Définition du rhéostat
Le rhéostat est une résistance variable, qui est utilisée pour contrôler le flux du courant électrique en augmentant ou en diminuant manuellement la résistance. Le scientifique anglais Sir Charles Wheatstone a inventé le mot rhéostat, il est dérivé du mot grec « rheos » et « -statis » qui signifie un dispositif de contrôle du flux ou un dispositif de contrôle du courant.
Qu’est-ce que le rhéostat ?
Le courant électrique qui circule dans un circuit électrique est déterminé par deux facteurs : la quantité de tension appliquée et la résistance totale du circuit électrique. Si nous réduisons la résistance du circuit, le flux de courant électrique à travers le circuit sera augmenté. D’autre part, si nous augmentons la résistance du circuit, le flux de courant électrique à travers le circuit sera diminué.
En plaçant le rhéostat dans le circuit électrique, nous pouvons contrôler (augmenter ou diminuer) le flux de courant électrique dans le circuit. Le rhéostat réduit le flux de courant électrique à un certain niveau. Cependant, il ne bloque pas complètement le flux de courant électrique. Pour bloquer complètement le flux de courant électrique, nous avons besoin d’une résistance infinie. Pratiquement, il n’est pas possible de bloquer complètement le courant électrique.
Construction du rhéostat
La construction du rhéostat est presque similaire à celle du potentiomètre. Comme le potentiomètre, le rhéostat est également constitué de trois bornes : la borne A, la borne B et la borne C. Cependant, nous n’utilisons que deux bornes : soit A et B, soit B et C. La borne A et la borne C sont les deux bornes fixes reliées aux deux extrémités de l’élément résistif appelé piste et la borne B est la borne variable reliée au curseur ou glisseur.
Le curseur qui se déplace le long de l’élément résistif fait varier la résistance du rhéostat. La résistance du rhéostat est modifiée lorsque le curseur ou le racleur est déplacé sur le trajet résistif. L’élément résistif du rhéostat est constitué d’une bobine de fil ou d’un mince film de carbone.
Les rhéostats sont le plus souvent à fil. Par conséquent, les rhéostats sont aussi parfois appelés résistances variables à fil. Généralement, les rhéostats sont fabriqués en enroulant le fil de Nichrome autour d’un noyau céramique isolant. Le noyau en céramique du rhéostat agit comme un matériau isolant de la chaleur. Par conséquent, le noyau en céramique ne permet pas à la chaleur de le traverser.
La résistance du rhéostat dépend de la longueur de la piste résistive
La résistance du rhéostat dépend de la longueur de la piste résistive dans laquelle circule le courant électrique.
Si nous utilisons les bornes A et B dans le rhéostat, la résistance minimale est atteinte lorsque nous déplaçons le curseur ou le racleur près de la borne A, car la longueur de la piste résistive diminue. Par conséquent, seule une petite quantité de courant électrique est bloquée et une grande quantité de courant électrique est autorisée.
De la même manière, la résistance maximale est atteinte lorsque nous rapprochons le curseur de la borne C, car la longueur du chemin résistif augmente. Par conséquent, une grande quantité de courant électrique est bloquée et seule une petite quantité de courant électrique est autorisée.
Si nous utilisons les bornes B et C, la résistance minimale est atteinte lorsque nous déplaçons le curseur ou le racleur près de la borne C, car la longueur du chemin résistif diminue. Par conséquent, seule une petite quantité de courant électrique est bloquée et une grande quantité de courant électrique est autorisée.
De la même manière, la résistance maximale est atteinte lorsque nous rapprochons le curseur de la borne A, car la longueur du chemin résistif augmente. Par conséquent, une grande quantité de courant électrique est bloquée et seule une petite quantité de courant électrique est permise.
Souvenez-vous que nous ne réduisons pas la résistance du fil ou du chemin résistif ; au lieu de cela, nous réduisons juste la longueur du chemin résistif pour diminuer la résistance. Lorsque nous tournons le bouton extérieur avec nos mains, l’essuie-glace ou le curseur se déplace le long du chemin résistif.
Symbole du rhéostat
Le symbole standard américain et le symbole standard international du rhéostat sont illustrés dans la figure ci-dessous.
Les lignes en zigzag avec trois bornes représentent le symbole standard américain du rhéostat et la boîte rectangulaire avec trois bornes représente le symbole standard international du rhéostat.
Types de rhéostats
Les rhéostats sont de deux types :
- Rhéostats rotatifs
- Rhéostats linéaires
Rhéostats rotatifs
Le rhéostat rotatif est aussi parfois appelé rhéostat circulaire car son élément résistif ressemble à un cercle. L’élément résistif du rhéostat rotatif est circulaire ou coudé. Dans ces types de résistances, le racleur ou le curseur se déplace de manière rotative. Les rhéostats rotatifs sont utilisés dans la plupart des applications que les rhéostats linéaires parce que leur taille est plus petite que les rhéostats linéaires.
Rhéostats linéaires
Le rhéostat linéaire est aussi parfois appelé rhéostat cylindrique parce que son élément résistif ressemble à un cylindre. Dans ces types de résistances, le curseur ou le glisseur se déplace de manière linéaire. Les rhéostats linéaires sont utilisés dans les laboratoires de faire de la recherche et de l’enseignement.
Différence entre le potentiomètre et le rhéostat
La construction du potentiomètre et du rhéostat est la même. La principale différence est la façon dont nous l’utilisons pour le fonctionnement. Dans les potentiomètres, nous utilisons les trois bornes pour effectuer l’opération alors que dans les rhéostats, nous utilisons seulement deux bornes pour effectuer l’opération.
Applications du rhéostat
- Le rhéostat est généralement utilisé dans les applications où une tension ou un courant élevé est requis.
- Les rhéostats sont utilisés dans les lumières tamisées pour changer l’intensité de la lumière. Si nous augmentons la résistance du rhéostat, le flux de courant électrique à travers l’ampoule diminue. Par conséquent, la luminosité de la lumière diminue. De la même manière, si nous diminuons la résistance du rhéostat, le flux de courant électrique à travers l’ampoule augmente. En conséquence, la luminosité de la lumière augmente.
- Les rhéostats sont utilisés pour augmenter ou diminuer le volume d’une radio et pour augmenter ou diminuer la vitesse d’un moteur électrique.
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