potencjometr – praca, schemat obwodu, Budowa& typy

Rezystor, mały pakiet rezystancji, jest jednym z najczęściej używanych podstawowych elementów w obwodzie elektrycznym. Najczęściej używane do regulacji przepływu prądu poprzez dodawanie/odejmowanie rezystancji z obwodu, Rezystory te są dostępne w wielu kształtach i rozmiarach. Rezystory te można ogólnie zaklasyfikować jako Rezystory stałe i zmienne. Jak sugerują ich nazwy, Rezystor stały ma jedną stałą wartość rezystancji, podczas gdy rezystor zmienny ma wartość rezystancji w określonym zakresie. Spośród licznych dostępnych liniowych i nieliniowych rezystorów zmiennych najczęściej spotykany jest potencjometr. Artykuł dotyczy zasady działania, budowy i zastosowania potencjometru. Więc zaczynajmy!

potencjometr (garnek)

Potencjometry lub „garnki”, jak to jest powszechnie znane w kręgach elektrycznych, to trzy zaciskowy rezystor zmienny. Z trzech zacisków dwa z nich są stałe, a jeden jest terminalem zmiennym (liniowym / obrotowym).

wartość rezystancji można zmienić z zera na określoną górną granicę, po prostu ręcznie przesuwając styk po listwie rezystancyjnej. Wraz ze zmianą rezystancji zmienia się prąd w obwodzie, a zatem zgodnie z prawem omowym zmienia się również napięcie w materiale rezystancyjnym.

ponieważ przekształca ruch obrotowy lub liniowy przez operatora w zmianę rezystancji (stąd zmiana parametru elektrycznego), można go nazwać przetwornikiem elektromechanicznym. Mają one charakter pasywny, dlatego raczej rozpraszają moc niż dostarczają moc do obwodu.

we wczesnych dniach produkcji uważano ją za dużą cewkę rezystancyjną z drutu, którą można regulować tak,aby zmierzyć różnicę napięcia w jej obrębie . Stąd nazwa” potencjometr ” została nadana temu urządzeniu, która powstała z połączenia dwóch słów: potential difference i metering.

od tego czasu przeszli długą drogę. Dawno minęły czasy dużych, nieporęcznych potencjometrów, teraz to, co otrzymujemy, jest dość małe i łatwe w użyciu i lekkie do przenoszenia; również mają teraz zastosowanie w szerokim zakresie zastosowań.

teraz, gdy mieliśmy wstęp o potencjometrze, możesz mieć ciekawość, jak to wygląda. Rysunek 1 pokazuje kilka praktycznych garnków, podczas gdy rysunek 2 pokazuje standardowy symbol tego samego.

jest on reprezentowany przez zygzakowatą linię ze strzałką skierowaną do środka.

następnie omówmy sedno tego artykułu, zasadę działania potencjometru.

Jak to działa?

jak już wspomniano, potencjometr ma trzy zaciski. Po podłączeniu do obwodu dwa stałe zaciski są połączone z końcami elementów rezystancyjnych, podczas gdy trzeci zacisk jest podłączony do wycieraczki.

na poniższym schemacie obwodu zaciski potencjometru są oznaczone jako 1, 2 i 3. Napięcie zasilające jest podłączone przez zaciski 1 i 3, dodatnie prowadzą do zacisku 1, podczas gdy ujemne prowadzą do zacisku 3. Terminal 2 jest podłączony do wycieraczki.

teraz przyjrzyj się bliżej figurze, widzimy, że w bieżącej pozycji wycieraczki znajdują się dwie ścieżki rezystancyjne, podobnie jak rezystor.jest podzielony na dwa rezystory. Z tych dwóch rezystorów, ten o dłuższej ścieżce rezystancyjnej będzie miał większą rezystancję. Wynika to z faktu, że rezystancja rezystora zależy od jego długości (od R=ρ). Wyższa długość, wyższa jest rezystancja, pod warunkiem, że materiał rezystora i jego pole przekroju pozostaje takie samo.

dla uproszczenia, nazwijmy dwa rezystory, R1 i R2 (patrz rysunek). Napięcie wycieraczki jest w rzeczywistości napięciem na R2. Obwód wygląda teraz jak dzielnik napięcia, gdzie napięcie wyjściowe ma równanie:

Vout = {R2/(R1+R2)} x V; where V= supply voltage.

więc wyraźnie, jeśli chcemy zmienić napięcie wyjściowe, możemy po prostu zmienić wartość R2, przesuwając wycieraczkę w kierunku terminala 3. Gdy wycieraczka znajduje się na zacisku 1, R1 staje się zerowy, a napięcie na wycieraczce jest takie samo jak napięcie zasilania.

Ponadto, gdy wycieraczka znajduje się na zacisku 3, efektywna ścieżka rezystancyjna dla R2 wynosi zero, stąd rezystancja R2 wynosi zero.

zasada działania może być jaśniejsza, rozwiązując poniższy przykład

przykład 1:

Rezystor, R1 150ω jest podłączony szeregowo z rezystorem 50 Ω, R2 acrosss rezystorem zasilającym 10 V, jak pokazano . Oblicz całkowitą rezystancję szeregową, prąd przepływający przez obwód szeregowy i spadek napięcia na rezystorze 50 ohm.

rozwiązanie:

ponieważ obie rezystancje są szeregowe, całkowita rezystancja R = R1 +R2 = 200ω. Prąd przepływający przez obwód będzie wynosił I = V/R =10/200 = 0,05 A. Spadek napięcia przez R2 = 50Ω można znaleźć za pomocą reguły podziału napięcia, czyli

VR2= 10 × (50/200)= 2.5 V

tutaj widzimy, czy zmieniamy wartość R1 lub r2wartość napięcia na dowolnym z rezystorów będzie w zakresie 0-10V, pod warunkiem, że całkowita rezystancja obwodu pozostaje stała.

właśnie ta koncepcja jest zasadą działania potencjometru. Podobnie jak w potencjometrze rezystancja całkowita nie zmienia się, ponieważ stosuje się pojedynczy pasek rezystancyjny. Dzielenie rezystora odbywa się za pomocą wycieraczki. W związku z tym wartości rezystancji zmieniają się w zależności od położenia wycieraczki.

teraz, gdy omówiliśmy zasadę działania, dowiedzmy się teraz, jak to pasywne urządzenie jest zbudowane.

Budowa potencjometru

potencjometr ma zasadniczo element rezystancyjny, nad którym przesuwa się ruchomy zacisk, wycieraczka. Każdy potencjometr jest zbudowany z następujących części:

1. zaciski: jak już wspomniano, potencjometr ma trzy zaciski, dwa stałe i jeden zmienny.
2. element oporowy: Ta część jest główną częścią urządzenia i jest podłączona do dwóch stałych zacisków. Jest to jeden z decydujących aspektów, jeśli chodzi o koszt potencjometru, a także może regulować aspekty wydajności komponentu, w tym zdolność rozpraszania mocy i generowany hałas. Zastosowany element rezystancyjny może być następujących typów:

• skład węgla: wykonany jest z granulek węgla i jest jednym z najczęstszych rodzajów stosowanych materiałów rezystancyjnych, ze względu na niski koszt. Ma również stosunkowo niski poziom hałasu i mniejsze zużycie niż inne naterials. Jednak nie jest tak dokładny w swoim działaniu.
• Wire wound-są to w zasadzie druty Nichromowe i nawinięte na podłoże izolacyjne. Są one najczęściej używane w aplikacjach o dużej mocy i trwają naprawdę długo. Są precyzyjne, ale mają ograniczoną rozdzielczość.
• przewodzące tworzywo sztuczne: często używane w aplikacjach audio wysokiej klasy, mają bardzo dobrą rozdzielczość, ale są naprawdę kosztowne i mogą być używane tylko w aplikacjach o małej mocy.
• Cermet: bardzo stabilny rodzaj materiału, ma niski współczynnik temperaturowy i jest bardzo odporny na temperaturę. Ma jednak krótką żywotność i może wypalić dziurę w kieszeni.
• wycieraczka: jest to jeden terminal, który przesuwa się po listwie rezystancyjnej, aby uzyskać kontakt elektryczny. Może to być wycieraczka obrotowa, która jest jak pół łuku, który obejmuje ponad ¾ okręgu lub wycieraczka liniowa.

położenie kątowe wycieraczki obrotowej w stopniach podane jest wzorem:

θ = (Vout/Vsupply)

1. wał: w przypadku potencjometru wycieraczki obrotowej obecny jest wał, nad którym wycieraczka jest wykonana.
2. Casting: Wszystkie elementy są umieszczone wewnątrz odlewu, aby zapobiec zewnętrznym uszkodzeniom fizycznym

istnieją pewne szczególne cechy potencjometru, których trzeba wiedzieć. Następna sekcja zajmuje się tym.

charakterystyka potencjometrów

niektóre cechy potencjometru to:

1. stożek: Prawo garnków lub stożka garnków jest jedną z takich cech potencjometru, w którym trzeba mieć wcześniejszą wiedzę, aby wybrać odpowiednie urządzenie do pożądanego zastosowania. Jest to nic innego jak stosunek położenia Wycieraczki do oporu. Ten stosunek na wykresie może być liniowy, logarytmiczny lub antylogarytmiczny, jak pokazano na rysunku.

1. oznaczanie kodów: wybierając potencjometr, musisz znać maksymalną wartość rezystancji, jaką może osiągnąć. W tym celu producenci używają kodów oznakowania, które wskazują to samo. Na przykład, Pula z zaznaczoną na niej rezystancją 100k oznacza, że maksymalny limit Puli wynosi 100kΩ.

ponieważ musimy również znać stożek garnka, producenci używają kodów do oznaczania stożka garnka. Kody oznaczeń różnią się w zależności od regionu. Trzeba mieć wcześniejszą wiedzę na temat tego, co oznacza kod.

1. rozdzielczość: ponieważ zmieniamy opór w Puli, istnieje minimalna ilość oporu, którą można zmienić. Jest to znane jako rozdzielczość puli. Na przykład, jeśli powiem, że rezystancja Puli wynosi 20 kω, przy rozdzielczości 0,5, minimalna zmiana rezystancji wyniesie 0,5 Ω, a wartości, które otrzymamy dla najmniejszej zmiany, będą wynosić 0,5, 1,5, 2 Ω i tak dalej.
2. HOP ON HOP OFF RESISTANCE: jak widzieliśmy w części konstrukcyjnej tego artykułu, element rezystancyjny jest połączony między dwoma zaciskami. Zaciski te wykonane są z metalu o bardzo niskiej rezystancji. W związku z tym, gdy wycieraczka wejdzie lub wyjdzie z tego regionu, nastąpi nagła zmiana oporu. Ta cecha garnka nazywa się, hop On hop off oporu.

teraz, gdy omówiono charakterystykę puli, przyjrzyjmy się, jakie są rodzaje potencjometrów.

rodzaje potencjometrów:

chociaż podstawowa Budowa i zasada działania potencjometrów są takie same, różnią się one jednym aspektem, jakim jest geometria ruchomego terminala. Głównie Potencjometry, które znajdujemy, mają wycieraczkę, która obraca się nad materiałem rezystancyjnym w kształcie łuku, istnieje inny rodzaj garnka, w którym wycieraczka przesuwa się liniowo po prostym pasku rezystancyjnym. W oparciu o geometrię paska rezystancyjnego potencjometr można podzielić na dwa typy, omówione poniżej.

1. Potencjometry obrotowe: jak sama nazwa wskazuje, ten typ potencjometru ma wycieraczkę, którą można obracać na dwóch zaciskach, aby zmieniać rezystancję potencjomeru. Są one jednym z popularnych rodzajów garnków. W zależności od tego, ile razy można obrócić wycieraczkę, są one dalej klasyfikowane w następujących kategoriach:
2. pojedynczy obrót: te garnki są jednym z powszechnie używanych rodzajów garnków. Wycieraczka może zająć tylko jeden obrót. Zwykle obraca się o 3/4 pełnego obrotu.
3. Multi turn: te garnki mogą wykonywać wiele obrotów, takich jak 5, 10 lub 20. Mają wycieraczkę w postaci spirali lub spirali lub przekładni ślimakowej, aby wykonać obroty. Znane ze swojej wysokiej precyzji, tego typu donice są używane tam, gdzie wymagana jest wysoka precyzja i rozdzielczość.
4. Dual gang: Od nazwy tego garnka można przypuszczać, co to jest. To nic innego, jak dwa garnki o jednakowym oporze i stożku są połączone na tym samym wale. Dwa kanały ustawione są równolegle.
5. koncentryczny garnek: tutaj dwa garnki są połączone ze sobą na wałkach umieszczonych w sposób koncentryczny. Zaletą korzystania z tego typu puli jest to, że w jednym urządzeniu można użyć dwóch kontrolek.
6. garnek serwo: „Servo” oznacza garnek silnika jest zmotoryzowanym garnkiem. Oznacza to, że jego opór może być regulowany lub kontrolowany automatycznie przez silnik.

rel=”noopener”<

1. Potencjometry liniowe: kolejny typ garnków to taki, w którym wycieraczka przesuwa się po prostej listwie oporowej. Znane są również pod nazwami takimi jak: slider, slide pot czy fader. Są one dalej klasyfikowane do następujących typów:
2. Slide pot: jest to podstawowy typ puli liniowej. Posiadają one pojedynczy pasek oporowy, po którym wycieraczka przesuwa się liniowo. Mają dobrą precyzję i są wilgotnie wykonane z tworzywa sztucznego.
3. Dual slide pot: ten typ puli liniowej jest po prostu calliberation dwóch puli slajdów równolegle. Oznacza to, że ma jeden suwak, który kontroluje dwa garnki równolegle.
4. multi turn pot: w aplikacji, w której precyzja i dobra rozdzielczość mają ogromne znaczenie ten typ WOM jest używany. Posiada wrzeciono, które uruchamia suwak, który może obracać się do 5, 10 lub 20 razy, aby poprawić precyzję.
5. zmotoryzowany fader: Jak sama nazwa wskazuje, ruch wycieraczki tej doniczki jest kontrolowany przez silnik, a co za tym idzie jego opór.

kredyty obrazowe

zastosowanie potencjometrów

potencjometr zasadniczo działa jako dzielnik napięcia, jednak jest on również stosowany w wielu gałęziach przemysłu i zastosowaniach. Niektóre z aplikacji są wymienione poniżej, kategorycznie:

1. Pots as Controllers:Potencjometry

• mogą być stosowane w aplikacjach wejściowych sterowanych przez użytkownika, gdzie istnieje wymóg ręcznej zmiany wejścia. Podobnie jak na przykład pedał przepustnicy jest często podwójnym zbiornikiem gangu, używanym do zwiększenia redundancji systemu. Również Joysticki, których używamy w sterowaniu maszynowym, są klasycznym przykładem pot używanego jako wejście sterowane przez użytkownika.
• kolejna aplikacja, gdzie pots są używane jako kontrolery są w systemach audio. Potencjometr ze stożkiem logarytmicznym, jest często stosowany w urządzeniach do regulacji głośności dźwięku, dzieje się tak dlatego, że nasz słuch ma logarytmiczną reakcję na ciśnienie akustyczne. Logarytmiczny garnek stożkowy w naturalny sposób sprawi, że przejście od głośnego do miękkiego dźwięku (i odwrotnie) będzie gładsze dla naszych uszu. Do tego zastosowania stosuje się głównie garnek zmotoryzowany(ze stożkiem logarytmicznym).

1. garnki jako urządzenia pomiarowe:

• Najczęstszym zastosowaniem potencjometru jest pomiar napięcia. Sama nazwa ma takie implikacje. Po raz pierwszy został wyprodukowany dla porupuse pomiaru i kontroli napięcia.
• ponieważ urządzenia te przekształcają pozyton wycieraczki w wyjście elektryczne, są używane jako przetworniki do pomiaru odległości lub kątów.

3. Garnki jako tunery i Kalibratory:

garnki mogą być używane w obwodzie, aby je dostroić, aby uzyskać pożądane wyjście. Również podczas kalibracji urządzenia, zaprogramowany garnek jest często montowany na płytce drukowanej. Są one utrzymywane na stałe przez większość czasu.

dzięki temu omówiliśmy prawie wszystkie aspekty, dzięki czemu teraz znasz podstawy potencjometru. Krótko podsumujmy to, czego się nauczyliśmy:

• potencjometr lub garnki to trzy Rezystory nastawne.
• dwa zaciski są stałe, jeden jest stykiem ślizgowym.
• kontakt ślizgowy jest często określany jako wycieraczka
• wycieraczka porusza się po listwie oporowej.
• położenie wycieraczki na listwie rezystancyjnej decyduje o rezystancji rezystora.
• taśma rezystancyjna może składać się z węgla lub może być nawinięta drutem. Nawet tworzywo sztuczne może być użyte jako listwa rezystancyjna
• Geometria listwy rezystancyjnej niezależnie od tego, czy jest to listwa Łukowa, czy prosta, decyduje geometria potencjometru.
• rodzaje potencjometrów: liniowy i obrotowy.
• stożek, rozdzielczość, rezystancja hop on hop off i kody znakowania to główne cechy potencjometru.
• istnieje wiele zastosowań potencjometru, od obwodu sterownika audio po pomiar odległości, kąta lub napięcia. Ma bardzo wszechstronny charakter.