potențiometru – lucru, diagrama circuitului, construcție & tipuri

rezistor, un pachet mic de rezistență, este una dintre cele mai utilizate componente de bază într-un circuit electric. Utilizate în principal pentru reglarea fluxului de curent prin adăugarea/scăderea rezistenței din circuit, aceste rezistențe sunt disponibile în multe forme și dimensiuni. Aceste rezistențe pot fi clasificate în linii mari ca rezistențe fixe și variabile. După cum sugerează și numele lor, un rezistor fix are o singură valoare fixă de rezistență, în timp ce un rezistor variabil are o valoare de rezistență într-un interval definit. Dintre numeroasele rezistențe variabile liniare și neliniare disponibile, cel mai frecvent este potențiometrul. Acest articol se referă la principiul de lucru, construcția și aplicarea unui potențiometru. Deci, să începem!

potențiometru (pot)

potențiometre sau „vase”, așa cum este cunoscut în cercurile electrice, este un rezistor variabil trei terminale. Dintre cele trei terminale, două dintre ele sunt fixe și unul este un terminal variabil (liniar / Rotativ).

valoarea rezistenței poate fi modificată de la zero la o limită superioară definită, doar prin glisarea manuală a contactului pe o bandă rezistivă. Pe măsură ce rezistența se schimbă, curentul prin circuit se schimbă și, prin urmare, conform legii ohmilor, se schimbă și tensiunea pe materialul rezistiv.

deoarece acoperă mișcarea rotativă sau liniară de către operator într-o schimbare a rezistenței(de aici o modificare a parametrului electric), poate fi numit traductor electro-mecanic. Ele sunt pasive în natură, prin urmare, disipa puterea, mai degrabă decât alimentarea cu energie a circuitului.

în primele sale zile de fabricație, era gândit ca o bobină rezistivă mare de sârmă,care putea fi ajustată astfel încât să măsoare diferența de tensiune pe ea . Prin urmare, numele „potențiometru” a fost dat acestui dispozitiv, care este inventat din combinația a două cuvinte: diferența de potențial și măsurarea.

au parcurs un drum lung de atunci. Au dispărut zilele potențiometrelor voluminoase mari, acum ceea ce obținem este destul de mic și ușor de utilizat și ușor de transportat; de asemenea, au folosit acum în gamă largă de aplicații.

acum, că am avut o introducere despre potențiometru, s-ar putea avea o curiozitate de a ști cum arată. Figura 1 prezintă câteva vase practice, în timp ce figura 2 prezintă simbolul standard al aceluiași.

este reprezentat de o linie în zig-zag cu o săgeată îndreptată spre interior spre centru.

în continuare să discutăm esența acestui articol, principiul de funcționare al potențiometrului.

cum funcționează?

după cum sa discutat deja, un potențiometru are trei terminale. Când sunt conectate la un circuit, cele două terminale fixe sunt conectate la capetele elementelor rezistive, în timp ce al treilea terminal este conectat la ștergător.

în diagrama circuitului prezentată mai jos, bornele potențiometrului sunt marcate 1, 2 și 3. Alimentarea cu tensiune este conectată la bornele 1 și 3, Duce pozitiv la borna unu, în timp ce duce negativ la borna trei. Borna 2 este conectată la ștergător.

acum, o privire mai atentă în figură, putem vedea că la poziția curentă a ștergătorului, există două căi rezistive la fel ca rezistența este împărțită în două rezistențe. Dintre aceste două rezistențe, cel care are o cale rezistivă mai lungă va avea o rezistență mai mare. Acest lucru se datorează faptului că rezistența unui rezistor depinde de lungimea sa (de la r=Irak). Mai mare lungimea, mai mare este rezistența, cu condiția ca materialul rezistorului și aria secțiunii sale transversale să rămână aceleași.

pentru simplitate, să numim cele două rezistențe, R1 și R2 (vezi figura). Tensiunea ștergătorului este de fapt tensiunea pe R2. Circuitul Arată acum ca un divizor de tensiune, unde tensiunea de ieșire este dată ecuația:

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

deci, în mod clar, dacă vrem să schimbăm tensiunea de ieșire, putem schimba doar valoarea R2, glisând ștergătorul spre borna 3. Când ștergătorul este la borna 1, R1 devine zero și tensiunea pe ștergător este aceeași cu tensiunea de alimentare.

De asemenea, atunci când ștergătorul este la borna 3, Calea rezistivă efectivă pentru R2 este zero, prin urmare rezistența R2 este zero.

principiul de funcționare poate fi mai clar, prin rezolvarea exemplului de mai jos

Exemplul 1:

un rezistor, R1 de 150 de centimetrii este conectat în serie cu un rezistor de 50 de centimetrii, R2 acrosss un rezistor ohm de alimentare de 10 volți așa cum se arată . Calculați rezistența totală a seriei, curentul care curge prin circuitul seriei și căderea de tensiune pe rezistența de 50 ohmi.

soluție:

Din moment ce cele două rezistențe sunt în serie, rezistența totală R = R1 +R2 = 200 INKT. Curentul care curge prin circuit va fi I = V/R =10/200 = 0,05 A. Căderea de tensiune pe R2 = 50 int poate fi găsită prin regula divizării tensiunii, adică

VR2= 10 × (50/200)= 2.5 V

aici vedem dacă modificăm valoarea R1 sau R2valoarea tensiunii pe oricare dintre rezistențe va fi în intervalul 0-10V, cu condiția ca rezistența totală a circuitului să rămână constantă.

acest concept este principiul din spatele funcționării unui potențiometru. Ca și în potențiometru, rezistența totală nu se schimbă, deoarece se utilizează o singură bandă rezistivă. Împărțirea rezistorului se face de ștergător. Și, prin urmare, valorile rezistenței variază pe măsură ce poziția ștergătorului variază.

acum că am discutat principiul de lucru, să învățăm acum cum este construit acest dispozitiv pasiv.

construcția unui potențiometru

potențiometrul are în esență un element rezistiv peste care alunecă un terminal în mișcare, ștergătorul. Orice potențiometru este construit din următoarele părți:

1. terminalele: după cum sa discutat deja, potențiometrul are trei terminale, două fixe și o variabilă.
2. elementul rezistiv: Această parte este partea principală a dispozitivului și este conectată la cele două terminale fixe. Este unul dintre aspectele decisive atunci când vine vorba de costul potențiometrului și, de asemenea, poate guverna aspecte ale performanței componentei, inclusiv capacitatea de disipare a puterii și zgomotul generat. Elementul rezistiv utilizat poate fi de următoarele tipuri:

• carbon compoziție: acesta este fabricat din granule de carbon și este unul dintre cele mai frecvente tipuri de material rezistiv utilizat, datorită costului său redus. De asemenea, are un zgomot destul de scăzut și o uzură mai mică decât alte naterials. Cu toate acestea, nu este atât de precis în funcționarea sa.
• rana de sârmă – acestea sunt practic fire de nicrom și sunt înfășurate pe un substrat izolator. Acestea sunt utilizate mai ales în aplicații de mare putere și durează foarte mult. Ele sunt precise, dar au o rezoluție limitată.
• plastic conductiv: adesea folosit în aplicații audio de înaltă calitate, au o rezoluție foarte bună, dar sunt cu adevărat costisitoare și pot fi utilizate numai în aplicații cu putere redusă.
• Cermet: un tip de material foarte stabil, are un coeficient de temperatură scăzut și este foarte rezistent la temperatură. Cu toate acestea, are o viață scurtă și poate arde o gaură în buzunar.
• ștergătorul: acesta este singurul terminal care alunecă peste o bandă rezistivă pentru a face un contact electric. Poate fi un ștergător rotativ care este ca o jumătate de arc,care acoperă peste un cerc sau un ștergător liniar.

poziția unghiulară a ștergătorului rotativ în grade este dată de formula:

θ = (Vout/Vsupply)

1. arborele: în cazul unui potențiometru de tip ștergător rotativ, este prezent un arbore peste care este fabricat ștergătorul.
2. turnare: Toate componentele sunt adăpostite în interiorul unui casting, pentru a preveni deteriorarea fizică externă

există câteva caracteristici particulare ale unui potențiometru de care aveți nevoie să știu. Următoarea secțiune se ocupă de asta.

caracteristicile potențiometrelor

unele dintre caracteristicile unui potențiometru sunt:

1. conicitate: Legea oalelor sau conicitatea oalelor este o astfel de caracteristică a potențiometrului în care este nevoie de o cunoaștere prealabilă, pentru a alege dispozitivul potrivit pentru aplicația dorită. Nu este altceva decât un raport între poziția ștergătorului și rezistență. Acest raport atunci când este reprezentat grafic poate fi liniar, logaritmic sau antilogaritmic, așa cum se arată în figura.

1. coduri de marcare: în timp ce selectați un potențiometru, trebuie să cunoașteți valoarea maximă a rezistenței pe care o poate atinge. În acest scop, producătorii folosesc coduri de marcare, care indică același lucru. De exemplu, un vas cu o rezistență de 100K marcat pe el înseamnă că limita maximă a vasului este de 100k.

deoarece, de asemenea, trebuie să cunoaștem conicitatea oalei, producătorii folosesc coduri de marcare pentru a indica și conicitatea oalei. Codurile de marcare diferă de la o regiune la alta. Trebuie să aveți cunoștințe prealabile despre ceea ce înseamnă un cod.

1. rezoluție: pe măsură ce variem rezistența în pot, există o cantitate minimă de rezistență care poate fi modificată. Aceasta este cunoscută sub numele de rezoluția potului. De exemplu, dacă spun că rezistența oalei este de 20k la sută, cu o rezoluție de 0,5, modificarea minimă a rezistenței va fi de 0,5 la sută, iar valorile pe care le obținem pentru cea mai mică schimbare vor fi de 0,5,1,5,2 la sută și așa mai departe.
2. HOP On HOP Off rezistență: așa cum am văzut în partea de construcție a acestui articol că elementul rezistiv este conectat între cele două terminale. Aceste terminale sunt realizate din metal cu rezistență foarte scăzută. Prin urmare, ori de câte ori ștergătorul intră sau iese din această regiune, va exista o schimbare bruscă a rezistenței. Această caracteristică a potului se numește, hop pe hop Off rezistență.

acum că au fost discutate caracteristicile potului, să aruncăm o privire asupra tipurilor de potențiometre.

tipuri de potențiometre:

chiar dacă construcția de bază și principiul de funcționare al potențiometrelor sunt aceleași, ele diferă într-un aspect care este geometria terminalului în mișcare. În mare parte potențiometre ceea ce găsim are un ștergător care se rotește peste un material rezistiv în formă de arc, există un alt tip de oală în care ștergătorul alunecă liniar peste o bandă rezistivă dreaptă. Pe baza geometriei benzii rezistive, potențiometrul poate fi clasificat în două tipuri, discutate mai jos.

1. potențiometre de tip rotativ: după cum sugerează și numele, acest tip de potențiometru are un ștergător care poate fi rotit pe cele două terminale, pentru a varia rezistența potențiomerului. Ele sunt unul dintre tipurile comune de vase. În funcție de cât de multe ori, se poate transforma ștergător, acestea sunt clasificate în continuare în următoarele categorii:
2. singur turn : aceste vase sunt unul dintre tipul frecvent utilizate de vase. Ștergătorul poate lua doar o singură întoarcere. De obicei, se rotește un 3/4 din rândul complet.
3. multi turn: aceste vase pot face mai multe rotații, cum ar fi 5, 10 sau 20. Ei au un ștergător sub formă de spirală sau helix, sau un vierme, pentru a face virajele. Cunoscute pentru precizia lor ridicată, aceste tipuri de vase sunt utilizate acolo unde sunt necesare precizie și rezoluție ridicate.
4. bandă dublă: Din numele acestui vas se poate presupune ce este. Nu este altceva decât două vase cu rezistență egală și conicitate sunt combinate pe același arbore. Cele două canale sunt setate în paralel.
5. Oală concentrică: aici două vase sunt combinate împreună pe arbori plasați într-o manieră concentrică. Avantajul utilizării acestui tip de oală este că două comenzi pot fi utilizate într-o singură unitate.
6. servo pot:” Servo ” înseamnă oală cu motor este un vas motorizat. Aceasta înseamnă că rezistența sa poate fi reglată sau controlată automat de un motor.

rel=”noopener”< credite imagine

1. potențiometre de tip liniar: următorul tip de vase este unul în care ștergătorul alunecă peste o bandă rezistivă dreaptă. Ele sunt, de asemenea, cunoscute de nume, cum ar fi: slider, slide pot sau fader. Acestea sunt clasificate în continuare în următoarele tipuri:
2. Slide pot: acesta este tipul de bază al unui vas liniar. Au o singură bandă rezistivă peste care ștergătorul alunecă liniar. Ei au o precizie bună și sunt făcute umed din plastic propice.
3. oală dublă slide: acest tip de oală liniară este doar calliberation de două oală diapozitiv în paralel. Aceasta înseamnă că are un singur glisor care controlează două vase în paralel.
4. multi turn pot: într-o aplicație în care se utilizează precion și o rezoluție bună de cea mai mare importanță acest tip de pto. Ea are un ax, care acționează cursorul, care poate transforma pana la 5, 10 sau 20 de ori pentru a imporove precizia.
5. fader motorizat: După cum sugerează și numele, mișcarea ștergătorului acestui vas este controlată de un motor și, prin urmare, rezistența acestuia.

credite de imagine

aplicații ale potențiometrelor

un potențiometru funcționează în esență ca o tensiune divizor, cu toate acestea este utilizat în multe industrii și aplicații prea. Unele dintre aplicațiile sunt enumerate mai jos, categoric:

1. vase ca controlere:

• potențiometrele pot fi utilizate în aplicații de intrare controlate de utilizator, unde există o cerință de variație manuală a intrării. De exemplu, o pedală de accelerație este adesea o oală dublă, utilizată pentru a crește redundanța sistemului. De asemenea, joystick-urile pe care le folosim în controlul mașinii, este un exemplu clasic de oală folosit ca intrare controlată de utilizator.
• o altă aplicație în care pot-urile sunt utilizate ca controlere sunt în sistemele audio. Potențiometrul cu conicitate logaritmică este adesea utilizat în dispozitivele de control al volumului audio, Acest lucru se datorează faptului că auzul nostru are un răspuns logaritmic la presiunea sonoră. Prin urmare, un vas conic logaritmic va face natural trecerea de la un sunet puternic la moale( și invers), mai lin la urechile noastre. În mare parte, pentru această aplicație este utilizat un vas motorizat(cu conicitate logaritmică).

1. vase ca dispozitive de măsurare:

• cea mai comună aplicație a potențiometrului este ca dispozitive de măsurare a tensiunii. Numele în sine are această implicație. A fost fabricat pentru prima dată pentru porupuse de măsurare și control al tensiunii.
• deoarece aceste dispozitive convertesc poziția ștergătorului într-o ieșire electrică, ele sunt utilizate ca traductoare pentru a măsura distanța sau unghiurile.

3. Vase ca tunere și calibratoare:

vasele pot fi utilizate într-un circuit, pentru a le regla pentru a obține ieșirea dorită. De asemenea, în timpul calibrărilor unui dispozitiv, un vas presetat este adesea montat pe placa de circuit. Ele sunt ținute fixe pentru cele mai multe ori.

cu aceasta am acoperit aproape toate aspectele, astfel încât acum să cunoașteți elementele de bază ale unui potențiometru. Vă permite să aibă o recapitulare rapidă a ceea ce am învățat:

• potențiometru sau oale sunt trei rezistențe variabile terminale.
• două terminale sunt fixe, unul este un contact glisant.
• contactul glisant este adesea denumit ștergător
• ștergătorul se deplasează pe o bandă rezistivă.
• poziția ștergătorului pe banda rezistivă decide rezistența rezistorului.
• banda rezistivă poate fi compusă din carbon sau poate fi înfășurată din sârmă. Chiar și un plastic favorabil poate fi folosit ca o bandă rezistivă
• geometria benzii rezistive indiferent dacă este un arc sau o bandă dreaptă, decide geometria potențiometrului.
• tipuri de potențiometru: liniar și Rotativ.
• conicitatea, rezoluția, rezistența hop on hop off și codurile de marcare sunt principalele caracteristici ale unui potențiometru.
• există multe aplicații ale unui potențiometru, de la circuitul controlerului audio până la măsurarea distanțelor, unghiului sau tensiunilor. Este foarte versatil în natură.