رئوستا: راز تنظیم جریان برق
مقاومت الکتریکی چیست؟
قبل از پرداختن به رئوستا، باید با مفهوم اصلی مقاومت آشنا شویم. به زبان ساده، مقاومت الکتریکی مانند یک مانع در مسیر جریان آب در یک لوله است. هرچه این مانع بزرگ‌تر باشد، آب کمتری می‌تواند از لوله عبور کند. در دنیای الکتریسیته، این "آب"، جریان الکتریکی (که از حرکت الکترون‌ها ایجاد می‌شود) و این "لوله"، سیم است. مقاومت، مانع عبور الکترون‌ها می‌شود. واحد اندازه‌گیری مقاومت Ohm (Ω) است.
یک مثال ساده: یک لامپ قوه را در نظر بگیرید. اگر باتری قوه ضعیف باشد (مقاومت داخلی بالا)، نور لامپ کم است. اما اگر باتری جدید و قوی باشد (مقاومت داخلی پایین)، جریان بیشتری عبور کرده و لامپ پرنورتر می‌شود.
رئوستا چگونه کار می‌کند؟
یک رئوستا در واقع یک مقاومت متغیر است. یعنی می‌توانیم مقدار مقاومت آن را به صورت دستی تغییر دهیم. این قطعه معمولاً از یک المان مقاومتی (مانند یک سیم پیچ از جنس آلیاژ خاص) و یک پایه متحرک به نام "لغزنده"5 تشکیل شده است. با حرکت دادن این لغزنده روی المان مقاومتی، طول مؤثری از ماده مقاومتی که در مدار قرار می‌گیرد، تغییر می‌کند.
اصل کار: مقاومت یک ماده با طول آن رابطه مستقیم و با سطح مقطع آن رابطه معکوس دارد. وقتی شما لغزنده را جابه‌جا می‌کنید، در واقع طول بخشی از مقاومت که جریان از آن عبور می‌کند را کم یا زیاد می‌کنید. طول بیشتر به معنای مقاومت بیشتر و در نتیجه جریان کمتر در مدار است.
| حالت تنظیم | طول مؤثر | مقدار مقاومت | جریان مدار | تأثیر روی لامپ |
|---|---|---|---|---|
| حداکثر مقاومت | بیشترین | بیشترین | کمترین | نور بسیار کم |
| حداقل مقاومت | کمترین | کمترین | بیشترین | نور حداکثر |
| حالت میانی | متوسط | متوسط | متوسط | نور متوسط |
انواع رئوستا از نظر ساختار
رئوستاها در شکل‌ها و اندازه‌های مختلفی ساخته می‌شوند. انتخاب هر نوع بستگی به میزان توانی دارد که باید کنترل کنند.
| نوع | توضیح | کاربرد نمونه |
|---|---|---|
| استوانه‌ای چرخشی | دارای یک دسته چرخان است که با چرخش آن، مقاومت تغییر می‌کند. | کنترل حجم صدا در رادیوهای قدیمی |
| خطی یا لغزنده | دارای یک دسته است که به صورت خطی روی یک مسیر حرکت می‌کند. | میکسرهای صدا در استودیوها، کنترل روشنایی برخی چراغ‌ها |
| سیمی | از یک سیم مقاومتی بلند تشکیل شده و برای جریان‌های بالا استفاده می‌شود. | وسایل آزمایشگاهی، کنترل سرعت موتورهای قدرتمند |
کاربرد رئوستا در زندگی روزمره
شاید بدون اینکه بدانید، بارها از رئوستا استفاده کرده باشید. وقتی دسته کنترل حجم صدای یک اسپیکر قدیمی را می‌چرخانید، در واقع در حال استفاده از یک رئوستا هستید. با کم و زیاد کردن مقاومت، جریان عبوری از بلندگو را کنترل کرده و در نتیجه صدا را کم یا زیاد می‌کنید.
مثال دیگر، دیمر6 لامپ است. دیمر در واقع یک نوع رئوستا است که مخصوص کنترل روشنایی لامپ‌های رشته‌ای طراحی شده است. با چرخاندن پیچ دیمر، مقاومت مدار لامپ تغییر کرده و نور آن تنظیم می‌شود. کنترل سرعت برخی از پنکه‌های رومیزی نیز به همین صورت است.
در اسباب‌بازی‌ها: بسیاری از ماشین‌های کنترلی اسباب‌بازی برای کنترل سرعت موتورهای خود از مدارهایی شبیه به رئوستا استفاده می‌کنند. وقتی اهرم کنترل سرعت را فشار می‌دهید، مقاومت تغییر کرده و سرعت موتور کم یا زیاد می‌شود.
اشتباهات رایج و پرسش‌های مهم
پاورقی
1 رئوستا (Rheostat)
2 مقاومت متغیر (Variable Resistor)
3 مقاومت الکتریکی (Electrical Resistance)
4 جریان (Current)
5 لغزنده (Slider/Wiper)
6 دیمر (Dimmer)
7 PWM: مخفف Pulse Width Modulation (مدولاسیون عرض پالس)
8 پتانسیومتر (Potentiometer)