτης για τη μεταβολή της αντίστασης καθώς και του ρεύματος του κυκλώματος. Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο ένας ρεοστάτης χρησιμοποιείται ως διακόπτης.

Τι χρησιμοποιείται ένας ρεοστάτης; || Εφαρμογές Rheostats

Ένας ρεοστάτης έχει εφαρμογή σε ηλεκτρικό κύκλωμα. Όταν υπάρχει ανάγκη ελέγχου της ροής του ρεύματος με αλλαγή του χρόνου. Με βάση την ιδιότητα του τρέχοντος ελέγχου, μερικοί από τους σκοπούς του ρεοστάτη δίδονται παρακάτω.

  • Κυκλώματα Dimmer: Ένα κύκλωμα dimmer αλλάζει την ένταση του φωτός. Η χρήση ενός ρεοστάτη θα εξυπηρετήσει τον σκοπό. Βρήκε επίσης εφαρμογή σε μικροσκόπια για το σκοπό αυτό. Κατά τη μελέτη ενός δείγματος χρησιμοποιώντας ένα μικροσκόπιο φωτός, είναι απαραίτητο να παρατηρήσετε οποιοδήποτε δείγμα χρησιμοποιώντας διάφορες ένταση φωτός για να έχετε βελτιωμένη και διαφορετική προβολή. Για αυτό το μικροσκόπιο, χρησιμοποιείται ένας ρεοστάτης μικροσκοπίου.
  • Έλεγχος ταχύτητας: Ένας διακόπτης ρεοστάτη - διακόπτης ρεοστάτη 12 βολτ, χρησιμοποιείται για τον έλεγχο της ταχύτητας ενός κινητήρα DC που λειτουργεί με συγκεκριμένη ισχύ και τρέχουσα τιμή. Σε μια επιπλέον σημείωση, δεν μπορούμε να αυξήσουμε την ταχύτητα ενός κινητήρα DC όσο θέλουμε. Υπάρχουν ορισμένα όρια για τον κινητήρα DC.
  • Θερμοσίφωνες και φούρνοι: Οι ρεοστάτες δημιουργούν υπερβολική θερμότητα ενώ παρέχουν αντίσταση. Αυτή είναι η κύρια ιδέα πίσω από τους θερμαντήρες. Μερικές φορές χρησιμοποιούνται για να παρέχουν επιπλέον θερμότητα που χρειάζεται ένα ερπετό όταν αναστέλλονται, εκτός κανονικών συνθηκών. Είναι επίσης γνωστοί ως ερπετά ρεοστάτες.
  • Ένα κύκλωμα υψηλής τάσης χρειάζεται γενικά έναν ρεοστάτη. Χρησιμοποιείται επίσης - για τον έλεγχο ήχου και πολλές άλλες εφαρμογές.

Γιατί συνδέεται ένας ρεοστάτης σε σειρά;

Για να συνδέσουμε το ρεοστάτη στο κύκλωμα, πρέπει να το τοποθετήσουμε σε σειρά, όχι παράλληλα. Η ροή του ρεύματος βρίσκεται σε πολύ μικρότερη αντίσταση. Έτσι, όταν βρίσκει μια επιλογή μεταξύ μιας λιγότερο αντίστασης διαδρομής και μιας πιο αντίστασης διαδρομής, επιλέγει πάντα το μικρότερο.

Τώρα, ένας ρεοστάτης είναι μια συσκευή που έχει κάποια μεταβλητή τιμή αντίστασης. Εάν το συνδέσουμε με την παράλληλη διαδρομή, αυτή η διαδρομή αποκτά περισσότερη αντίσταση από τον άλλο διαθέσιμο τρόπο. Όταν το ρεύμα ρέει στο κύκλωμα, τα ηλεκτρόνια δεν θα επιλέξουν ποτέ την παράλληλη διαδρομή, αλλά θα ρέουν ευθεία μέσω της διαδρομής σειράς. Έτσι, ο ρεοστάτης δεν θα λειτουργεί καθόλου. Χρειάζεται την τρέχουσα ροή για να λειτουργήσει ως ρεοστάτης. 

Σύνδεση ρεοστάτη
Σύνδεση σειράς

Τύπος Rheostat

Αν και υπάρχουν διάφοροι τύποι ροοστάτη, τρεις βασικοί τύποι είναι - 

Α. Γραμμικοί ρεοστάτες

Β. Περιστροφικοί ρεοστάτες

Γ. Προεπιλεγμένοι ρεοστάτες

Α. Γραμμικοί ρεοστάτες: Αυτός ο τύπος ρεοστάτη αποτελείται από ένα κυλινδρικό ανθεκτικό στοιχείο. Το ρυθμιστικό κινείται γραμμικά κατά μήκος του αντιστατικού στοιχείου. Διαθέτει δύο σταθερά τερματικά. ένα- χρησιμοποιείται και ένα άλλο συνδέει το ρυθμιστικό. Αυτός ο τύπος ρεοστάτων χρησιμοποιείται κυρίως - σε εργαστήρια και πειραματισμούς.

Γραμμικοί ρεοστάτες; πηγή -
"Ρυθμιστής ηλεκτρικού ρεύματος"(CC-BY 2.0) με tony_duell

Β. Περιστροφικοί ρεοστάτες: Αυτός ο τύπος ρεοστάτη έχει ένα ανθεκτικό στοιχείο, το οποίο είναι κυκλικό. Για να το χρησιμοποιήσετε, πρέπει να μετακινήσετε το ρυθμιστικό με περιστροφικό τρόπο. Βρίσκουν εφαρμογές στα ηλεκτρονικά ισχύος και επίσης, χρησιμοποιούνται ευρέως λόγω του μικρότερου μεγέθους τους από τους γραμμικούς τύπους. Καθώς το υαλοκαθαριστήρα πρέπει να περιστραφεί για να αλλάξει την τιμή, γι 'αυτό ονομάζεται περιστροφικός ρεοστάτης.

Πίστωση Iamge: Ωραία at Αγγλικά WikipediaΠοτ1, επισημαίνεται ως δημόσιος τομέας, περισσότερες λεπτομέρειες σχετικά με Wikimedia Commons

Γ. Προεπιλεγμένοι ρεοστάτες: Όταν απαιτείται για την εφαρμογή ενός ρεοστάτη σε PCB (Printed Circuit Board), θα πρέπει να χρησιμοποιείτε προκαθορισμένους ρεοστάτες ή trimmer. Παρέχει βελτιστοποίηση, γι 'αυτό βρήκαν εφαρμογή σε κυκλώματα βαθμονόμησης. Αυτοί οι τύποι ρεοστάτων είναι κατάλληλοι για βιομηχανικές χρήσεις.

Γράψτε μερικές από τις διαφορές μεταξύ του ροοστάτη και του ποτενσιόμετρου;

Υπάρχει μια λανθασμένη αντίληψη ότι ένας ρεοστάτης και ποτενσιόμετρο είναι τα ίδια πράγματα, αλλά υπάρχουν κάποιες διαφορές. Ας συζητήσουμε μερικά από αυτά -

Αντικείμενο σύγκρισηςΡοστατικάΠοτενσιόμετρα
Αριθμός τερματικώνΔύο τερματικές συσκευέςΤρεις τερματικές συσκευές
Σύνδεση στο κύκλωμαΣύνδεση σειράςΠαράλληλη σύνδεση
Ελεγχόμενη ποσότηταΕλέγχει το τρέχονΕλέγχει την τάση
ΕφαρμογήΕφαρμογή υψηλής ισχύοςΕφαρμογή χαμηλής ισχύος
Αριθμός γύρωνΕνιαία στροφή Τόσο μονή όσο και πολλαπλή στροφή
Ανθεκτικό υλικόΔίσκος άνθρακα, Constantan, Platinum, κ.λπ.Υλικά όπως ο γραφίτης
    Σύμβολο

Μάθετε περισσότερα για το Ποτενσιόμετρο - Κάντε κλικ εδώ!

Μερικές συνήθεις ερωτήσεις σχετικά με τους Rheostats

1. Πώς βαθμολογούνται οι ρεοστάτες;

Οι ρεοστάτες βαθμολογούνται - σε Amperes και Watts. Υπάρχει επίσης μια τιμή αντίστασης. Για παράδειγμα - 50W - 0.15 A, 100k Ohm. Αυτό σημαίνει ότι η μέγιστη ποσότητα ρεύματος που μπορεί να μετρηθεί είναι 0.15Α. Η αντίσταση που προσφέρει ο ροοστάτης θα κυμαίνεται από 0 έως 100k Ohm.

2. Πώς να επιλέξετε έναν ρεοστάτη με βάση την βαθμολογία;

Κατά την επιλογή ενός ρεοστάτη, η τρέχουσα βαθμολογία είναι πιο σημαντική από την βαθμολογία ισχύος.

Είναι το ρεύμα που περιορίζει την ισχύ που θα παράγει η συσκευή για οποιαδήποτε τιμή αντίστασης. Θα πρέπει να επιλέξετε ρεοστάτες με τρέχουσα βαθμολογία μεγαλύτερη ή ίση με την πραγματική ανάγκη ρεύματος στο κύκλωμα.

3. Ποιες είναι οι διαφορές μεταξύ αντιστάσεων και ρεοστατών;

Η αντίσταση είναι ένα παθητικό ηλεκτρονικό στοιχείο που μειώνει τη ροή του ρεύματος παρέχοντας αντίσταση. Από την άλλη πλευρά, οι ρεοστάτες είναι - μεταβλητές αντιστάσεις, οι οποίες δίνουν διαφορετικές τιμές αντιστάσεων ανάλογα με τις ανάγκες.

4. Ποια είναι η λειτουργία ενός ρεοστάτη στο κύκλωμα;

  • Α. Μειώνει το ρεύμα
  • Β. Αυξάνει το ρεύμα
  • Γ. Περιορίζει το ρεύμα
  • Δ. Κάνει το ρεύμα σταθερό στο κύκλωμα
  • Ε. Όλα τα παραπάνω

Η σωστή επιλογή θα είναι Ε. Όλα τα παραπάνω. Χρησιμοποιώντας το νόμο του Ohm, μπορούμε να βρούμε την απάντηση στην ερώτηση. Όπως δηλώνει ο νόμος ohm, V = IR, όπου το V είναι η εφαρμοζόμενη τάση, I είναι ρεύμα και το R είναι η αντίσταση. Το Rheostat παρέχει τιμή μεταβλητής αντίστασης. Έτσι, μπορεί να αυξήσει, να μειώσει και να περιορίσει το ρεύμα. Η διατήρηση της τιμής αντίστασης σταθερή θα διατηρήσει το ρεύμα σταθερό. Έτσι, όλες οι επιλογές είναι σωστές.

5. Μπορούν οι ροοστάτες να χρησιμοποιηθούν ως ποτενσιόμετρο;

Η απάντηση είναι όχι, αλλά υπάρχει κάποιος τρόπος να γίνει αυτό. Ένας ρεοστάτης είναι μια συσκευή δύο τερματικών, ενώ ένα ποτενσιόμετρο είναι μια συσκευή τριών τερματικών, οπότε φαίνεται αδύνατο. Αλλά εάν ένας ρεοστάτης έχει ενσωματωμένο τρεις ακροδέκτες, ο αχρησιμοποίητος ακροδέκτης μπορεί να συνδεθεί στο κύκλωμα για να τον χρησιμοποιήσει ως ποτενσιόμετρο.

6. Μπορούν τα ποτενσιόμετρα να χρησιμοποιηθούν ως ρεοστάτης;

Ναι, ένα ποτενσιόμετρο μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως ρεοστάτης. Ένα ποτενσιόμετρο ελέγχει την τάση σε ένα κύκλωμα. Ένα ποτενσιόμετρο έχει τρεις ακροδέκτες. Ένας ακροδέκτης πρέπει να συνδέει τον υαλοκαθαριστήρα ενώ ένας άλλος θα πρέπει να παραμείνει χωρίς σύνδεση.

7. Ποια είναι τα μειονεκτήματα της χρήσης ρεοστάτη;

Υπάρχουν μερικά μειονεκτήματα από τη χρήση αυτής της συσκευής. Κάποιοι από αυτούς είναι -

A. Το κύριο μειονέκτημα αυτής της συσκευής είναι ότι παράγει υπερβολική θερμότητα προκαλώντας απώλεια ισχύος.

Β. Είναι μεγαλύτερο και δεν χωράει σε σύγχρονες συσκευές. Γι 'αυτό δεν χρησιμοποιούνται ρεοστάτες - στις σύγχρονες τεχνολογίες. Αν και σε ρότορες και σε διάφορα εργαστηριακά πειράματα, είναι αναντικατάστατα. Μερικές από τις αντικαταστάσεις των ρεοστατών είναι - triacs, SRCs κ.λπ.

8. Τι είδους κωνικότητα έχει ένας ρεοστάτης;

Το Rheostat έχει γραμμικούς τύπους κωνικότητας. Ένα κωνικό είναι μια σχέση μεταξύ αντίστασης και ολισθαίνουσας θέσης. Είναι ένα από τα πιο σημαντικά μέρη της συσκευής.

9. Ποια είναι η χρήση ενός ρεοστάτη σε μια γέφυρα Wheatstone;

Μια γέφυρα Wheatstone χρησιμοποιείται στα εργαστήρια για τη μέτρηση της μέσης αντίστασης τιμής. Οι Rheostats βρίσκουν την εφαρμογή της σε μια γέφυρα Wheatstone για να προσδιορίσουν την αξία της άγνωστης αντίστασης σε ανισορροπημένες συνθήκες. Η μέγιστη αντίσταση που μπορεί να προσφέρει ένας ρεοστάτης είναι η μέγιστη αντίσταση που μπορεί να μετρήσει μια συναρμολογημένη Wheatstone Bridge.

10. Γιατί προτιμάται ο πνιγμός ενός πηνίου από έναν ρεοστάτη σε κυκλώματα AC;

Ένας ρεοστάτης είναι ένα ανθεκτικό στοιχείο. Παρέχει αντοχή και παράγει υπερβολική θερμότητα. Έτσι προκαλεί απώλεια ηλεκτρικής ενέργειας. Από την άλλη πλευρά, ένα πηνίο πνιγμού είναι ένα επαγωγικό στοιχείο από τη φύση του. Διατηρεί την ίδια ισχύ αλλά αλλάζει τάση σύμφωνα με τον νόμο του Faraday. Γι 'αυτό προτιμάται περισσότερο ένα πηνίο τσοκ

11. Αλλάζει μια τάση Rheostat;

Όχι, ένας ρεοστάτης δεν αλλάζει την τάση του κυκλώματος. Μία από τις προϋποθέσεις για τη λειτουργία ενός Rheostat είναι η διατήρηση της τάσης σταθερή. Όπως ο νόμος του Ohm δηλώνει- V = IR, όπου V είναι η τάση, I είναι ρεύμα, το R είναι αντίσταση. Χρησιμοποιώντας έναν ρεοστάτη, αλλάζουμε το τρέχον. Μία από τις προϋποθέσεις για τη λειτουργία ενός Rheostat είναι να διατηρείται η τάση σταθερή. Τότε μόνο μπορεί να αλλάξει το ρεύμα του κυκλώματος.

12. Το τερματικό ενός ροοστάτη έχει πολικότητα;

Ένας ρεοστάτης είναι μια συσκευή τριών ακροδεκτών από τα οποία δύο είναι σταθερά και ένα είναι κινούμενο τερματικό. Οι ακροδέκτες δεν έχουν πολικότητα. Έτσι, οποιοδήποτε τερματικό μπορεί να συνδεθεί.

Εξώφυλλο Φωτογραφία από: Pinterest

Σχετικά με τη Sudipta Roy

Είμαι ενθουσιώδης των ηλεκτρονικών και επί του παρόντος αφιερώνω στον τομέα των ηλεκτρονικών και των επικοινωνιών.
Έχω έντονο ενδιαφέρον για την εξερεύνηση σύγχρονων τεχνολογιών όπως η AI & Machine Learning.
Τα γραπτά μου είναι αφιερωμένα στην παροχή ακριβών και ενημερωμένων δεδομένων σε όλους τους μαθητές.
Βοηθώντας κάποιον να αποκτήσει γνώση μου δίνει μεγάλη χαρά.

Ας συνδεθούμε μέσω του LinkedIn - https://www.linkedin.com/in/sr-sudipta/

Lambda Geeks