In einem elektrischen Stromkreis ist es oft wünschenswert, den Strom zu begrenzen, was entweder durch eine Verringerung der Spannung oder eine Erhöhung des Widerstands im Stromkreis (Ohmsches Gesetz) geschehen kann. Ein Rheostat ist eine Vorrichtung, die dies ermöglicht. Das Wort Rheostat stammt aus dem Griechischen und bedeutet “wechselnder Strom”. Er ist ein Muss für jedes Elektrolabor/jede Elektrowerkstatt, um Experimente unter variablen Strom- und Spannungsbedingungen durchführen zu können. Dazu wird ein variabler Widerstand in den Stromkreis eingefügt. Eine gleichmäßige Steuerung ist sehr hilfreich, um genaue Beobachtungen zu machen. Es gibt viele Arten von Rheostaten, die in Stromkreisen verwendet werden, aber hier beschränken wir uns auf den linearen Schiebewiderstand, der am häufigsten in Stromkreisen verwendet wird.

Was ist ein Rheostat?

Definition: Ein Rheostat ist ein stufenlos einstellbarer Widerstand, der dazu dient, den Stromfluss in einem Stromkreis zu verändern. Ein britischer Wissenschaftler, nämlich Sir Charles Wheatstone, war derjenige, der dieses griechische Wort für ein Gerät zur Stromregelung verwendete.

Rheostatfunktion

Aus den Grundlagen der Elektrotechnik wissen wir, dass Spannung, Strom und Widerstand voneinander abhängig sind und wie folgt dargestellt werden können:

R = V / I

Wobei ‘R’ der Widerstand, ‘V’ die Spannung und ‘I’ der Strom ist. Um den Strom zu ändern, müssen wir also entweder die Spannung oder den Widerstand ändern. Die Spannungsquelle ist im Allgemeinen fest und kann nicht verändert werden, also bleibt nur der Widerstand übrig.

Es ist ein Widerstand, der kontinuierlich von Null bis zu seinem Höchstwert verändert werden kann. Außerdem wissen wir, dass der Widerstand direkt proportional zur Länge des Drahtes und umgekehrt proportional zum Durchmesser des Drahtes ist. Auch das Material spielt eine Rolle, da verschiedene Materialien einen unterschiedlichen Widerstand aufweisen. Die Länge und der Durchmesser des Drahtes können je nach unseren Anforderungen leicht gewählt werden.

Da der Stromfluss durch einen Widerstand mit dem Anstieg der Temperatur verbunden ist. Da der Temperaturanstieg auch zu einer Änderung des Widerstandes führen kann. Bei einem Rheostat ist es immer wünschenswert, dass der Widerstand über einen weiten Temperaturbereich annähernd konstant bleibt. Zu diesem Zweck wird ein als “Konstantan” bekanntes Material verwendet, das eine Legierung aus Kupfer und Nickel ist, da sein Widerstand über einen weiten Temperaturbereich stabil bleibt.

Der Aufbau des Rheostats besteht aus zwei Festpunkten, die die Enden eines über ein Keramikrohr gewickelten Konstantandrahtes sind. Der dritte Punkt ist eine Wischerspitze, die sich (manuell oder motorisiert) über diesen gewickelten Draht bewegt. Wenn wir den mit dem Stromkreis verbundenen Schleiferpunkt bewegen, können wir den Widerstand variieren. Je nach Konstruktion kann es sich um einen Lineartyp oder einen Drehtyp handeln.

Eine bildliche Darstellung eines Lineartyps ist oben abgebildet, die selbsterklärend ist.

Symbole

Viele Normen zeigen Rheostatsymbole auf unterschiedliche Weise, aber die am häufigsten verwendeten sind oben abgebildet.

Arbeitsweise von Rheostaten

Um die Funktionsweise zu verstehen, nehmen wir das Beispiel eines Rheostaten, der in Reihe mit dem Feld eines Gleichstrommotors verbunden ist. Da die Leistung eines Gleichstrommotors weitgehend vom Feldstrom abhängt, muss er genau eingestellt werden, und das kann er gut, wenn er mit dem Feld in Reihe geschaltet ist.

Wie im obigen Anschlussschema dargestellt. Es kann hinzugefügt werden, dass, obwohl im Allgemeinen nur ein fester Punkt und ein variabler Punkt erforderlich sind, es Bedingungen gibt, bei denen alle drei Punkte/Terminals verwendet werden.

In der obigen Abbildung ist zu erkennen, dass der Schleiferpunkt und einer der Festpunkte verbunden sind, um die Möglichkeit auszuschließen, dass der Anker/das Feld des Motors unterbrochen wird, wenn der variable Punkt/Schleiferpunkt den Kontakt mit dem Widerstand oder dem Rheostat (der ein beweglicher Punkt ist) verliert. In ähnlicher Weise werden alle drei Punkte genutzt, wenn er als Spannungsteiler verwendet wird.

Anwendungen

Zu den Anwendungen des Rheostaten gehören die folgenden.

• Wird in elektrischen Werkstätten/Prüflabors verwendet, um die Leistung verschiedener Geräte/Schaltkreise unter verschiedenen Strom- und Spannungsbedingungen zu untersuchen
• Wird in einer Weizensteinbrücke verwendet, um die unbekannten Parameter durch Abgleich der Brücke herauszufinden.
• Wird als Dimmer in Beleuchtungsschaltungen verwendet.
• Kann als variable Widerstandslast verwendet werden.
• Kann als Spannungsteiler verwendet werden.

Unterschied zwischen einem Rheostat und einem Potentiometer

Der grundlegende Unterschied zwischen diesen beiden ist ihre Belastbarkeit.

Rheostat	Potentiometer
Ein Rheostat, der höhere Ströme und Spannungen verarbeiten kann, wird meist in elektrischen Anwendungen wie Motorsteuerung, Lichtsteuerung	Ein Potentiometer wird meist in elektronischen Anwendungen wie elektronischen Reglern, Sollwertgebern, usw. verwendet.
Bei der Konstruktion können je nach Stromstärke verschiedene Medien verwendet werden, wobei das gebräuchlichste der drahtgewickelte Rheostat ist.	Ein Potentiometer ist entweder drahtgewickelt oder vielleicht ein Kohle/Graphit-Widerstand.
In diesem können alle drei Punkte verwendet werden oder auch nicht.	In einem Potentiometer werden alle drei Punkte (zwei feste und ein variabler) verwendet
Der Bereich ist im Rheostat nicht verfügbar.	Potentiometer ist auch als ‘Pot’ bekannt und es gibt sie in vielen Varianten und Formen. Für einen großen Bereich und präzise Einstellungen haben wir Potis mit zehn Umdrehungen. Es gibt auch digitale Potentiometer mit elektronischen Bauteilen.
Rheostate haben wegen der hohen Verlustleistung in Form von Wärme nur eine begrenzte Anwendung. Heutzutage werden meist elektronische Bauteile wie SCR, MOSFET usw. verwendet.	Ein Potentiometer wird für fast alle elektronischen Geräte verwendet, bei denen Einstellungen und Kontrollen erforderlich sind.

FAQs

1). Woraus besteht ein Rheostat?

Für die rheostatische Steuerung können verschiedene Medien verwendet werden, das gebräuchlichste ist ein Widerstandsdraht aus Konstantan, der über einen breiten Temperaturbereich stabil ist.

2). Was ist der Unterschied zwischen Rheostat und Potentiometer?

Der grundlegende Unterschied zwischen Rheostat und Potentiometer liegt in der Belastbarkeit. Ein Rheostat ist für hohe Ströme und Spannungen geeignet, während ein Potentiometer für Ströme im niedrigen Bereich geeignet ist, z.B. Ma. und Mv.

3) Was ist das Prinzip eines Rheostaten?

Das Prinzip eines Rheostaten basiert auf dem Ohmschen Gesetz, das besagt, dass der Stromfluss in einem Leiter direkt proportional zur angelegten Spannung und umgekehrt proportional zum Widerstand ist, wobei die physikalischen Bedingungen konstant bleiben.

4) Wie testet man einen Rheostaten?

Ein Rheostat kann getestet werden, indem man den Widerstand zwischen einem der beiden festen und variablen Punkte misst. Die Änderung des Widerstands sollte proportional zur Bewegung des Schleiferpunkts sein, wenn man ihn vom Minimum zum Maximum bewegt. Der so erhaltene Wert sollte mit dem Nennwert übereinstimmen.

5) Warum hat der Rheostat drei Klemmen?

Es gibt bestimmte Anforderungen an die Schaltung, die die Verwendung aller drei Klemmen erfordern, wie z.B. in dem Fall, wo der Rheostat als Spannungsteiler verwendet wird und wo wir die Möglichkeit eines offenen Stromkreises aufgrund der Schleiferbewegung ausschließen wollen.

So, das ist alles über einen Überblick über den Rheostat. Er ist ein sehr wichtiges und nützliches Gerät, das zwar durch elektronische Geräte ersetzt wird, aber in vielen grundlegenden Funktionen wie bei der Wheatstone-Brücke, den Rotorstartern, den DC-Motorstartern usw. keinen Ersatz gefunden hat. Als Prüfgerät ist er eine Bereicherung, da er einfach, robust und effektiv gegossen ist.