Схема подключения потенциометра с 3 контактами

У реостата имеется два вывода, а у потенциометра, как мы уже рассказали целых три. Поэтому больше не путайте их между собой.

Потенциометры — это регулируемые делители напряжения, которые предназначены для регулирования напряжения при неизменной величине тока, и выполненные по типу переменного резистора.

Устройство и работа

На выводы резистивного элемента подается напряжение, которое предполагается регулировать. Подвижный контакт является регулирующим элементом, который приводится в действие вращением ручки. От подвижного контакта снимается напряжение, которое может находиться в диапазоне от нуля до наибольшей величины, равной входному напряжению на потенциометр, и зависит от текущей позиции подвижного контакта.

Потенциометр действует по типу переменного резистора, однако выполняет функции делителя напряжения. Его резистивный компонент представляет собой два резистора, которые соединены последовательно. Положение скользящего контакта является определяющим в определении отношения величины сопротивления 1-го резистора ко 2-му.

Наиболее популярным стал переменный однооборотный резистор. Он широко применяется в радиотехнике в качестве регулятора громкости, и в других устройствах. При изготовлении потенциометров применяются разные материалы для изготовления резистора: металлическая пленка, токопроводящий пластик, проволока, металлокерамика, углерод.

Виды и особенности

Потенциометры классифицируются по типу изменения сопротивления, типу корпуса устройства и другим различным признакам, и параметрам.

Основное разделение потенциометров.

По характеру изменения сопротивления:

• Линейные . Маркируются буквой «А». Сопротивление изменяется в прямой зависимости от угла поворота передвижного контакта.
• Логарифмические . Маркируются буквой «В». В начале движения ползунка сопротивление изменяется быстро, а затем замедляется.
• Экспоненциальные . Маркируются буквой «С». При повороте ручки сопротивление изменяется по экспоненциальной зависимости, то есть, вначале медленно, затем быстрее. Буквенные обозначения не всегда могут соответствовать действительности, так как это зависит от фирмы изготовителя прибора. Поэтому для определения типа потенциометра необходимо изучить техническое описание данного экземпляра.

По типу корпуса потенциометра:

• Монтажные . Устанавливаются путем пайки на монтажную плату.

• Стационарные оборотные . Располагаются на корпусе различных устройств. В свою очередь оборотные потенциометры разделяют на несколько видов:
  • Однооборотные .
  
  Скользящий элемент может поворачиваться на один оборот, а точнее, около 270 градусов. На полный оборот поворот невозможен, так как на остальной части сектора поворота размещены клеммы контактов. Наиболее популярными однооборотные переменные резисторы стали в устройствах, не требующих для регулировки более одного оборота.
  • Многооборотные .

Подвижный контакт имеет возможность выполнять несколько оборотов для увеличения точности регулирования параметра. Такие переменные резисторы обычно оснащены винтовым или спиральным резистивным элементом, применяются в устройствах, требующих повышенной точности разрешения и регулировки. Многооборотные модели чаще всего используют в виде подстроечных сопротивлений на монтажной плате.
• Сдвоенные .

Включают в себя два переменных резистора, расположенных на одной оси. Это дает возможность выполнять регулировку параллельно двух сопротивлений. В таких моделях наиболее популярно использование сопротивлений с логарифмической и линейной зависимостью. Они применяются в стереорегуляторах усилителей звука, радиоприемниках и других приборов, требующих регулировки одновременно двух отдельных каналов.

• Линейные (ползунковые) . Такие модели потенциометров разделяют на виды:
  • Потенциометр ползунковый .

Одинарный линейный потенциометр служит для устройств аудиоаппаратуры. Такие модели выполняют из токопроводящего пластика для повышения качества изделия, используются для регулировки одного канала.
• Линейный двойной .

Такая модель способна регулировать сразу два отдельных канала. Часто применяется для настройки стереофонической аппаратуры в профессиональных аудиоустройствах, требующих управления двумя каналами.
• Ползунковый многооборотный .

Его конструкция включает в себя шпиндель, который преобразует вращательное движение в прямолинейное поступательное перемещение ползунка по сопротивлению. Он применяется в местах, где необходимо повышенное разрешение и точность. Такая модель устанавливается для подстройки параметров на монтажной плате.

Также разделяют на:

• Тонкопленочные.
• Проволочные.

По назначению делятся:

• Переменные.
• Подстроечные.

Сопротивления проволочных образцов выполняются из константановой или манганиновой проволоки, которая намотана на стержень, изготовленный из керамики. Такие модели резисторов изготавливают на мощность более 5 ватт.

Тонкопленочные резисторы включают в себя сопротивление из пленки, которая нанесена на диэлектрическую пластину, похожую на подкову. По ней передвигается ползунок, который связан с выходным контактом. Эта пленка образована слоем углерода, лака или другого токопроводящего материала.

Подстроечные резисторы предназначены для однократной подстройки значения сопротивления. Например, они используются в обратной связи импульсных блоков питания. Такие модели имеют компактные размеры, и спроектированы для профилактических или предварительных настроек устройств. После этого их чаще всего не трогают, оставляют с одной настройкой. Поэтому такие образцы не имеют высокой надежности и прочности, в отличие от переменных резисторов.

Переменные резисторы способны функционировать длительное время и большое число циклов регулировки.

Такие образцы потенциометров имеют повышенную стойкость к износу, в отличие от подстроечных. Переменные резисторы используются в качестве потенциометров в таких устройствах, где требуется настройка громкости звучания акустической системы, либо точная настройка температуры какого-либо устройства.

Потенциометры марки СП-1 на металлическом корпусе имеют вывод для подключения к общему корпусу устройства для защиты от помех.

Резисторы для подстройки марки СПЗ – 28 не имеют металлического корпуса, и его защитой будет корпус прибора, в котором установлен резистор. Внутренняя часть переменных резисторов аналогична, однако внешне они выглядят по-разному. Резисторы переменного типа оснащены надежной металлической или пластмассовой ручкой, которая соединена с ползунком.

Резистор, предназначенный для подстройки, не имеет такой ручки, и регулируется с помощью отвертки. Она вставляется в регулировочный паз механизма, который соединен с ползунком.

На электрических схемах потенциометры чаще всего изображают в виде постоянного резистора, имеющего регулирующий отвод со стрелкой. Она является символом подвижного контакта прибора.

При изображении в схеме реостата применяется изображение в виде прямоугольника, пересеченного наискось стрелкой. Это обозначает, что в работе задействовано два контакта: один – регулирующий, другой – один из двух крайних выводов.

Подстроечный резистор обозначают без стрелки, а контакт регулировки показывают тонкой линией.

Потенциометры с выключателем

Некоторые образцы потенциометров объединяют в одной конструкции две функции: потенциометра и выключателя. В регуляторе громкости такая конструкция очень удобна, особенно в переносном радиоприемнике. Повернув ручку, подключается питание, далее сразу происходит настройка громкости. Выключатель не соединен с цепью резистора, и имеет отдельную цепь. Однако он находится в одном корпусе с потенциометром.

Для примера можно показать такие марки переменных резисторов:

• 24 S1 (китайский).
• СПЗ-3М (отечественный).

Существуют также неразборные резисторы для подстройки марки СП4 – 1. Они заливаются эпоксидным компаундом, и служат для устройств военного применения. Резисторы марки СП3 – 16 предназначены для вертикальной установки на монтажную плату.

Металлокерамические потенциометры используются при производстве бытовых устройств. Их припаивают на плату для подстройки некоторых параметров. Мощность таких компактных резисторов достигает 0,5 Вт.

Резисторы с сопротивлением из лаковой пленки СП3-38 имеют открытый корпус. Они не защищены от пыли и влаги, имеют мощность менее 0,25 Вт.

Такие модели необходимо регулировать отверткой из диэлектрического материала, чтобы не допустить случайного замыкания. Подобные резисторы простой конструкции популярны в бытовой технике и электронике, особенно в источниках питания мониторов.

Герметичные потенциометры для подстройки оснащены защитным корпусом. Регулировка осуществляется диэлектрической отверткой. Они имеют повышенную надежность, так как на контактную дорожку не попадает влага и пыль.

Тороидные охлаждаемые переменные резисторы СП5 – 50М обладают достаточно мощным сопротивлением, имеют вентиляционные отверстия для охлаждения. Намотка проводника выполнена по форме тороида. Скользящий контакт перемещается по нему при вращении ручки с помощью отвертки.

В телевизионных приемниках еще встречаются высоковольтные виды подстроечных резисторов НР1-9А. Их величина сопротивления равна 68 мегом, мощность 4 Вт.

Они представляют собой набор резисторов из металлокерамики, собранные в одном корпусе. Стандартное рабочее напряжение для такого резистора равно 8,5 киловольт, наибольшее напряжение 15 киловольт.

>

Цифровые потенциометры | Радиолюбительские схемы

Цифровые потенциометры выполняют функцию регулирования, аналогичную той, что выполняет обычный потенциометр с механическим управлением.

Сопротивление электронного регулятора изменяется дискретно (ступенчато) при подаче тактового импульса на счетный вход CLK микросхемы, а увеличение или уменьшение сопротивления определяется уровнем сигнала на входе UP/DOWN.

Помимо электронных аналогов многопозиционных механических переключателей, предназначенных для коммутации ограниченного количества электрических цепей, в последние годы появились и электронные аналоги механически управляемых (переменных) сопротивлений — электронные реостаты и потенциометры. Эти приборы, в отличие от механических аналогов, более компактны, надежны, имеют меньший уровень собственных шумов, допускают возможность одновременного дистанционного управления неограниченного числа регулировочных элементов. Пример использования вы можете видеть на рисунке выше.

В упрощенном виде электронные реостаты и потенциометры содержат набор (линейку) последовательно соединенных резисторов, коммутируемых электронными КМОП-ключами. Ключи эти обычно управляются:

• либо подаваемым извне цифровым кодом;
• либо формируемым непосредственно в микросхеме в зависимости от продолжительности подачи управляющего сигнала «вверх» или «вниз» на выводы управления, предназначенные для подключения к кнопкам управления или к источникам внешних управляющих сигналов «цифрового» уровня 1/0.

Примечание

Особенностью цифровых электронных реостатов и потенциометров является то, что изменение их электрического сопротивления осуществляется дискретно с заданным шагом по линейному, логарифмическому или иному, заданному пользователем, закону. Количество таких шагов обычно кратно двум, например, 32, 64, 128, 256 и т. д. При отключении/включении питания установленный до отключения на электронном потенциометре уровень (положение среднего вывода) запоминается.

Электронные потенциометры используют в технике связи, телевидении, персональных компьютерах, производственной и бытовой радиоэлектронной аппаратуре. Такие потенциометры применяют для узлов электронной настройки, многоканальной регулировки громкости/тембра звуковоспроизводящей аппаратуры, в системах автоматической регулировки усиления, перестраиваемых многозвенных фильтрах, схемах управления параметрами дисплеев и т. д.

Примечание.

Применение цифровых электронных потенциометров и реостатов при их работе на переменном токе ограничено областью рабочих частот, в пределах которой сигнал после прохождения через такой регулятор ослабляется не более чем на 3 дБ. Кроме того, поскольку в состав регуляторов входят нелинейные полупроводниковые элементы, повышается уровень нелинейных искажений. Этот уровень заметно возрастает при понижении напряжения питания микросхемы регулятора. Если в составе электронного устройства содержится несколько электронных потенциометров и реостатов, негативные последствия от их совместного использования суммируются.

Цифровые электронные реостаты и потенциометры фирмы Dallas Semiconductor (DS) — Maxim, например, DS1668 выпускаются с интерфейсом ручного управления (в виде кнопки) или в виде традиционной интегральной микросхемы — DS1669.

Рис.1 Расположение выводов микросхемы DS1669:

R_H — верхний; R_W — средний; R_L— нижний вывод потенциометра; +V,-V — питание; UC—вход управления перемещением вверх; DC — вниз

Эти микросхемы однотипны, имеют 64 ступени изменения сопротивления и выпускаются в стандартных номиналах 10, 50 и 100 кОм.

Типовые примеры управления электронными потенциометрами DS1669 при помощи одной или двух кнопок приведены на рис. 2 и рис. 3.

Рис.2. Типовая схема включения цифрового электронного потенциометра DS 1669 с однокнопочным управлением

Рис.3. Типовая схема включения цифрового электронного потенциометра DS1669 с двухкнопочным управлением

Приведу далее сведения по основным разновидностям современных цифровых потенциометров.

DS1267 — двухканальный линейный цифровой потенциометр на номинал 10, 50 или 100 кОм. Имеет 256 позиций положения движка с управлением по последовательному трехпроводному интерфейсу. Напряжение питания 5(±5) В.

DS1666 — цифровой потенциометр, предназначенный для устройств звуковоспроизведения. Он имеет логарифмическую шкалу и 128 точек позиционирования. Напряжение питания 5 В. Значения сопротивлений резистивной матрицы может быть 10, 50, 100 кОм. Затухание сигнала с амплитудой до 5 В на уровне -3 дБ на частотах 1,1; 0,2 и 0,1 МГц, соответственно.

DS1667 — представляет собой сдвоенный цифровой потенциометр. Микросхема содержит также два широкополосных операционных усилителя. Каждый потенциометр формируется из 256 элементов, резисторы могут складываться, что дает возможность получать единственный потенциометр на 512 элементов.

DS1802 — сдвоенные потенциометры, обеспечивают регулирование уровня громкости и/или тембра звукозаписи в проигрывателях компакт-дисков, звуковых платах (картах) и иных электронных устройствах. Эти потенциометры имеют логарифмическую характеристику регулировки сопротивления. Весь диапазон в 45 кОм разбит на 65 позиций с приращением шага в 1 дБ. Для управления потенциометром (потенциометрами) от центрального процессора или иных микросхем используют трехпроводный последовательный интерфейс. Потенциометрами можно управлять и при помощи обычных кнопок.

Помимо перечисленных, известны также микросхемы цифровых потенциометров:

DS1800 — сдвоенный цифровой линейный потенциометр на 128 позиций номиналом 50 кОм с управлением по последовательному трехпроводному интерфейсу. Напряжение питания 3(5) В.

DS1801/DS1802 — сдвоенный цифровой потенциометр на 64 позиции, с логарифмической характеристикой, номиналом 50 кОм с управлением по последовательному трехпроводному интерфейсу. Напряжение питания 3(5) В.

DS1803 — сдвоенный линейный цифровой потенциометр на 256 позиций, номиналом 10, 50 или 100 кОм с управлением по последовательному двухпроводному интерфейсу. Напряжение питания 3(5) В.

DS1804 — энергонезависимый линейный цифровой потенциометр, который имеет 100 позиционных отводов, номиналом 10, 50 или 100 кОм. Напряжение питания 3(5) В.

DS1805 — линейный цифровой потенциометр на 256 позиций номиналом 10, 50 или 100 кОм с управлением по последовательному двухпроводному интерфейсу. Напряжение питания 3(5) В.

DS1806 — линейный шестиканальный цифровой потенциометр на 64 позиции номиналом 10, 50 или 100 кОм с управлением по последовательному трехпроводному интерфейсу. Напряжение питания 2,7—5,5 В.

DS1807 — сдвоенный цифровой потенциометр на 64 позиции каждый, с логарифмической характеристикой изменения сопротивлений для регулирования уровня звуковых сигналов. Работает с двухпроводным последовательным интерфейсом. Программно можно объединить два потенциометра в один. Напряжение питания 3(5) В.

DS1808 — сдвоенный логарифмический цифровой потенциометр на 32 позиции, номинал 45 кОм. Двухпроводное управление. Напряжение питания +4,5; ±13,2 В.

DS1809 — цифровой потенциометр на 64 позиции. Управление кнопками «вверх»/»вниз». Предусмотрена функция (авто)сохранения установленного уровня. Значения сопротивлений резистивной матрицы может быть 10, 50, 100 кОм. Затухание сигнала с амплитудой до 5 В на уровне —3 дБ на частотах 1,0; 0,2 и 0,1 МГц, соответственно. Напряжение питания +4,5—5,5 В.

DS1844 — счетверенный линейный потенциометр на 64 позиции с двухпроводным интерфейсом номиналом 10, 50 или 100 кОм с двухпроводным интерфейсом. Напряжение питания 2,7—5,5 В.

DS1845 — сдвоенный линейный потенциометр на 256 позиций с двухпроводным интерфейсом. Напряжение питания 3(5) В.

DS1847 и DS1848 — температурно-компенсированные двойные линейные цифровые потенциометры на 256 позиций номиналом 10 или 50 кОм. Напряжение питания +3,0—5,5 В.

Помимо перечисленных, известны также цифровые потенциометры DS1854—DS1859y DS1866—DS1870, DS2890, DS3902, DS3903—DS3905, DS3930, DS4301 и др., сведения о которых можно почерпнуть из справочной литературы или на сайтах фирм-производителей. Отметим также в порядке сопоставления некоторые цифровые потенциометры иных фирм [24.2—24.4].

MAX5160/MAX5161 — линейный цифровой потенциометр фирмы MAXIM-DALLAS на 32 позиции, номиналы 50,100,200 кОм. Напряжение питания от 2,7 до 5,5 В. Трехпроводный интерфейс.

МАХ5400—МАХ5405 — линейные цифровые потенциометры на 256 позиции. Напряжение питания от 2,7 до 5,5 В.

MAX5407 — цифровой потенциометр на 32 позиции с логарифмической шкалой, номинал 20 кОм. Область рабочих частот до 500 кГц. Напряжение питания от 2,7 до 5,5 В.

MAX5408—MAX5411 — сдвоенные цифровые потенциометры на 32 позиции с логарифмической шкалой, номинал 10 кОм. Напряжение питания 6т 2,7 до 3,6 В для MAX5408, MAX5409 и от 4,5 до 5,5 В для MAX5410, MAX5411.

MAX5413—MAX5415 — сдвоенные линейные цифровые потенциометры на 256 позиций, номинал, соответственно, 10, 50 и 100 кОм. Напряжение питания от 2,7 до 5,5 В.

Кроме перечисленных в линейке подобных изделий этой фирмы можно назвать микросхемы MAX5417—MAX5439, MAX5450—MAX5457, MAX5460—MAX5468, MAX5471—MAX5472, MAX5474—MAX5475, MAX5477—MAX5479, MAX5481—MAX5484, MAX5487— MAX5492 и др., каждая, из которых имеет индивидуальные отличия и развивает области применения цифровых потенциометров и способов их управления.

Так, например:

MAX5471, MAX5472, MAXS474, MAX5475 — энергонезависимые 32-х позиционные линейные цифровые потенциометры с последовательным трехпроводным интерфейсом. MAX5471/MAX5474 имеют сопротивление 50 кОм, a MAX5472/MAX5475 — 100 кОм. Напряжение питания от 2,7 до 5,25 В.

Упомянем также для сравнения некоторые цифровые потенциометры фирмы Analog Device [24.3].

AD5200/AD5201 — цифровые потенциометры номиналами 10,50 кОм на 256 и 33 позиции, соответственно.

AD5231/AD5235 — цифровые потенциометры на 1024 позиции.

AD5232 — цифровой двухканальный потенциометр на 256 позиций.

AD5234 — цифровой четырехканальный потенциометр на 64 позиции.

AD5291/AD5292 — цифровые потенциометры на 256/1024 позиции на номинал 20,50,100 кОм.

AD7376 — цифровой потенциометр на 128 позиций на номинал 10, 50, 100,1000 кОм.

AD8400/AD8402/AD8403 — 1, 2 или 4-х канальные цифровые потенциометры на 1,10,50 или 100 кОм, 256 позиций, с трехпроводным интерфейсом.

Цифровые программируемые потенциометры фирмы ON Semiconductor САТ5270 и САТ5271 — двухканальные цифровые потенциометры на 50 и 100 кОм для точной настройки с 256 ступенями регулирования и интерфейсом 12С.

Цифровые программируемые потенциометры фирмы Catalyst Semiconductor САТ5111 и САТ5113 [24.4] на 100 позиций при напряжении питания 2,5—6,0 В потребляют ток 0,1 мА.

Рис.4. Эквивалентная схема электронного аттенюатора МС3340

Несколько иной принцип работы у другого управляемого извне прибора — электронного аттенюатора. Пример практической реализации одного из них — МС3340 фирмы Motorola приведен на рис. 4. Аттенюатор позволяет осуществлять дистанционное или непосредственное управление коэффициентом передачи (ослабления) сигнала до 80 дБ в полосе частот до 1 МГц. Напряжение питания аттенюатора — 9—18(20) В. Максимальное напряжение входного сигнала — до 0,5 В.

Типовая схема использования электронного аттенюатора МС3340 приведена на рис.5.

Рис.5. Типовая схема включения электронного аттенюатора МС3340

Примечание.

Особое положение в ряду электрически регулируемых пассивных элементов занимает специализированная микросхема МАХ1474с электрически переключаемыми конденсаторами— аналог миниатюрного конденсатора переменной емкости, рис. 6.

Применение такой микросхемы вместо традиционных варикапов или конденсаторов переменной емкости предпочтительнее ввиду идентичности емкостных параметров микросхемы, синхронности изменения емкости при одновременном использовании нескольких аналогов управляемых конденсаторов, лучшей температурной стабильности.

Примечание.

Возможная область применения микросхем с электрически переключаемыми конденсаторами— синхронная настройка колебательных контуров входных цепей радиоприемных устройств, фильтров промежуточной и иной частоты.

Управление батареей конденсаторов от встроенной схемы управления позволяет ступенчато с минимальным шагом в 0,22 пФ менять в 32 ступени ее емкость в пределах от 6,4 до 13,3 пФ на выводе СР относительно общего провода при заземленном выводе СМ.

Возможна эксплуатация конденсаторной батареи при подключении ее через выводы СР и СМ с изменением емкости в пределах от 0,42 до 10,9 пФ с шагом 0,34 пФ. Температурный коэффициент емкости управляемого конденсатора равен 3,3*10^-5 1/град.

Напряжение питания микросхемы 2,7—5,5 В при потребляемом токе 10 мкА. Микросхему можно применять до частот в несколько сотен мегагерц. Так, эквивалентная добротность контура порядка 100 на частотах ниже 20 МГц падает с ростом частоты до 359 МГц в 10 раз.

Микросхемы МАХ1474 можно применять в узлах электронной настройки, в емкостных аттенюаторах, в генераторах и других радиоэлектронных устройствах.

Похожие радиосхемы и статьи:

Потенциометр как реостат — схемы постоянного тока

Потенциометр как реостат

Глава 3 — Цепи постоянного тока

ЧАСТИ И МАТЕРИАЛЫ

• 6-вольтовая батарея
• Потенциометр, однократный поворот, 5 кОм, линейный конус (Каталог Radio Shack № 271-1714)
• Маленький «хобби» мотор, постоянный магнит (каталог Radio Shack № 273-223 или эквивалент)

Для этого эксперимента вам понадобится относительно низкоценный потенциометр, конечно, не более 5 кОм.

ПЕРЕКРЕСТНЫЕ ССЫЛКИ

Уроки в электрических цепях, том 1, глава 2: «Закон Ома»

ЦЕЛИ ОБУЧЕНИЯ

• Использование реостата
• Подключение потенциометра в качестве реостата
• Простое управление скоростью двигателя
• Использование вольтметра над амперметром для проверки непрерывной цепи

СХЕМАТИЧЕСКАЯ СХЕМА

ИЛЛЮСТРАЦИИ

ИНСТРУКЦИИ ПО ПОДКЛЮЧЕНИЮ ПОТЕНЦИОМЕТРОВ

Потенциометры находят свое самое сложное применение в качестве делителей напряжения, где положение вала определяет удельное отношение деления напряжения. Однако есть приложения, в которых нам не обязательно нужен переменный делитель напряжения, а просто переменный резистор: двухконтактное устройство. Технически переменный резистор известен как реостат, но потенциометры могут быть созданы для того, чтобы функционировать как реостаты довольно легко.

В своей простейшей конфигурации потенциометр можно использовать в качестве реостата, просто используя клемму стеклоочистителя и один из других клемм, третий терминал остается несвязанным и неиспользуемым:

Перемещение потенциометра в направлении, при котором стеклоочиститель находится ближе всего к другому используемому терминалу, приводит к более низкому сопротивлению. Направление движения, необходимое для увеличения или уменьшения сопротивления, может быть изменено с использованием другого набора терминалов:

Будьте осторожны, однако, что вы не используете два внешних контакта, так как это не приведет к изменению сопротивления при повороте вала потенциометра. Другими словами, он больше не будет функционировать как переменное сопротивление:

Постройте схему, как показано на схеме и иллюстрации, используя только два контакта на потенциометре и посмотрите, как можно управлять скоростью двигателя, регулируя положение вала. Проведите эксперимент с различными клеммами на потенциометре, отметив изменения в управлении скоростью двигателя. Если ваш потенциометр имеет высокое сопротивление (как измерено между двумя внешними клеммами), двигатель может вообще не двигаться, пока стеклоочиститель не окажется очень близко к подключенному внешнему терминалу.

Как вы можете видеть, скорость двигателя может быть изменена с помощью реостата с последовательным подключением для изменения общего сопротивления цепи и ограничения общего тока. Однако этот простой способ управления скоростью двигателя неэффективен, так как это приводит к тому, что реостат рассеивается (теряется) в значительном количестве энергии. Более эффективное средство управления двигателем полагается на быстрое «импульсное» питание двигателя, используя высокоскоростное коммутационное устройство, такое как транзистор . Подобный метод управления мощностью используется в бытовых ламповых «диммерных» переключателях. К сожалению, эти методы слишком сложны, чтобы исследовать на этом этапе экспериментов.

Когда в качестве реостата используется потенциометр, «неиспользуемый» терминал часто подключается к терминалу стеклоочистителя, например:

Поначалу это кажется бессмысленным, поскольку оно не влияет на контроль сопротивления. Вы можете проверить этот факт самостоятельно, вставив еще один провод в свою схему и сравнив поведение двигателя до и после изменения:

Если потенциометр находится в хорошем рабочем состоянии, этот дополнительный провод не имеет никакого значения. Однако, если стеклоочиститель когда-либо теряет контакт с резистивной полосой внутри потенциометра, это соединение гарантирует, что цепь не будет полностью открыта: что по-прежнему будет резистивный путь тока через двигатель. В некоторых приложениях это может быть важным. Старые потенциометры имеют тенденцию страдать от прерывистых потерь контакта между стеклоочистителем и резистивной полосой, и если схема не может переносить полную потерю непрерывности (бесконечного сопротивления), созданной этим условием, этот «дополнительный» провод обеспечивает меру защиты, поддерживая непрерывность цепи.

Вы можете имитировать такой «отказ» контакта стеклоочистителя, отсоединив среднюю клемму потенциометра от клеммной колодки, измерив напряжение на двигателе, чтобы убедиться, что все еще есть мощность, но небольшая:

Было бы справедливо измерять ток цепи вместо напряжения двигателя, чтобы проверить завершенную схему, но это более безопасный метод, поскольку он не включает разрыв цепи для вставки амперметра в ряд. Всякий раз, когда используется амперметр, существует риск вызвать короткое замыкание, подключив его к существенному источнику напряжения, что может привести к повреждению инструмента или травме. Вольтметрам не хватает этого неотъемлемого риска для безопасности, и поэтому всякий раз, когда измерение напряжения может быть произведено вместо текущего измерения для проверки того же, это более разумный выбор.

Как подключить потенциометр в цепь

В данной статье мы подробно рассмотрим потенциометры, рассмотрим принцип работы, потенциометр на схеме и типы.

Описание и принцип работы

Резисторы обеспечивают фиксированное значение сопротивления, которое блокирует или сопротивляется потоку электрического тока вокруг цепи, а также вызывает падение напряжения в соответствии с законом Ома. Резисторы могут быть изготовлены так, чтобы иметь либо фиксированное значение сопротивления в Омах, либо переменное значение сопротивления, отрегулированное некоторыми внешними средствами.

Потенциометр, который обычно называют как «котел», представляет собой три-терминал с механическим приводом поворотного аналоговое устройство, которое можно найти и использовать в самых разнообразных электрических и электронных схем. Это пассивные устройства, то есть им не требуется источник питания или дополнительная схема для выполнения их основной функции линейного или поворотного положения. Купить потенциометр на Алиэкспресс:

Переменные потенциометры доступны в различных механических вариациях, что позволяет легко регулировать управление напряжением, током или регулированием смещения и усиления схемы для получения нулевого состояния.

Название «потенциометр» представляет собой сочетание слов «разность потенциалов» и «измерение» , появившихся на заре развития электроники. Тогда считалось, что при регулировке больших резистивных катушек с проволочной обмоткой измеряется установленная величина разности потенциалов, что делает его типом

прибора для измерения напряжения .

Сегодня потенциометры намного меньше и намного более точны, чем те, которые раньше были большими и громоздкими с переменным сопротивлением, и, как и в случае большинства электронных компонентов, существует множество различных типов и названий, начиная от переменного резистора, пресета, триммера, реостата и, конечно, переменного потенциометра.

Но какими бы ни были их названия, все эти устройства функционируют абсолютно одинаково, так как их значение выходного сопротивления может быть изменено движением механического контакта или контактной щетки, вызванным каким-либо внешним воздействием.

Переменные резисторы в любом формате, как правило, связаны с определенной формой управления, будь то регулировка громкости радиоприемника, скорости транспортного средства, частоты генератора или точная настройка калибровки цепи, однооборотный и многократный потенциометры, триммеры и реостаты могут найти широкое применение в бытовых электротоварах.

Термин « потенциометр» и « переменный резистор» часто используются для описания одного и того же компонента, но важно понимать, что соединения и работа этих двух устройств различны. Однако оба имеют одинаковые физические свойства в том смысле, что два конца внутренней резистивной дорожки выведены на контакты, в дополнение к третьему контакту, соединенному с подвижным контактом, называемым «ползунком» или «контактной щеткой».

Потенциометр на схеме

При использовании потенциометра выполняются соединения с обоих концов, а также с контактной щеткой, как показано на рисунке. Положение контакной щетки обеспечивает соответствующий выходной сигнал (контакт 2), который будет варьироваться между уровнем напряжения, приложенного к одному концу резистивной дорожки (контакт 1), и уровнем напряжения на другом (контакт 3).

Потенциометр представляет собой трехпроводное резистивное устройство, которое действует как делитель напряжения, вырабатывающий непрерывно изменяемый выходной сигнал напряжения, который пропорционален физическому положению контактной щетки вдоль дорожки.

Переменный резистор на схеме

При использовании переменного резистора соединения выполняются только с одним концом резистивной дорожки (контакт 1 или 3) и контактной щетки (контакт 2), как показано на рисунке. Положение контактной щетки используется для изменения величины эффективного сопротивления, соединенного между собой, подвижным контактом и неподвижным концом.

Иногда целесообразно выполнить электрическое соединение между неиспользованным концом резистивной дорожки и контактной щеткой, чтобы предотвратить условия разомкнутой цепи.

Тогда переменный резистор представляет собой двухпроводное резистивное устройство, которое обеспечивает бесконечное число значений сопротивления, контролирующих ток, предлагаемый для подключенной цепи, пропорционально физическому положению контактной щетки вдоль дорожки. Обратите внимание, что переменный резистор, используемый для управления очень высокими токами цепи, обнаруженными в лампах или нагрузках двигателя, называется

реостатами.

Типы потенциометров

Переменные потенциометры представляют собой аналоговое устройство, состоящее из двух основных механических частей.

1. Фиксированный или стационарный резистивный элемент, дорожка или проволочная катушка, которая определяет его значение сопротивления, например 1 кОм, 10 кОм и т.д

2. Механическая часть, которая позволяет контакту перемещаться по всей длине изменения резистивной дорожки, его значение сопротивления, как он движется. Существует много разных способов перемещения контакта через резистивную дорожку либо механически, либо электрически.

Но наряду с резистивной дорожкой и стеклоочистителем потенциометры также содержат корпус, вал, ползунковый блок и втулку или подшипник. Движение скользящего контакта само по себе может быть вращательным (угловым) действием или линейным (прямым) действием. Существует четыре основных группы переменного потенциометра.

Поворотный потенциометр

Поворотный потенциометр (наиболее распространенный тип) изменяет свое значение сопротивления в результате углового движения. Вращение ручки или циферблата, прикрепленного к валу, приводит к тому, что внутренний контакт перемещается вокруг изогнутого резистивного элемента. Наиболее распространенное использование вращающегося потенциометра — это регулятор громкости.

Углеродные поворотные потенциометры предназначены для монтажа на передней панели корпуса, в корпусе или печатной плате (PCB) с помощью кольцевой гайки и стопорной шайбой. Они также могут иметь одну одиночную резистивную дорожку или несколько дорожек, известных как групповой потенциометр, в котором все вращаются вместе, используя один единственный стержень. Например, горшок с двумя бандами для одновременной регулировки левого и правого уровня громкости радио или стереоусилителя. В некоторых вращающихся горшках есть выключатели.

Вращающиеся потенциометры могут давать линейный или логарифмический выход с допусками, как правило, от 10 до 20 процентов. Поскольку они управляются механически, их можно использовать для измерения вращения вала, но однооборотный поворотный потенциометр обычно предлагает менее 300 градусов углового перемещения от минимального до максимального сопротивления. Тем не менее, имеются многооборотные потенциометры, называемые триммерами, которые обеспечивают более высокую степень точности вращения.

Многооборотные потенциометры позволяют вращать вал более чем на 360 градусов механического перемещения от одного конца резистивной дорожки к другому. Многооборотные горшки более дорогие, но очень стабильные с высокой точностью, используемой в основном для обрезки и точной регулировки. Два наиболее распространенных многооборотных потенциометра — это 3-ходовые (1080 o ) и 10-поворотные (3600 o ), но доступны 5-поворотные, 20-поворотные и более высокие 25-поворотные банки с различными омическими значениями.

Ползунковые потенциометр (слайдер)

Ползунковые потенциометры или ползунки предназначены для изменения значения их контактного сопротивления с помощью линейного движения, и, как таковая, существует линейная зависимость между положением ползункового контакта и выходным сопротивлением.

Слайд-потенциометры в основном используются в широком спектре профессионального звукового оборудования, такого как студийные микшеры, фейдеры, графические эквалайзеры и пульты управления звуком, что позволяет пользователям видеть с позиции пластиковой квадратной ручки или рукоятки пальца фактическую настройку слайда.

Одним из основных недостатков ползункового потенциометра является то, что они имеют длинную открытую щель, позволяющую наконечнику контакта свободно перемещаться вверх и вниз по всей длине резистивной дорожки. Этот открытый слот делает внутреннюю резистивную дорожку чувствительной к загрязнению от пыли и грязи, а также от пота и жира от рук пользователя. Прорезные войлочные крышки и экраны могут быть использованы для минимизации воздействия загрязнения гусениц.

Поскольку потенциометр является одним из самых простых способов преобразования механического положения в пропорциональное напряжение, их также можно использовать в качестве резистивных датчиков положения, также известных как датчик линейного перемещения. Потенциометры с подвижной углеродной дорожкой измеряют точное линейное (прямое) движение, при этом часть датчика линейного датчика является резистивным элементом, прикрепленным к скользящему контакту. Этот контакт в свою очередь прикреплен через стержень или вал к механическому механизму, подлежащему измерению. Затем положение ползуна изменяется в зависимости от измеряемой величины (измеряемой величины), которая, в свою очередь, изменяет значение сопротивления датчика.

Пресеты и триммеры

Потенциометры с предустановкой или триммером представляют собой небольшие потенциометры типа «установил и забыл», которые позволяют легко выполнять очень тонкие или случайные регулировки в цепи (например, для калибровки). Однооборотные поворотные потенциометры представляют собой миниатюрные версии стандартного переменного резистора, предназначенного для монтажа непосредственно на печатной плате, и регулируются с помощью отвертки с небольшим лезвием или аналогичного пластикового инструмента.

Как правило, эти предустановленные банки с линейным углеродным каналом имеют конструкцию с открытым каркасом или форму замкнутого квадрата, которые после того, как схема настроена и установлена ​​на заводе-изготовителе, затем остаются с этой настройкой, и их корректируют снова, только если происходят некоторые изменения в настройках схемы.

Будучи открытой конструкцией, предустановки каркаса подвержены механическому и электрическому ухудшению, влияющему на производительность и точность, поэтому они не подходят для непрерывного использования, и поэтому предустановленные горшки рассчитаны только на несколько сотен операций. Однако их низкая стоимость, небольшой размер и простота делают их популярными в некритических схемных приложениях.

Предварительные настройки можно регулировать от минимального до максимального значения в течение одного оборота, но для некоторых цепей или оборудования этот небольшой диапазон регулировки может быть слишком грубым, чтобы обеспечить очень чувствительные настройки. Однако многооборотные переменные резисторы работают, перемещая рычаг контакта. с помощью небольшой отвертки на несколько оборотов, в диапазоне от 3 до 20 оборотов, что обеспечивает очень точную настройку.

Потенциометры триммера или «триммеры» представляют собой многооборотные прямоугольные устройства с линейными направляющими, которые предназначены для установки и пайки непосредственно на монтажную плату через сквозное отверстие или для поверхностного монтажа. Это дает триммеру как электрические соединения, так и механический монтаж, а также закрытие дорожки в пластиковом корпусе позволяет избежать проблем пыли и грязи во время использования, связанных с предустановками каркаса.

Реостаты

Реостаты — большие мальчики мира потенциометров. Они представляют собой два переменных резистора подключения, сконфигурированных для обеспечения любого резистивного значения в пределах их омического диапазона для управления потоком тока через них.

Хотя теоретически любой переменный потенциометр может быть сконфигурирован для работы в качестве реостата, обычно реостаты представляют собой большие переменные резисторы с проволочной обмоткой большой мощности, используемые в приложениях с высоким током, поскольку основным преимуществом реостата является их более высокая номинальная мощность.

Когда переменный резистор используется в качестве двухполюсного реостата, только часть полного резистивного элемента, который находится между концевым выводом и подвижным контактом, будет рассеивать мощность. Кроме того, в отличие от потенциометра, выполненного в виде делителя напряжения, весь ток, протекающий через резистивный элемент реостата, также проходит через цепь контакта. Тогда контактное давление контакта на этот проводящий элемент должно выдерживать тот же ток.

Потенциометры доступны в различных технологиях, таких как: углеродная пленка, проводящий пластик, металлокерамика, проволочная обмотка и т.д. Номинальное или «резистивное» значение потенциометра или переменного резистора относится к резистивному значению всей стационарной дорожки сопротивления от одного фиксированного контакта до другой. Таким образом, потенциометр с номиналом 1 кОм будет иметь резистивную дорожку, равную значению фиксированного резистора 1 кОм.

В простейшей форме электрическую работу потенциометра можно считать такой же, как и для двух последовательно включенных резисторов со скользящим контактом, изменяющим значения этих двух резисторов, что позволяет использовать его в качестве делителя напряжения.

В нашем уроке о последовательных резисторах мы увидели, что через последовательную цепь течет один и тот же ток, поскольку существует только один путь для тока, и мы можем применить закон Ома, чтобы найти падения напряжения на каждом резисторе в серии цепи. Затем последовательная резистивная схема действует как сеть делителей напряжения, как показано на рисунке.

В этом примере выше два резистора соединены последовательно через источник питания. Поскольку они последовательны, эквивалентное или полное сопротивление, R _T , следовательно, равно сумме двух отдельных резисторов, то есть: R ₁ + R ₂ .

Также являясь последовательной сетью, через каждый резистор протекает тот же ток, что и некуда идти. Однако падение напряжения на каждом резисторе будет отличаться из-за различных омических значений резисторов. Эти падения напряжения могут быть рассчитаны с использованием закона Ома с их суммой, равной напряжению питания в последовательной цепи. Так вот в этом примере V _IN = V _R1 + V _R2 .

Потенциометр как делитель напряжения

Когда сопротивление потенциометра уменьшается (стеклоочиститель движется вниз), выходное напряжение с контакта 2 уменьшается, создавая меньшее падение напряжения на R ₂ . Аналогично, когда сопротивление потенциометра увеличивается, выходное напряжение с контакта 2 увеличивается, вызывая большее падение напряжения. Тогда напряжение на выходном выводе зависит от положения контакта, при этом значение падения напряжения вычитается из напряжения питания.

Резюме потенциометра

В этой статье о потенциометрах мы видели, что потенциометр или переменный резистор в основном состоит из резистивной дорожки с соединением на любом конце и третьей клеммы, называемой стеклоочистителем, с положением стеклоочистителя, разделяющего резистивную дорожку. Положение стеклоочистителя на направляющей регулируется механически путем вращения вала или с помощью отвертки.

Переменные резисторы можно разделить на один из двух режимов работы — делитель переменного напряжения или реостат переменного тока. Потенциометр — это трехполюсное устройство, используемое для управления напряжением, а реостат — это двухполюсное устройство, используемое для управления током.

Мы можем суммировать это в следующей таблице:

Тип	Потенциометр	Реостат
Количество соединений	Три Терминала	Два терминала
Количество ходов	Однооборотный и многооборотный	Только однооборотный
Тип соединения	Параллельно подключен к источнику напряжения	Подключено последовательно с нагрузкой
Что контролирует	Управляет напряжением	Управляет током
Тип конусности закона	Линейный и логарифмический	Только линейный

Тогда потенциометр, триммер и реостат являются электромеханическими устройствами, сконструированными таким образом, что их значения сопротивления могут быть легко изменены. Они могут быть выполнены в виде однооборотных горшков, пресетов, ползунков или многооборотных триммеров. Реостаты с проволочной обмоткой в ​​основном используются для контроля электрического тока. Потенциометры и реостаты также доступны как многоканальные устройства и могут быть классифицированы как имеющие либо линейную, либо логарифмическую конусность.

В любом случае, потенциометры могут обеспечивать высокоточное измерение и измерение линейного или вращательного движения, поскольку их выходное напряжение пропорционально положению стеклоочистителей. Преимущества потенциометров включают в себя низкую стоимость, простоту в эксплуатации, множество форм, размеров и конструкций и могут использоваться в широком спектре различных применений.

Однако, как и у механических устройств, их недостатки включают в себя возможный износ стеклоочистителя и / или направляющей скольжения, ограниченные возможности управления током (в отличие от реостатов), ограничения электрической мощности и углы поворота, которые ограничены менее чем 270 градусами для однооборотных баков.

В следующей статье мы подробно рассмотрим реостат.

Тимеркаев Борис — 68-летний доктор физико-математических наук, профессор из России. Он является заведующим кафедрой общей физики в Казанском национальном исследовательском техническом университете имени А. Н. ТУПОЛЕВА — КАИ

Потенциометром называется изделие, выполняющее функции регулировки электрического тока. Дополнительно устройство может справляться с работой реостата. У всех моделей потенциометров резисторы применяются с отводными контактами различной длины.

В такой области, как электроника, эти изделия пользуются большой популярностью. Главным различием между моделями можно считать общее число поддерживаемых циклов.

Изделия имеют сквозное сопротивление около 7 Ом. Очень часто подобные устройства используются для регулировки громкости. А также они применяются в разных измерительных приборах. Максимальная полоса регулировки потенциометра зависит от элементов, при помощи которых он собран. Далее, рассмотрим как работает потенциометр и его типы.

Схема потенциометра

Наиболее распространенная схема устройства представляет собой:

• мощный резистор;
• несколько контактов;
• три вывода.

Ключи приборов имеют разную проводимость. Многие устройства оборудованы небольшими диодами. Мощные резисторы необходимо использовать только пассивного типа. Несколько контактов для подсоединения и настройки потенциометра расположены внизу корпуса.

Типы потенциометров и их характеристика

В современной электронике принято использовать такие типы устройств:

• изделия с однополярным питанием;
• изделия двухполярным питанием;
• механические изделия;
• электронные изделия.

Потенциометры с однополярным питанием

Такие изделия оснащены специальными реостатными ключами. Все виды резисторов в этом случае необходимо использовать только пассивного типа. Двигающиеся контакты устройства обладают большой проводимостью электрического тока. Значение полосы пропускания электронного ключа напрямую зависит от частоты среза. Этот параметр обычно не превышает 2100 килогерц. Подобные характеристики потенциометров очень часто применяются для регулировки тембра.

Потенциометры с двухполярным питанием

Изделия с двухполярным питанием применяются только в вычислительных изделиях. Главной особенностью подобных устройств является большой уровень максимального сопротивления. Электронные ключи для такой аппаратуры необходимо использовать лишь реостатного типа. Внизу изделия находится несколько выводов для подсоединения к электрической схеме. Настройка устройства проводится на специальной мостовой аппаратуре. Значение разброса сопротивления не превышает двух процентов. Отрицательное электрическое напряжение устройства имеет значение не более 4 вольт.

Механические потенциометры

Механическим потенциометром называется изделие для регулирования электрического тока, которое оборудовано специальным поворотным контроллером. Внизу устройства находятся несколько выводов. Электронные ключи нужно использовать резистивного типа. А также в таких изделиях предусмотрена функция программной выборки. Максимальное значение сквозного сопротивления не превышает 4 Ом. Такие изделия не оснащены функцией калибровки. Отрицательное электрическое напряжение подобного устройства составляет около 4 вольт, а линейные искажения не превышают 92 децибела.

Мощные резисторы необходимо использовать только открытого типа. Механические потенциометры оптимально подходят для реверсивного управления. Многие изделия не поддерживают реостатный режим. Стоит заметить, что подобные устройства не применяются для регулирования коэффициента усиления. Максимальное положительное электрическое напряжение имеет значение около 2,5 вольта. Частота среза очень редко превышает 2500 килогерц. Значение полосы пропускания имеет прямую зависимость от характеристик электронного ключа. Такие изделия не принято использовать в вычислительных приборах.

Электронные потенциометры

Электронным потенциометром называется изделие, необходимое для регулирования электрического тока. Многие модели оборудованы несколькими электронными ключами. Мощные резисторы стоит применять лишь резистивного типа. Чтобы реверсивно управлять аппаратурой, можно использовать практически любую модель изделия. Эти устройства могут выдержать до 12 непрерывных циклов управления. Практически все модели обладают функцией программной выборки. Стоит заметить, что электронные изделия можно использовать для регулирования громкости. Значение линейных искажений подобных устройств не превышает 85 децибел.

Электронные изделия довольно часто применяются в вычислительной аппаратуре, потому что частота среза у них не более 3100 килогерц. Значение полосы пропускания электронного ключа составляет около 4 мк, но он во многом зависит от изготовителя. Многие модели таких потенциометров используются для качественной настройки различных фильтров. Стоит отметить, что это устройство не может осуществлять регулировку коэффициента усиления.

Как правильно подключить устройство

Необходимые инструменты и материалы

Чтобы качественно подключить устройство своими руками, необходимы такие инструменты и материалы:

• рабочий потенциометр;
• комплект проводов;
• обычные ножницы;
• мощный паяльник;
• специальный припой;
• измерительный вольтметр;
• шариковая ручка.

Подключение потенциометра

Выполнять подключение изделия своими руками необходимо в такой последовательности:

1. Рабочий датчик стоит расположить таким образом, чтобы специальный рычаг для регулирования электрического напряжения был направлен строго вверх, а выводы для закрепления проводов находились около человека. Выводы необходимо пронумеровать слева направо при помощи шариковой ручки.
2. Первый вывод необходимо присоединить к заземлению. Чтобы это сделать, стоит отрезать провод определенной длины и хорошо припаять его.
3. Второй вывод необходим для закрепления провода, который отправляет электрическое напряжение на выход датчика.
4. Третий вывод нужно припаять на вход схемы.
5. Далее, после выполнения предыдущих действий, стоит протестировать правильную работу датчика. Чтобы это сделать, стоит использовать измерительный прибор. При выполнении этой работы, необходимо вращать движок датчика от наименьшего до наибольшего значения электрического напряжения. Подробнее узнать, как проверить потенциометр можно из многочисленных фото в сети.
6. Проверив качество работы датчика, необходимо его разместить в электрической схеме, а после этого нужно накрыть изделие защитным кожухом.

Потенциометр и делитель напряжения

В одном из предыдущих уроков, для ограничения тока через светодиод, мы использовали резисторы. Как было тогда отмечено, существует множество резисторов разного номинала и рассчитанных на разную мощность. Но оказывается, кроме обычных резисторов есть и элементы с изменяемым сопротивлением, называемые переменными резисторами.

Обычно, переменные резисторы делают в виде делителя напряжения, и такие элементы называются потенциометрами. Кстати, потенциометры часто называют реостатами, хотя это и не совсем так. Вот так выглядит типичный регулировочный потенциометр.

Для чего может быть полезен прибор с переменным сопротивлением? Если говорить о чисто переменном резисторе, то он бывает нужен в ситуациях, когда нам требуется регулировать ток в цепи. Возьмем всё тот же светодиод. Если в цепи светодиода мы поставим переменный резистор — потенциометр, скажем, на 20 кОм, то с помощью него мы сможем регулировать яркость свечения.

Соберем эту схему на плате и проверим в действии. В этом макете мы используем потенциометр на плате от RobotClass. К нему удобно подключать провода и втыкать его в макетную плату.

Крутим ручку потенциометра — светодиод светится ярче или тусклее. Кроме самого потенциометра в схеме также можно заметить обычный резистор. Зачем он нужен? Дело в том, что поворачивая ручку потенциометра мы можем менять его сопротивление в диапазоне от 20 кОм до нуля. Получается, что в крайнем положении без дополнительного защитного резистора через светодиод потечет слишком большой ток и он сгорит!

Конечно, мы можем не крутить ручку потенциометра до упора, но разве можно удержаться?:) Лучше поставим дополнительный резистор, который в крайнем положении ручки не даст светодиоду сгореть. Для случая с кроной, подойдет резистор на 1 кОм. Если будем питать схему от Arduino (то есть от 5 Вольт), то можно поставить 200 Ом.

Перед тем, как познакомиться с устройством потенциометра, рассмотрим один из базовых элементов электротехники — резистивный делитель напряжения. Делитель состоит из двух последовательно подключенных резисторов, которые называются верхним и нижним плечом.

Эта несложная схема делит (отсюда и название — делитель ) напряжение, приложенное к контактам на его входе на части пропорционально отношению сопротивлений R1 и R2. Вот так эту зависимость можно выразить формулой:

В примере, ко входу цепи приложено напряжение 5 Вольт, а сопротивления резисторов делителя равны R1=10кОм и R2=15кОм. При таких условиях, делитель разбил напряжение на две части: V2=2В и V2=3В, соответственно.

А что, если мы захотим поделить напряжение на две равные части? Правильно! Подставим в схему резисторы с равным сопротивлением, например, R1=10кОм и R2=10кОм.

Важно знать, что сопротивление нагрузки на выходе делителя должно быть много больше сопротивлений R1 и R2. Соответственно, и ток, текущий через эту нагрузку должен быть много меньше тока на самом делителе. Именно по этой причине нерационально использовать делитель для питания устройств.

Представим, что нам нужно питать ту же плату Ардуино Уно с несколькими светодиодами от аккумулятора с напряжением 12 Вольт. Для работы подобной схемы потребуется ток около 150 мА. Сопротивление такой нагрузки можно грубо посчитать как Rн = U/I = 5В/0,15А = 33,3Ом. Следовательно, сопротивление плечей делителя должно составлять десятые доли Ома и иметь мощность десятки Ватт. При таких параметрах делитель превращается в нагреватель, преобразующий в тепло огромное количество ценной энергии аккумулятора.

Рассмотрим простой пример. Часто при разработке мобильных устройств на основе микроконтроллера возникает задача измерения напряжения на питающем аккумуляторе. Предположим, что аккумулятор этот имеет напряжение 12 Вольт.

Соберем делитель напряжения, ко входу которого приложим напряжение аккумулятора, а выход подключим к аналоговому входу (АЦП) микроконтроллера. Максимальное напряжение, которое можно подать на АЦП той же Ардуино — 5 Вольт. Как правило входное сопротивление АЦП можно принять бесконечно большим — десятки МОм. .

Таким образом, имеет смысл использовать для делителя резисторы с сопротивлением десятки или сотни кОм. Теперь поделим 12В на две части: 7В и 5В. Подберем что-нибудь из стандартных номиналов, например: 68 кОм и 47 кОм. Такой делитель даст на выходе 4,9 Вольт — вполне подойдет для наших целей.

Наконец, если сложить вместе понятие переменного резистора и делителя напряжения — получим потенциометр! По сути, потенциометр — это делитель напряжения в плечах которого находятся переменные резисторы.

Внутри потенциометра находится дугообразная полоска резистивного материала (голубым цветом). К обоим краям этой пластины присоединены контакты А и Б. Номинальное сопротивление потенциометра (которое указано на маркировке) — это как раз сопротивление этой пластины, между контактами А и Б. Ручка потенциометра соединяется с третьим контактом — В, который с одной стороны скользит по поверхности пластины, разделяя её на две части А-В и В-Б.

Получается, что потенциометр — это самый настоящий делитель напряжения, в котором мы можем менять сопротивления плечей R1 и R2, просто поворачивая ручку.

Кстати, в задаче про измерение напряжения аккумулятора, мы могли использовать потенциометр с номиналом от 10 кОм до 100 кОм, предварительно настроив на нем правильное соотношение R1 и R2.

Потенциометр — это резистивный делитель напряжения с переменными резисторами. Обычно потенциометр применяют для настройки каких-либо параметров устройств, например, подключая его через АЦП к микроконтроллеру. Потенциометр не применяют для понижения питающего напряжения устройств.

«>

ПОТЕНЦИОМЕТР — это… Что такое ПОТЕНЦИОМЕТР?

        (от лат. potentia — сила и греч. metreo — измеряю), прибор для измерения компенсац. методом эдс и напряжения, а также величин, функционально с ними связанных. П. пост. и перем. тока существенно различаются. В П. пост. тока (рис.) измеряемая эдс Ех уравновешивается (компенсируется) известным регулируемым напряжением Uк. О моменте равновесия судят по показаниям гальванометра Г (ток через гальванометр должен отсутствовать). Принципиальная схема потенциометра пост. тока: ЕN и Ех— известная и измеряемая эдс; 1р — рабочий ток; Uк — известное регулируемое напряжение; И — измерит. прибор (амперметр). Напряжение Uк получают как падение напряжения на известной части сопротивления Rк от рабочего тока Iр. Значение Iр устанавливается при помощи регулируемого сопротивления Rр по данным сравнения падения напряжения на сопротивлении RN с эдс EN меры, в качестве к-рой обычно применяют нормальный элемент. Выпускаются высокоомные и низкоомные П. (сопротивление цепи рабочего тока, соответственно, = 10000 Ом и =10 Ом). Последние применяются для измерений относит. малых эдс и эдс источников с малым внутр. сопротивлением. П. пост. тока измеряют эдс от 0,02 мкВ до 2 В с осн. относит. погрешностью до 0,0005%.

Для измерений неэлектрич. величин, преобразованных в эдс пост. тока, широко пользуются автоматич. П., в к-рых вместо гальванометра включён усилитель. Усиленное нескомпенсированное напряжение управляет реверсивным двигателем, перемещающим ползунок сопротивления Rк до момента компенсации измеряемой эдс. Наибольшее распространение получили автоматич. П. для измерений темп-ры в комплекте с термопарами. Осн. погрешность таких П. в % от диапазона измерений до 0,25%.

В П. перем. тока компенсирующее напряжение должно совпадать по амплитуде, частоте и фазе с гармонически изменяющейся измеряемой эдс. При этом П. перем. тока позволяют измерять эдс как векторную величину (по амплитуде и фазе). В качестве нулевого индикатора обычно используют вибрац. гальванометр. По точности П. перем. тока существенно уступают П. пост. тока из-за того, что для перем. тока нет мер, аналогичных нормальному элементу. П. перем. тока имеют верх. предел измерений до 2 В, в комплекте с делителем напряжения — до 300 В, осн. относит. погрешность до 0,1%, частотный диапазон от 50 Гц до 10 кГц.

Физический энциклопедический словарь. — М.: Советская энциклопедия. Главный редактор А. М. Прохоров. 1983.

Принципиальная схема — потенциометр — Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 1

Принципиальная схема — потенциометр

Cтраница 1

Принципиальная схема потенциометра показана на фиг.  [1]

Принципиальная схема потенциометра показана на фиг. Как видно из рисунка, прибор состоит из уравновешенной компенсационной схемы измерения с устройством дистанционной передачи показаний и устройством контроля исправности прибора, стабилизированного источника питания постоянного тока типа ИПС-113, нулевого указателя, показывающего и записывающего устройств. Кроме того, в приборах, предназначаемых для регулирования контролируемой величины, встраиваются либо реостатный задатчик для работы в комплекте со статическим или изодром-ным регулирующим устройствами, либо релейное регулирующее устройство, не показанные на схеме.  [2]

Принципиальная схема потенциометра показана на рис. 4.18. От вспомогательного источника напряжения Е ток проходит по цепи, в которую между точками А и В включено градуированное сопротивление RAB, называемое реохордом.  [3]

Принципиальная схема потенциометра показана на фиг. От вспомогательного источника тока Б ( сухого элемента или аккумулятора) ток проходит по цепи, в которую между точками А и В включено сопротивление RAB, называемое реохордом.  [4]

Принципиальная схема потенциометра приведена на рис. 5.13. Ток от вспомогательного источника Е ( сухого элемента) проходит по цепи, в которую между точками А и В включен компенсирующий переменный резистор RAB ( КПР), представляющий собой калиброванную проволоку длиной L. Последовательно с ТЭП включен чувствительный милливольтметр. ТЭП подключен таким образом, что ток на участке сопротивления RAD идет в том же направлении, что и от вспомогательного источника.  [6]

Принципиальная схема потенциометра приведена на рис. 5.13. Ток от вспомогательного источника Е ( сухого элемента) проходит по цепи, в которую между точками А и В включен компенсирующий переменный резистор RAB ( КПР), представляющий собой калиброванную проволоку длиной L. ТЭП подключен таким образом, что ток на участке сопротивления RAD идет в том же направлении, что и от вспомогательного источника.  [7]

Принципиальная схема потенциометра приведена на фиг.  [8]

Принципиальная схема потенциометра ЭП-1 показана на рис. VI.13, где через — ffj, Л2 и ri Г2 гз и Г4 обозначены компенсационные сопротивления.  [10]

Принципиальная схема потенциометра ЭПВ-01 на шесть точек измерения с подключением к записывающему прибору ( обозначения соответствуют обозначениям, принятым для фиг.  [11]

Принципиальная схема потенциометра ЭПВ-01 на шесть точек измерения с подключением к записывающему прибору ( обозначения соответствуют обозначениям, — принятым для фиг.  [12]

Принципиальная схема потенциометра ЭП-1 показана на рис. 185, где через Ri, Rz и г, г2, г3 и / Ч обозначены компенсационные сопротивления.  [13]

На рис. 3.5 показана принципиальная схема потенциометра с постоянной силой рабочего тока. Для установления рабочего тока / переключатель Я устанавливают в положение / С. В этом случае нормальный элемент НЭ будет последовательно соединен с контрольным резистором RK и нулевым прибором НП.  [14]

Страницы:      1    2    3

Проверка браузера

• IP: 176.59.124.134
• Браузер: Mozilla/5.0 (X11; Linux x86_64; rv:33.0) Gecko/20100101 Firefox/33.0
• Время: 2021-07-31 09:58:45
• URL: https://dip8.ru/articles/chto_takoe_potenciometr/
• Идентификатор запроса: s12cav4f97yv

Это займет несколько секунд…

Мы должны проверить ваш браузер, чтобы убедиться, что вы не робот.
От вас не требуется никаких действий, проверка происходит автоматически.

У вас отключён JavaScript — вы не пройдёте проверку. Включите JavaScript в браузере!

• IP: 176.59.124.134
• Browser: Mozilla/5.0 (X11; Linux x86_64; rv:33.0) Gecko/20100101 Firefox/33.0
• Time: 2021-07-31 09:58:45
• URL: https://dip8.ru/articles/chto_takoe_potenciometr/
• Request ID: s12cav4f97yv

It will take a few seconds…

We need to check your browser to make sure you are not a robot.
No action is required from you, the verification is automatic.

You have JavaScript disabled — you will not pass validation. Enable JavaScript in your browser!

Работа

, принципиальная схема, конструкция и типы

Потенциометр

— работа, электрическая схема, конструкция и типы

Резистор, небольшой пучок сопротивлений, является одним из наиболее часто используемых основных компонентов в электрической цепи. Эти резисторы, в основном используемые для регулирования тока путем добавления / вычитания сопротивления из цепи, доступны во многих формах и размерах. Эти резисторы можно в целом разделить на постоянные и переменные резисторы. Как следует из их названий, фиксированный резистор имеет одно фиксированное значение сопротивления, тогда как переменный резистор имеет значение сопротивления в определенном диапазоне.Из множества доступных линейных и нелинейных переменных резисторов наиболее распространенным является потенциометр. В этой статье рассказывается о принципе работы, конструкции и применении потенциометра. Итак, приступим!

Потенциометр (горшок)

Потенциометры или «горшки», как это обычно называют в электрических кругах, представляют собой трехконтактный переменный резистор. Из трех выводов два фиксированные, а один — регулируемый (линейный / поворотный).

Значение сопротивления можно изменить от нуля до определенного верхнего предела, просто перемещая контакт по резистивной полосе вручную. По мере изменения сопротивления изменяется ток в цепи и, следовательно, согласно закону Ома, напряжение на резистивном материале также изменяется.

Поскольку он объединяет вращательное или линейное движение оператора в изменение сопротивления (следовательно, изменение электрического параметра), его можно назвать электромеханическим преобразователем.Они пассивны по своей природе, поэтому рассеивают мощность, а не подают ее в цепь.

В первые дни производства он представлял собой большую резистивную катушку с проволочной обмоткой, которую можно было регулировать для измерения разности напряжений на ней. Отсюда и название «потенциометр», образованное от сочетания двух слов: разность потенциалов и измерение.

С тех пор они прошли долгий путь. Прошли те времена, когда были большие громоздкие потенциометры, теперь мы получаем довольно маленькие, простые в использовании и легкие для переноски; также они теперь используются в широком спектре приложений.

Теперь, когда мы познакомились с потенциометром, вам может быть интересно узнать, как он выглядит. На рисунке 1 показаны некоторые практичные горшки, а на рисунке 2 — их стандартный символ.

Потенциометр

Символ потенциометра

Представлен зигзагообразной линией со стрелкой, направленной внутрь в центре.

Теперь давайте обсудим самую суть этой статьи, принцип работы потенциометра.

Как это работает?

Как уже говорилось, потенциометр имеет три контакта. При подключении к цепи две фиксированные клеммы подключаются к концам резистивных элементов, а третья клемма подключается к дворнику.

На схеме, показанной ниже, клеммы потенциометра обозначены 1, 2 и 3. Источник напряжения подключен к клеммам 1 и 3, положительный вывод — к клемме 1, а отрицательный — к клемме 3.Клемма 2 подключена к дворнику.

Схема потенциометра

Теперь, более внимательно посмотрев на рисунок, мы видим, что в текущем положении стеклоочистителя есть два резистивных пути, точно так же, как резистор разделен на два резистора. Из этих двух резисторов тот, у которого более длинный резистивный путь, будет иметь более высокое сопротивление. Это связано с тем, что сопротивление резистора зависит от его длины (поскольку R = ρ). Чем больше длина, тем выше сопротивление, при условии, что материал резистора и его площадь поперечного сечения остаются неизменными.

Для простоты назовем два резистора R ₁ и R ₂ (см. Рисунок). Напряжение стеклоочистителя — это фактически напряжение на R ₂ . Схема теперь выглядит как делитель напряжения, где выходное напряжение задается уравнением:

  В  выход  = {R2 / (R1 + R2)} x V; где V = напряжение питания.  

Итак, ясно, что если мы хотим изменить выходное напряжение, мы можем просто изменить значение R ₂ , сдвинув стеклоочиститель к контакту 3.Когда дворник находится на выводе 1, R ₁ становится равным нулю, и напряжение на дворнике совпадает с напряжением питания.

Кроме того, когда стеклоочиститель находится на выводе 3, эффективный резистивный путь для R ₂ равен нулю, следовательно, сопротивление R ₂ равно нулю.

Принцип работы можно пояснить, решив пример ниже

ПРИМЕР 1:

Резистор

A, R ₁ сопротивлением 150 Ом подключен последовательно с резистором 50 Ом, R ₂ через _с резистор сопротивления питания 10 В, как показано.Рассчитайте общее последовательное сопротивление, ток, протекающий через последовательную цепь, и падение напряжения на резисторе 50 Ом.

Цепь потенциометра

Решение:

Поскольку два сопротивления включены последовательно, общее сопротивление R = ₁ R ₂ = 200 Ом. Ток, протекающий по цепи, будет I = V / R = 10/200 = 0,05 А. Падение напряжения на R ₂ = 50 Ом можно найти по правилу деления напряжения, то есть

.

 В  R2  = 10 × (50/200) = 2.5 В 

Здесь мы видим, если мы изменим значение R ₁ или R ₂ , значение напряжения на любом из резисторов будет в диапазоне 0-10 В при условии, что общее сопротивление цепи останется постоянный.

Именно эта концепция лежит в основе работы потенциометра. Как и в потенциометре, общее сопротивление не меняется, так как используется одна резистивная полоса. Разделение резистора производится дворником. И поэтому значения сопротивления меняются при изменении положения дворника.

Теперь, когда мы обсудили принцип работы, давайте теперь узнаем, как устроено это пассивное устройство.

Конструкция потенциометра

Потенциометр, по существу, имеет резистивный элемент, по которому скользит подвижный вывод, стеклоочиститель. Любой потенциометр состоит из следующих частей:

1. Клеммы: Как уже говорилось, потенциометр имеет три клеммы, две фиксированные и одну переменную.
2. Резистивный элемент: Эта часть является основной частью устройства и подключается к двум фиксированным клеммам.Это один из решающих аспектов, когда речь идет о стоимости потенциометра, и он также может определять аспекты производительности компонента, включая способность рассеивания мощности и генерируемый шум. Используемый резистивный элемент может быть следующих типов:

• Углеродный состав : Изготовлен из углеродных гранул и является одним из наиболее распространенных типов резистивных материалов из-за его низкой стоимости. Он также имеет достаточно низкий уровень шума и меньший износ, чем другие материалы.Однако он не так точен в своей работе.
• Проволока намотка — Это в основном нихромовая проволока, намотанная на изолирующую подложку. Они в основном используются в приложениях с высокой мощностью и служат очень долго. Они точны, но имеют ограниченное разрешение.
• Проводящий пластик : Часто используются в высококачественных аудиоприложениях, они имеют очень хорошее разрешение, но очень дороги и могут использоваться только в приложениях с низким энергопотреблением.
• Кермет: Очень стабильный материал с низким температурным коэффициентом и высокой термостойкостью.Однако у него недолгий срок службы, и он может прожечь дыру в вашем кармане.
• Стеклоочиститель: Это единственная клемма, которая скользит по резистивной полосе для создания электрического контакта. Это может быть поворотный дворник, похожий на половину дуги, покрывающий более окружности, или линейный дворник.

Угловое положение поворотного дворника в градусах определяется по формуле:

  θ = (Vвых. / Vпит.)  

1. Вал : В случае потенциометра поворотного типа стеклоочистителя имеется вал, на котором изготавливается стеклоочиститель.
2. Отливка : Все компоненты размещены внутри отливки для защиты от внешних физических повреждений

Конструкция потенциометра

Есть некоторые особенности потенциометра, которые необходимо знать. Следующий раздел посвящен этому.

Характеристики потенциометров

Некоторые характеристики потенциометра:

1. TAPER : Закон горшков или конусность горшков — одна из таких характеристик потенциометра, в которой необходимо предварительное знание, чтобы выбрать правильное устройство для желаемого применения.Это не что иное, как соотношение между положением стеклоочистителя и сопротивлением. Это соотношение при нанесении на график может быть линейным, логарифмическим или антилогарифмическим, как показано на рисунке.

Конус

2. КОДЫ МАРКИРОВКИ : При выборе потенциометра вам необходимо знать максимальное значение сопротивления, которое он может достичь. Для этого производители используют коды маркировки, которые указывают на то же самое. Например, потенциометр с обозначенным на нем сопротивлением 100 кОм означает, что максимальный предел потенциометра составляет 100 кОм.

Поскольку нам также необходимо знать конусность горшка, производители также используют коды маркировки для обозначения конуса горшка. Коды маркировки различаются от региона к региону. Необходимо заранее знать, что означает код.

3. РЕШЕНИЕ : Поскольку мы меняем сопротивление в банке, существует минимальная величина сопротивления, которую можно изменить. Это известно как разрешение банка. Например, если я скажу, что сопротивление потенциометра составляет 20 кОм с разрешением 0.5, минимальное изменение сопротивления будет 0,5 Ом, а значения, которые мы получим для наименьшего изменения, будут 0,5,1,5,2 Ом и так далее.
4. СОПРОТИВЛЕНИЕ HOP ON HOP OFF : Как мы видели в части конструкции этой статьи, резистивный элемент подключен между двумя выводами. Эти клеммы изготовлены из металла с очень низким сопротивлением. Следовательно, всякий раз, когда стеклоочиститель входит или выходит из этой области, сопротивление будет внезапным. Эта характеристика горшка называется сопротивлением прыжкам на прыжке.

Теперь, когда характеристики потенциометра были обсуждены, давайте посмотрим, какие бывают типы потенциометров.

Типы потенциометров:

Несмотря на то, что основная конструкция и принцип работы потенциометров одинаковы, они отличаются в одном аспекте — геометрии подвижного терминала. В основном потенциометры, которые мы находим, имеют скребок, который вращается по дугообразному резистивному материалу, есть еще один тип кастрюли, где скребок линейно скользит по прямой резистивной полосе.В зависимости от геометрии резистивной полоски потенциометр можно в общих чертах разделить на два типа, которые обсуждаются ниже.

1. Потенциометры поворотного типа : Как следует из названия, этот тип потенциометра имеет скребок, который можно вращать на двух клеммах, чтобы изменять сопротивление потенциомера. Это один из распространенных типов горшков. В зависимости от того, сколько раз можно повернуть дворник, они делятся на следующие категории:
2. Однооборотные : Эти горшки являются одним из наиболее часто используемых типов горшков.Стеклоочиститель может сделать только один оборот. Обычно он поворачивается на 3/4 ^{-го на} полного оборота.
3. Многооборотный : Эти горшки могут совершать несколько оборотов, например, 5, 10 или 20. У них есть грязесъемник в форме спирали или спирали или червячная передача, чтобы делать повороты. Эти горшки, известные своей высокой точностью, используются там, где требуются высокая точность и разрешение.
4. Двойная банда : Судя по названию этого горшка, можно предположить, что это такое. Это не что иное, как две горшки с одинаковым сопротивлением и конусом, соединенные на одном валу.Два канала настроены параллельно.
5. Концентрический горшок : Здесь два горшка соединены вместе на валах, расположенных концентрически. Преимущество использования этого типа кастрюли заключается в том, что в одном устройстве можно использовать два элемента управления.
6. Сервопривод : «Сервопривод» означает, что моторный горшок является моторизованным горшком. Это означает, что его сопротивление может регулироваться или контролироваться автоматически с помощью двигателя.

Типы потенциометров

отн. = «Noopener» <Источники изображений

1. Потенциометры линейного типа : Следующий тип электролизеров — это потенциометры, в которых стеклоочиститель скользит по прямой резистивной полосе.Они также известны под такими названиями, как слайдер, слайдер или фейдер. Далее они подразделяются на следующие типы:
2. Сдвижной горшок : это основной тип линейного горшка. У них есть единственная резистивная полоса, по которой линейно скользит стеклоочиститель. Они обладают хорошей точностью и сделаны из токопроводящей пластмассы.
3. Двойной скользящий горшок : Этот тип линейного горшка представляет собой просто параллельное соединение двух скользящих горшков. Это означает, что у него есть один ползунок, который управляет двумя горшками параллельно.
4. Многооборотный потенциометр : В приложениях, где точность и хорошее разрешение имеют первостепенное значение, этот тип ВОМ используется. ЕСТЬ шпиндель, который приводит в действие ползун, который может поворачиваться до 5, 10 или 20 раз для повышения точности.
5. Моторизованный фейдер : Как следует из названия, движение стеклоочистителя этого регулятора управляется двигателем и, следовательно, его сопротивлением.

Линейные потенциометры

кредитов изображений

Применение потенциометров

Потенциометр, по сути, работает как делитель напряжения, однако он также используется во многих отраслях и приложениях.Некоторые из приложений перечислены ниже категорично:

1. Горшки как контроллеры :

• Потенциометры могут использоваться в управляемых пользователем приложениях ввода, где требуется ручное изменение ввода. Например, педаль газа часто представляет собой двойной горшок, используемый для увеличения избыточности системы. Кроме того, джойстики, которые мы используем для управления машиной, являются классическим примером горшка, используемого в качестве ввода, управляемого пользователем.
• Еще одно приложение, в котором горшки используются в качестве контроллеров, — это аудиосистемы. Потенциометр с логарифмическим конусом часто используется в устройствах регулировки громкости звука, потому что наш слух имеет логарифмическую реакцию на звуковое давление. Таким образом, логарифмический конусный горшок естественным образом сделает переход от громкого звука к мягкому (и наоборот) более плавным для наших ушей. В основном для этого используется моторизованный горшок (с логарифмическим конусом).

2. Горшки как измерительные приборы:

• Потенциометр чаще всего используется в качестве устройства измерения напряжения.Это подразумевает само название. Впервые он был изготовлен для измерения и регулирования напряжения.
• Поскольку эти устройства преобразуют положение дворника в электрический выходной сигнал, они используются в качестве преобразователей для измерения расстояния или углов.

3. Горшки как тюнеры и калибраторы:

Горшки можно использовать в цепи, чтобы настроить их для получения желаемого выхода. Также во время калибровки устройства на печатной плате часто устанавливают потенциометр.Большую часть времени они фиксируются.

Этим мы рассмотрели почти все аспекты, так что теперь вы знаете основы потенциометра. Подведем итог тому, что мы узнали:

• Потенциометр или потенциометры — это три оконечных переменного резистора.
• Две клеммы фиксированные, одна — скользящий контакт.
• Скользящий контакт часто называют грязесъемником
• Стеклоочиститель перемещается по резистивной полосе.
• Положение дворника на резистивной полосе определяет сопротивление резистора.
• Резистивная полоса может быть изготовлена ​​из углерода или может быть намотана проволокой. В качестве резистивной ленты можно использовать даже проводящий пластик
• Геометрия резистивной полосы, будь то дуга или прямая полоса, определяет геометрию потенциометра.
• Типы потенциометров: линейный и поворотный.
• Конусность, разрешение, сопротивление скачку при скачке и коды маркировки являются основными характеристиками потенциометра.
• Существует множество применений потенциометра, от схемы аудиоконтроллера до измерения расстояний, угла или напряжения.Он очень универсален по своей природе.

Потенциометр и руководство по подключению

Потенциометр — это удобный маленький компонент, которым вы действительно должны знать, как использовать.

Он часто используется в электрических цепях, например, для регулировки громкости музыкального оборудования, регулировки яркости света и многого другого.

Если вы не знакомы с этим, может показаться сложным для использования в цепи. Но как только вы увидите, как это устроено, вы быстро поймете, как это делается.Ознакомьтесь с примерами проводки в конце, чтобы увидеть, как это работает.

Что такое потенциометр?

Это как резистор. Но в то время как значение сопротивления резистора остается неизменным, вы можете изменить значение сопротивления потенциометра, повернув его вал.

Он имеет три контакта, а схематический символ выглядит следующим образом:

Между двумя боковыми выводами потенциометра проложена полоса из резистивного материала. Например, как углерод. Этот материал создает сопротивление.

Мы называем средний штифт дворником . Он соединен где-то на полосе между двумя концами.

Вы можете переместить точку соединения дворника с угольной полосой, поворачивая вал потенциометра.

Когда вы перемещаете дворник влево, сопротивление между средним штифтом и левым штифтом уменьшается. И сопротивление между средним и правым штифтами увеличивается.

Переместите дворник вправо, и произойдет обратное.

Когда вы покупаете потенциометр, вы должны выбрать значение. Например 100к. Это значение представляет собой сопротивление между двумя концевыми штырями. И это самое большое значение сопротивления, которое вы можете получить от этого.

Электропроводка потенциометра

Подключение котла иногда может сбивать с толку. Меня часто спрашивают:

«Что делает третий вывод потенциометра?»

Ну, булавки на самом деле ничего не «делают» активно.

Как объяснено выше, два штифта сбоку соединяются с концами углеродной полосы.Средний соединяется где-то между концами этой полосы.

Имейте это в виду и взгляните на следующие три примера подключения потенциометра.

Пример подключения # 1: Переменный резистор

Если вам нужен простой резистор, сопротивление которого можно изменять, вам понадобятся только два контакта: средний контакт и один из боковых контактов.

На изображении выше показана простая схема уменьшения яркости светодиода. Дополнительный резистор нужен, чтобы не повредить светодиод, даже если вы измените сопротивление потенциометра на ноль.

Поверните вал потенциометра в одну сторону, и сопротивление возрастет. Поверните его в другую сторону, и сопротивление уменьшится.

Пример подключения # 2: странное подключение

Иногда на принципиальной схеме можно увидеть потенциометр, подключенный следующим образом:

Средний и нижний штырьки соединены. Почему?

И как это влияет на сопротивление?

Этот способ подключения фактически эквивалентен подключению только двух контактов.Подключение третьего вывода к среднему никак не влияет на сопротивление.

Так зачем это делать?

Некоторые люди предпочитают этот способ. Некоторые могут поспорить, что с неподключенным контактом что-то не так, поэтому они подключают его вот так. Вы также избежите предупреждений в некоторых программах для проектирования схем.

Пример подключения # 3: Вход объема

В этом примере используются все три контакта потенциометра, чтобы создать простой способ регулировки громкости усилителя.

Подключив его таким образом, вы получите делитель напряжения, уменьшающий напряжение входного сигнала.Чем больше вы поворачиваете вал, тем больше уменьшается громкость.

Эта проводка потенциометра очень распространена в звуковом оборудовании.

Вернуться, чтобы прочитать обо всех основных электронных компонентах

Основы электроники — Как работает потенциометр

Потенциометр, также называемый горшком, может иметь самые разные формы и использоваться во многих приложениях в повседневной жизни, например, для управления громкостью звука радио.

Поток — это регулируемый вручную переменный резистор с тремя выводами.На рисунке ниже вы можете увидеть несколько примеров потенциометров.

Символы потенциометров

На принципиальной схеме потенциометр представлен одним из двух символов ниже:

Как работает потенциометр?

Потенциометр имеет 3 контакта. Две клеммы (синяя и зеленая) подключены к резистивному элементу, а третья клемма (черная) подключена к регулируемому дворнику.

Потенциометр может работать как реостат (переменный резистор) или как делитель напряжения .

Реостат

Для использования потенциометра в качестве реостата используются только два контакта: один внешний и центральный. Положение дворника определяет, какое сопротивление потенциометр оказывает на цепь, как показано на рисунке:

Если у нас есть потенциометр 10 кОм, это означает, что максимальное сопротивление переменного резистора составляет 10 кОм, а минимальное — 0 Ом. Это означает, что, изменив положение стеклоочистителя, вы получите значение от 0 Ом до 10 кОм.

Делитель напряжения

Потенциометры могут использоваться как делители напряжения. Чтобы использовать потенциометр в качестве делителя напряжения, необходимо подключить все три контакта. Один из внешних контактов подключен к GND, другой — к Vcc, а средний контакт — это выход напряжения.

Когда потенциометр используется в качестве делителя напряжения, положение стеклоочистителя определяет выходное напряжение. Когда вы подключили потенциометр таким образом, у вас будет следующая цепь:

В основном делитель напряжения используется для превращения большого напряжения в меньшее.

Выходное напряжение можно рассчитать с помощью следующего уравнения, полученного из закона Ома:

Конус потенциометра

Одной из основных концепций, связанных с потенциометрами, является конус . Конус — это соотношение между положением и сопротивлением потенциометра. Наиболее распространенными типами являются линейных и логарифмических конусов.

Линейные потенциометры

Самая распространенная форма — простой линейный конус.В линейном конусе зависимость между сопротивлением и положением потенциометра линейная.

Это означает, что если ручка потенциометра находится в среднем положении, выходное напряжение составляет половину напряжения, измеренного потенциометром. См. Рисунок ниже:

Потенциометры с линейным конусом помечены буквой B.

Логарифмические потенциометры

Нелинейные конусы специально используются в приложениях управления звуком, а именно логарифмических конуса (есть также обратных логарифмических конусов ).Соотношение между положением и сопротивлением показано на следующем рисунке:

Потенциометры с логарифмической конусностью помечены буквой A.

Заключение

Надеюсь, вы узнали что-то новое сегодня и сочли это объяснение полезным.

Если вы хотите узнать больше об основах электроники или начать знакомство с миром электроники, обязательно ознакомьтесь с нашей электронной книгой Electronics for Beginners .

Спасибо за чтение.

Потенциометр

как делитель напряжения | Цепи постоянного тока

ДЕТАЛИ И МАТЕРИАЛЫ

• Две 6-вольтовые батареи
• Угольный карандаш «грифель» для механического карандаша
• Потенциометр, однооборотный, от 5 кОм до 50 кОм, линейный конус (каталог Radio Shack с номерами от 271-1714 до 271-1716)
• Потенциометр, многооборотный, от 1 кОм до 20 кОм (каталог Radio Shack № 271-342, 271-343, 900-8583 или с 900-8587 по 900-8590)

Потенциометры представляют собой регулируемые делители напряжения с валом или ползунком для настройки коэффициента деления.

Выпускаются как в панельном, так и в макетном (печатном) вариантах.

Для этого эксперимента подойдет любой тип потенциометра.

Если вы спасете потенциометр от старого радио или другого аудиоустройства, вы, вероятно, получите так называемый потенциометр audio taper .

Эти потенциометры показывают логарифмическую зависимость между коэффициентом деления и положением вала.

Напротив, линейный потенциометр показывает прямую корреляцию между положением вала и коэффициентом деления напряжения.

Я настоятельно рекомендую линейный потенциометр для этого эксперимента и для большинства экспериментов в целом.

ССЫЛКИ

Уроки электрических цепей , том 1, глава 6: «Делительные цепи и законы Кирхгофа»

ЦЕЛИ ОБУЧЕНИЯ

• Для иллюстрации использования вольтметра
• Для иллюстрации использования омметра
• Для демонстрации конструкции и работы делителя напряжения
• Чтобы проиллюстрировать, как последовательно складываются напряжения

СХЕМА

ИЛЛЮСТРАЦИЯ

ИНСТРУКЦИЯ

Начните этот эксперимент со схемы «грифеля» карандаша.Карандаши используют стержень из смеси графита и глины, а не свинца (металла), чтобы делать черные отметки на бумаге.

Графит, будучи посредственным электрическим проводником, действует как резистор, подключенный к батарее двумя перемычками с зажимом типа «крокодил».

Подсоедините вольтметр, как показано, и прикоснитесь красным щупом к графитовому стержню. Проведите красным щупом по длине стержня и обратите внимание на изменение показаний вольтметра.

Какое положение датчика дает наибольшее показание напряжения?

По сути, стержень действует как пара резисторов, соотношение между двумя сопротивлениями, установленное положением красного измерительного щупа по длине стержня:

Теперь измените подключение вольтметра к цепи, чтобы измерить напряжение на «верхнем резисторе» стержня карандаша, например:

Переместите черный щуп по длине стержня, обращая внимание на показания вольтметра.

Какая позиция дает наибольшее падение напряжения для измерения измерителем? Это отличается от предыдущего расположения? Почему?

Изготовленные потенциометры заключают резистивную полоску в металлический или пластиковый корпус и обеспечивают своего рода механизм для перемещения «грязесъемника» по длине этой резистивной полоски.

Вот иллюстрация конструкции поворотного потенциометра:

Некоторые поворотные потенциометры имеют спиральную резистивную полосу и скребок, который перемещается в осевом направлении при вращении, поэтому требуется несколько оборотов вала для перемещения скребка от одного конца диапазона потенциометра к другому.Многооборотные потенциометры используются в приложениях, где важна точная настройка.

Линейные потенциометры также содержат резистивную полосу, единственная разница заключается в направлении движения дворника.

В некоторых линейных потенциометрах используется скользящий механизм для перемещения дворника, а в других — винт для облегчения многооборотного управления:

Следует отметить, что не все линейные потенциометры имеют одинаковое назначение контактов.На некоторых средний штифт — дворник.

Создайте схему, используя потенциометр собственного производства, а не «самодельный», сделанный из грифеля карандаша.

Вы можете использовать любую удобную форму конструкции. Измерьте напряжение батареи при включении потенциометра и запишите это значение напряжения на бумаге.

Измерьте напряжение между дворником и концом потенциометра, подключенным к отрицательной (-) стороне аккумуляторной батареи.

Регулируйте механизм потенциометра так, чтобы вольтметр регистрировал ровно 1/3 общего напряжения.Для 6-вольтовой батареи это будет примерно 2 вольта.

Теперь подключите две батареи последовательно, чтобы обеспечить на потенциометре примерно 12 Вольт.

Измерьте общее напряжение аккумуляторной батареи, а затем измерьте напряжение между теми же двумя точками на потенциометре (стеклоочиститель и отрицательная сторона).

Разделите измеренное выходное напряжение потенциометра на измеренное общее напряжение. Частное должно быть 1/3, такое же отношение деления напряжения, как было установлено ранее:

СВЯЗАННЫЕ РАБОЧИЕ ЛИСТЫ:

Рабочий лист потенциометров — Электрические цепи постоянного тока

Позвольте электронам сами дать вам ответы на ваши собственные «практические проблемы»!

Примечания:

По моему опыту, студентам требуется много практики с анализом цепей, чтобы стать профессионалом.С этой целью инструкторы обычно предоставляют своим ученикам множество практических задач, над которыми нужно работать, и дают ученикам ответы, с которыми они могут проверить свою работу. Хотя такой подход позволяет студентам овладеть теорией схем, он не дает им полноценного образования.

Студентам нужна не только математическая практика. Им также нужны настоящие практические схемы построения схем и использование испытательного оборудования. Итак, я предлагаю следующий альтернативный подход: ученики должны построить свои собственные «практические задачи» с реальными компонентами и попытаться математически предсказать различные значения напряжения и тока.Таким образом, математическая теория «оживает», и учащиеся получают практические навыки, которых они не приобрели бы, просто решая уравнения.

Еще одна причина для следования этому методу практики — научить студентов научному методу : процессу проверки гипотезы (в данном случае математических предсказаний) путем проведения реального эксперимента. Студенты также разовьют реальные навыки поиска и устранения неисправностей, поскольку они время от времени допускают ошибки при построении схем.

Выделите несколько минут времени со своим классом, чтобы ознакомиться с некоторыми «правилами» построения схем, прежде чем они начнутся.Обсудите эти вопросы со своими учениками в той же сократической манере, в которой вы обычно обсуждаете вопросы рабочего листа, вместо того, чтобы просто говорить им, что они должны и не должны делать. Я никогда не перестаю удивляться тому, насколько плохо студенты понимают инструкции, представленные в типичном формате лекции (монолог инструктора)!

Примечание для тех инструкторов, которые могут жаловаться на «потраченное впустую» время, необходимое ученикам для построения реальных схем вместо того, чтобы просто математически анализировать теоретические схемы:

Какова цель студентов, посещающих ваш курс?

Если ваши ученики будут работать с реальными схемами, им следует по возможности учиться на реальных схемах.Если ваша цель — обучить физиков-теоретиков, то во что бы то ни стало придерживайтесь абстрактного анализа! Но большинство из нас планируют, чтобы наши ученики что-то делали в реальном мире с образованием, которое мы им даем. «Потраченное впустую» время, потраченное на создание реальных схем, принесет огромные дивиденды, когда им придет время применить свои знания для решения практических задач.

Кроме того, когда студенты создают свои собственные практические задачи, они учатся выполнять первичное исследование , тем самым давая им возможность продолжить свое образование в области электрики / электроники в автономном режиме.

В большинстве наук реалистичные эксперименты намного сложнее и дороже, чем электрические схемы. Профессора ядерной физики, биологии, геологии и химии хотели бы, чтобы их ученики применяли высшую математику в реальных экспериментах, не представляющих опасности для безопасности и стоивших меньше, чем учебник. Они не могут, но вы можете. Воспользуйтесь удобством, присущим вашей науке, и заставьте ваших учеников практиковать математику на множестве реальных схем!

Определение, типы и принцип работы

Что такое потенциометр?

Как работает потенциометр?

Потенциометр — это пассивный электронный компонент.Потенциометры работают, изменяя положение скользящего контакта с равномерным сопротивлением. В потенциометре все входное напряжение прикладывается по всей длине резистора, а выходное напряжение представляет собой падение напряжения между фиксированным и скользящим контактами, как показано ниже.

Потенциометр имеет две клеммы источника входного сигнала, прикрепленные к концу резистора. Для регулировки выходного напряжения скользящий контакт перемещается вдоль резистора на выходной стороне.

Это отличается от реостата, где здесь один конец закреплен, а скользящая клемма подключена к цепи, как показано ниже.

Это очень простой прибор, используемый для сравнения ЭДС двух ячеек и для калибровки амперметра, вольтметра и ваттметра. Основной принцип работы потенциометра довольно прост. Предположим, мы подключили две батареи параллельно через гальванометр. Отрицательные клеммы аккумуляторной батареи соединяются вместе, а положительные клеммы аккумуляторной батареи также соединяются вместе с помощью гальванометра, как показано на рисунке ниже.

Здесь, если электрический потенциал обоих элементов батареи точно такой же, в цепи нет циркулирующего тока и, следовательно, гальванометр показывает нулевое отклонение.Принцип работы потенциометра зависит от этого явления.

Теперь давайте подумаем о другой схеме, в которой батарея подключена к резистору через переключатель и реостат, как показано на рисунке ниже.

Резистор имеет одинаковое электрическое сопротивление на единицу длины по всей своей длине.
Следовательно, падение напряжения на единицу длины резистора одинаково по всей его длине. Предположим, регулируя реостат, мы получаем падение напряжения v вольт на единицу длины резистора.

Теперь положительный вывод стандартной ячейки соединен с точкой А на резисторе, а отрицательный вывод того же самого соединен с гальванометром. Другой конец гальванометра контактирует с резистором через скользящий контакт, как показано на рисунке выше. Регулируя этот скользящий конец, можно найти точку, подобную B, в которой нет тока через гальванометр, следовательно, нет отклонения в гальванометре.

Это означает, что ЭДС стандартной ячейки просто уравновешивается напряжением, возникающим в резисторе между точками A и B.Теперь, если расстояние между точками A и B равно L, то мы можем записать ЭДС стандартной ячейки E = Lv вольт.

Таким образом потенциометр измеряет напряжение между двумя точками (здесь между A и B), не снимая никаких составляющих тока из цепи. Это особенность потенциометра, он может наиболее точно измерять напряжение.

Типы потенциометров

Существует два основных типа потенциометров:

• Поворотный потенциометр
• Линейный потенциометр

Хотя основные конструктивные особенности этих потенциометров различаются, принцип работы обоих этих типов потенциометров одинаков.

Обратите внимание, что это типы потенциометров постоянного тока — типы потенциометров переменного тока немного отличаются.

Поворотные потенциометры

Поворотные потенциометры используются в основном для получения регулируемого напряжения питания в части электронных схем и электрических цепей. Регулятор громкости радиотранзистора является популярным примером поворотного потенциометра, в котором поворотная ручка потенциометра регулирует подачу питания на усилитель.

Потенциометр этого типа имеет два клеммных контакта, между которыми в форме полукруга размещено равномерное сопротивление.Устройство также имеет средний вывод, который соединен с сопротивлением через скользящий контакт, прикрепленный к поворотной ручке. Вращая ручку, можно перемещать скользящий контакт на полукруглом сопротивлении. Напряжение снимается между резистивным торцевым контактом и скользящим контактом. Потенциометр также сокращенно называют POT. POT также используется в зарядных устройствах подстанций для регулировки зарядного напряжения батареи. Есть еще много применений потенциометра поворотного типа, где требуется плавный контроль напряжения.

Линейные потенциометры

Линейный потенциометр в основном такой же, но с той лишь разницей, что здесь вместо вращательного движения скользящий контакт перемещается по резистору линейно. Здесь два конца прямого резистора подключены к источнику напряжения. Скользящий контакт может скользить по резистору через дорожку, прикрепленную вместе с резистором. Клемма, подключенная к ползуну, подключена к одному концу выходной цепи, а одна из клемм резистора подключена к другому концу выходной цепи.

Этот тип потенциометра в основном используется для измерения напряжения в ветви цепи, для измерения внутреннего сопротивления элемента батареи, для сравнения элемента батареи со стандартным элементом, и в нашей повседневной жизни он обычно используется в эквалайзер систем микширования музыки и звука.

Цифровые потенциометры

Цифровые потенциометры — это трехконтактные устройства, две фиксированные концевые клеммы и одна клемма стеклоочистителя, которая используется для изменения выходного напряжения.

Цифровые потенциометры используются в различных областях, включая калибровку системы, регулировку напряжения смещения, настройку фильтров, регулировку яркости экрана и регулировку громкости звука.

Однако механические потенциометры страдают некоторыми серьезными недостатками, которые делают их непригодными для приложений, где требуется точность. Размер, загрязнение стеклоочистителя, механический износ, дрейф сопротивления, чувствительность к вибрации, влажности и т. Д. — вот некоторые из основных недостатков механического потенциометра. Следовательно, для преодоления этих недостатков в приложениях чаще используются цифровые потенциометры, поскольку они обеспечивают более высокую точность.

Цепь цифрового потенциометра

Цепь цифрового потенциометра состоит из двух частей: первая — резистивный элемент с электронными переключателями, а вторая — цепь управления стеклоочистителем.На рисунке ниже показаны обе части соответственно.

Первая часть представляет собой массив резисторов, и каждый узел подключен к общей точке W, за исключением конечных точек A и B, через двусторонний электронный переключатель. Клемма W — это клемма стеклоочистителя. Каждый из переключателей разработан с использованием технологии CMOS, и только один из переключателей находится во включенном состоянии в любой момент времени работы потенциометра.

Включенный переключатель определяет сопротивление потенциометра, а количество переключателей определяет разрешение устройства.Теперь, какой переключатель нужно включить, контролируется схемой управления. Схема управления состоит из регистра RDAC, который может быть записан в цифровом виде с использованием интерфейса, такого как SPI, I ² C, вверх / вниз, или может управляться вручную с помощью кнопок или цифрового кодировщика. На приведенной выше диаграмме показана схема цифрового потенциометра с кнопочным управлением. Одна кнопка предназначена для «ВВЕРХ» или увеличения сопротивления, а другая — для «ВНИЗ», т.е. уменьшения сопротивления.

Обычно стеклоочиститель находится в среднем положении, когда цифровой потенциометр выключен.После включения питания, в зависимости от наших требований, мы можем увеличивать или уменьшать сопротивление подходящей кнопкой. Кроме того, усовершенствованные цифровые потенциометры также имеют встроенную память, которая может сохранять последнее положение стеклоочистителя. Теперь эта память может быть как энергозависимой, так и постоянной, в зависимости от приложения.

Например, в случае регулировки громкости устройства, мы ожидаем, что устройство запомнит последний параметр громкости, который мы использовали в последний раз, даже после того, как мы включим его снова.Следовательно, здесь подходит постоянный тип памяти, такой как EEPROM. С другой стороны, для систем, которые постоянно повторно калибруют выход и нет необходимости восстанавливать предыдущее значение, используется энергозависимая память.

Преимущества цифровых потенциометров

Преимущества цифровых потенциометров:

• Повышенная надежность
• Повышенная точность
• Небольшой размер, несколько потенциометров могут быть размещены на одной микросхеме
• Незначительный дрейф сопротивления
• Не зависит от условий окружающей среды вибрации, влажность, удары и загрязнение стеклоочистителя
• Нет движущихся частей
• Допуск до ± 1%
• Очень низкое рассеивание мощности, до десятков милливатт

Недостатки цифровых потенциометров

Недостатки цифровых потенциометров:

• Не подходит для работы в условиях высоких температур и высоких энергий.
• Из-за паразитной емкости электронных переключателей учитывается ширина полосы пропускания, которая проявляется в цифровых потенциометрах . Это максимальная частота сигнала, которая может пересекать резистивные клеммы с затуханием в стеклоочистителе менее 3 дБ. Уравнение передачи аналогично уравнению фильтра нижних частот.
• Нелинейность сопротивления стеклоочистителя добавляет к выходному сигналу гармонические искажения. Общее гармоническое искажение, или THD, количественно определяет степень ухудшения сигнала после прохождения через сопротивление.

Применение потенциометра

Существует множество различных применений потенциометра. Три основных применения потенциометра:

1. Сравнение ЭДС аккумуляторного элемента со стандартным элементом
2. Измерение внутреннего сопротивления аккумуляторного элемента
3. Измерение напряжения на ветви цепи

Сравнение ЭДС Элементы батареи

Одно из основных применений потенциометра — сравнение ЭДС одной ячейки батареи со стандартной ячейкой батареи.Возьмем ячейку, ЭДС которой нужно сравнить со стандартной ячейкой. Положительный вывод ячейки и аналог стандартной ячейки соединены вместе с фиксированным концом резистора потенциометра. Отрицательный вывод обеих ячеек соединен с гальванометром поочередно с помощью двухпозиционного переключателя. Другой конец гальванометра подключен к скользящему контакту на резисторе. Теперь, регулируя скользящий контакт на резисторе, обнаруживается, что нулевое отклонение гальванометра происходит для первой ячейки на длине L на шкале.После установки двухпозиционного переключателя на вторую ячейку и последующей регулировки скользящего контакта было обнаружено, что нулевое отклонение гальванометра происходит для этой ячейки на длине L ₁ по шкале. Первая ячейка является стандартной ячейкой, а ее ЭДС — E. Вторая ячейка — неизвестная ячейка с ЭДС E ₁ . Теперь, согласно приведенному выше объяснению, мы можем написать

Так как ЭДС стандартной ячейки известна, следовательно, ЭДС неизвестной ячейки может быть легко определена.

Измерение внутреннего сопротивления элемента батареи

В этом процессе одна батарея подключается к резистору потенциометра через гальванометр, как показано на рисунке ниже.Одно сопротивление известного значения (R) подключается к батарее через переключатель. Во-первых, мы держим переключатель разомкнутым и регулируем скользящий контакт резистора потенциометра, чтобы ток гальванометра был равен нулю. Как только гальванометр показывает нулевое отклонение от нулевой точки, мы принимаем положение наконечника скользящего контакта на шкале резистора. Скажем, это L ₁ .

Теперь включаем. В этом состоянии циркулирующий ток начинает течь через аккумуляторную батарею, а также через сопротивление (R).В результате в самой батарее происходит падение напряжения из-за ее внутреннего сопротивления. Таким образом, теперь напряжение на элементе батареи будет немного меньше, чем его напряжение холостого хода или ЭДС элемента. Теперь мы снова настраиваем скользящий контакт на транзисторе, чтобы сделать ток гальванометра равным нулю, и как только он становится равным нулю, когда гальванометр показывает нулевое отклонение, мы принимаем положение наконечника скользящего контакта на шкале резистора и говорим, что это L ₂ .

Внутреннее сопротивление элемента батареи можно определить с помощью приведенной ниже формулы.

Где r — внутреннее сопротивление элемента батареи.

Измерение напряжения потенциометром

Принцип измерения напряжения на ветви цепи с помощью потенциометра также прост. Здесь сначала мы должны настроить реостат, чтобы отрегулировать ток через резистор так, чтобы он вызывал определенное падение напряжения на единицу длины резистора. Теперь нам нужно подключить один конец ответвления к началу резистора, а другой конец подключить к скользящему контакту резистора через гальванометр.Теперь нам нужно сдвинуть скользящий контакт на резисторе до тех пор, пока гальванометр не покажет нулевое отклонение. Когда гальванометр приходит в свое нулевое состояние, мы должны снять показание положения скользящего контакта на шкале резистора, и, соответственно, мы можем узнать напряжение на ветви цепи, поскольку мы уже отрегулировали напряжение на единицу длины. резистора.

Реостат против потенциометра

Потенциометр дает переменное напряжение. Реостат дает переменное сопротивление.Потенциометр представляет собой трехполюсное устройство, а реостат — двухполюсное устройство. По конструкции оба устройства похожи друг на друга, но принцип их действия совершенно разный. В потенциометре два концевых вывода равномерного сопротивления подключены к цепи истока. В реостате только один вывод однородного сопротивления подключен к цепи, а другой конец сопротивления остается открытым. И в потенциометре, и в реостате есть скользящий контакт на сопротивлении.

В потенциометре выходное напряжение снимается между фиксированным и скользящим контактами. В реостате переменное сопротивление достигается между фиксированным и скользящим выводом. Сопротивление потенциометра подключается к цепи. Сопротивление реостата включено последовательно с цепью. Реостат обычно используется для управления током, регулируя сопротивление с помощью скользящего контакта. В потенциометре напряжение регулируется путем регулировки скользящего контакта на сопротивлении.

tat, переменное сопротивление достигается между фиксированным и скользящим зажимом. Сопротивление потенциометра подключается к цепи. Сопротивление реостата включено последовательно с цепью. Реостат обычно используется для управления током, регулируя сопротивление с помощью скользящего контакта. В потенциометре напряжение регулируется путем регулировки скользящего контакта на сопротивлении.

Ячейка драйвера потенциометра

Потенциометр измеряет напряжение, сравнивая измеренное напряжение с напряжением на сопротивлении потенциометра.Таким образом, для работы потенциометра должно быть напряжение источника, подключенное к цепи потенциометра. Эта ячейка, обеспечивающая это напряжение источника для управления потенциометром, называется ячейкой драйвера. Ячейка драйвера подает ток через сопротивление потенциометра. Произведение этого тока и сопротивления потенциометра обеспечивает полное напряжение прибора. Регулируя это напряжение, можно изменить чувствительность потенциометра. Обычно это делается путем регулировки тока через сопротивление.Ток, протекающий через сопротивление, регулируется реостатом, включенным последовательно с ячейкой драйвера. Следует помнить, что напряжение ячейки драйвера должно быть больше измеряемого напряжения.

Чувствительность потенциометра

Чувствительность потенциометра означает, что небольшая разница напряжений может быть измерена потенциометром. Для того же напряжения драйвера, если мы увеличиваем длину сопротивления потенциометра, длина сопротивления на единицу напряжения увеличивается.Следовательно, чувствительность потенциометра увеличивается. Таким образом, мы можем сказать, что чувствительность потенциометра прямо пропорциональна длине сопротивления. Опять же, если мы уменьшим напряжение драйвера для фиксированной длины сопротивления потенциометра, тогда также будет уменьшено напряжение на единицу длины сопротивления. Следовательно, снова повышается чувствительность потенциометра. Таким образом, чувствительность потенциометра обратно пропорциональна напряжению драйвера.

Практические резисторы: потенциометры | Книга Ultimate Electronics

Ultimate Electronics: практическое проектирование и анализ схем

---

Регулируемое сопротивление за счет механического скольжения контакта по резистивной полосе материала.Читать 6 мин

Потенциометр (иногда называемый просто «горшок») — это резистор с механической регулировкой.

Как правило, резистивная полоса материала открыта с выводами на обоих концах. Затем стеклоочиститель механически перемещается, чтобы войти в контакт где-нибудь вдоль этой полосы с одним контактом на подвижном очистителе. В целом потенциометр имеет три клеммы, а схематический символ представляет идею стеклоочистителя, движущегося по резистору:

Как и резистор, потенциометр определяется с указанным сопротивлением и номинальной мощностью.

Есть много вариантов потенциометров:

Иногда движение дворника осуществляется вращательным движением, как ручка, а иногда и линейным движением, как ползунок.

Иногда движение стеклоочистителя в основном линейно с сопротивлением. В других случаях полоса предназначена для получения определенного профиля положения в зависимости от сопротивления (например, в логарифмической шкале).

Иногда потенциометр спрятан в месте, недоступном для конечного пользователя электронного устройства.В этом случае он может быть отрегулирован производственным и испытательным персоналом и иногда называется «триммером». В других случаях потенциометр настраивается пользователем.

Иногда имеется несколько механически связанных потенциометров, когда одна ручка управляет двумя (или более) независимыми потенциометрами. Например, для левого и правого каналов аудиосигнала может быть два независимых электрических потенциометра, подключенных к одной механической ручке.

---

Потенциометр можно использовать как двухполюсник.В данном случае это просто регулируемый резистор .

Мы можем выбрать клемму стеклоочистителя плюс любой из внешних клемм. Любой из них подходит, поэтому мы можем выбрать, что лучше всего, исходя из желаемой механической схемы.

Оставшийся терминал останется открытым. Поскольку ток не может течь, весь резистивный материал за пределами диапазона двух выбранных клемм не действует.

Например, мы можем использовать потенциометр, чтобы сделать регулируемый фильтр нижних частот:

Exercise Щелкните, чтобы открыть и смоделировать эту схему.Как изменяется выход, когда мы виртуально поворачиваем ручку потенциометра?

В приведенном выше моделировании мы используем R1.K в качестве параметра развертки, сообщая симулятору повторно запустить моделирование для каждого из k = 0,05, k = 0,5, k = 0,95. .

На графике переходной характеристики мы можем видеть, что, когда регулируемое сопротивление больше (k = 0,05 в этом примере) прямоугольный сигнал частотой 1 кГц резко уменьшается по амплитуде на выходе фильтра нижних частот. Но если повернуть потенциометр к другому его концу (k = 0.95 в этом примере) прямоугольная волна проходит в основном без помех. В этом диапазоне параметров мы изменяем эффективное сопротивление в:

раз.

RmaxRmin = kmaxkmin = 0,950,05 = 19

, который пропорционально изменяет постоянную времени RC фильтра нижних частот с тем же коэффициентом 19.

Мы повторяем ту же развертку параметра для графика Боде в частотной области и обнаруживаем, что частота среза нижних частот действительно существенно изменяется, настраивая потенциометр.

В реальном мире это означает, что мы можем создавать фильтры, которые настраиваются пользователем (или регулируются во время производства, если потенциометр скрыт).

---

Потенциометр можно также использовать как трехконтактный прибор.

В этом случае стеклоочиститель фактически образует делитель напряжения, разделяя общее сопротивление R на две части, кр и (1 − k) R если k это положение дворника от 0 до 1.

Если ток, потребляемый от клеммы стеклоочистителя, остается небольшим, и оба конца резистивного материала находятся под известным напряжением, то общий эффект заключается в том, что поворот ручки потенциометра выбирает напряжение между двумя крайними значениями.

Exercise Щелкните, чтобы открыть и смоделировать эту схему. Как изменяется выходное напряжение, когда мы виртуально поворачиваем ручку потенциометра?

Выходное напряжение изменяется линейно от нуля до нуля. Вин когда мы перемещаем потенциометр от одного конца до другого (от k = 0 до k = 1 ). Общий ток остается постоянным, потому что общее сопротивление постоянно.

См. Раздел «Делители напряжения» для более подробного описания этой схемы.

---

Как в двух-, так и в трехконтактном примерах выше, потенциометр был единственным резистором, поэтому его способность настраиваться во всем диапазоне от 0 до полного сопротивления дала нам широкий диапазон выходных сигналов.

Однако во многих случаях мы хотим, чтобы пользователь мог регулировать сопротивление только в более узком диапазоне.

Например, предположим, что мы хотим изменить трехконтактный делитель напряжения, указанный выше, чтобы дать нам вариацию только между 4 В и 5 В. Мы можем добиться этого, добавив два дополнительных фиксированных резистора , по одному на каждом конце потенциометр:

Exercise Щелкните, чтобы открыть и смоделировать эту схему. Как диапазон выходного напряжения соотносится с приведенной выше схемой (без R2 и R3)?

Поскольку последовательно соединенные резисторы просто складывают свои сопротивления, эти дополнительные сопротивления образуют схему делителя напряжения, которая фактически имеет вывод (на стеклоочистителе) между двумя сопротивлениями:

• Верхнее сопротивление содержит как фиксированный R3, так и верхнюю часть потенциометра R1.
• Нижнее сопротивление содержит как фиксированный R2, так и нижнюю часть потенциометра R1.

Rupper = R3 + (1 − k) R1Rlower = R2 + kR1

Выбирая подходящие значения для R2 и R3, мы можем превратить тот же потенциометр в схему, которая упрощает точную настройку, потому что регулировка Δk в ручке потенциометра теперь вызывает гораздо меньшую регулировку ΔVout , что упрощает более точную настройку.

Такое расположение «фиксированный плюс регулируемый» очень часто встречается, когда вы видите потенциометр, как в двух-, так и в трехконтактных приложениях.

---

Потенциометры — это механические устройства, работа которых основана на хорошем контакте между подвижным стеклоочистителем и резистивным материалом.

В результате изнашиваются потенциометры. Они могут пострадать от коррозии или даже просто потери давления пружины с течением времени. Кроме того, они особенно шумны, когда их перемещают.

По этим причинам потенциометры встречаются реже, чем были раньше. При регулировке триммера и других производственных процессах они заменяются цифровыми регулировками, где это возможно.И в сценариях, ориентированных на пользователя, таких как ручки или джойстики, оптические или магнитные решения становятся недорогими и достаточно надежными, чтобы их можно было взять на себя.

Потенциометры

также нагреваются из-за резистивного нагрева и зависят от температурных коэффициентов и максимальной номинальной мощности.