Настройка диапазонов сопротивления реостатами и последовательно-параллельными резисторными сетями

ДЕТАЛИ И МАТЕРИАЛЫ

• Множественные 10 кΩ фиксированные резисторы
• Один 10 кΩ линейный потенциометр (Radio Shack каталог # 271-1715)

 

ПЕРЕКРЕСТНЫЕ ССЫЛКИ

Lessons in Electric Circuits, Volume 1 – Chapters 5, 7, 8

 

ОБУЧАЮЩИЕ ЦЕЛИ

• Определить последовательно-параллельные резисторные комбинации.
• Применить теорию и практику калибровки для настройки реостата.

 

СХЕМАТИЧЕСКАЯ ДИАГРАММА

 

 

ИЛЛЮСТРАЦИЯ

 

 

ИНСТРУКЦИИ

Это лабораторное упражнение демонстрирует, как адаптировать диапазон сопротивления реостата комбинируя 10 кΩ потенциометр с дополнительными фиксированными резисторами в серии и параллели. Полученная сеть может быть откалибрована для предоставления любого желаемого спана и нулевого-точки смещения, что необходимо для точных измерительных цепей.

Начните с подключения 10 кΩ потенциометра как реостата без других компонентов. Пока вы поворачиваете випер через полный ход, измеренное сопротивление должно плавно меняться от 0 Ω до 10 кΩ, как показано на сопровождающей диаграмме.

Если вы желаете поднять нижнюю границу регулируемого диапазона — например, для получения 10 кΩ до 20 кΩ спана при полном ходе пота — добавьте 10 кΩ резистор в серии. Измерьте полное сопротивление при вращении потенциометра; нулевая точка сдвинется вверх на 10 кΩ, но спан останется 10 кΩ.

Сдвиг нулевой точки известен как нулевая калибровка в метрологии. Спан — разница между верхним и нижним пределами — остается неизменным, если вы не меняете сам потенциометр или не модифицируете топологию цепи.

Для уменьшения спана поместите 10 кΩ резистор параллельно потенциометру. Это эффективно уменьшает максимальное достижимое сопротивление вдвое, конвертируя 0 кΩ–10 кΩ ход в 5 кΩ–10 кΩ диапазон. Следовательно, откалиброванный спан становится 10 кΩ до 15 кΩ.

Увеличение спана требует потенциометра более высокого значения; добавление последовательных или параллельных резисторов может только сохранить спан тем же или уменьшить его. Тем не менее, нулевая точка может быть сдвинута произвольно высоко добавлением последовательного сопротивления.

Креативно комбинируя множественные 10 кΩ резисторы в последовательно-параллельных сетях, вы можете генерировать широкое разнообразие сопротивления диапазонов. Например, следующая конфигурация дает 7.5 кΩ до 10 кΩ спан:

Такие кастомные сети бесценны при проектировании инструментов вроде мультиметров, где внутреннее сопротивление определяет измерительный диапазон. Точность сети обеспечивает точные чтения, в то время как потенциометр предлагает тонкую настройку для противодействия дрифту со временем.

Экспериментируйте с разными резисторными аранжировками для наблюдения, как меняется полный диапазон сопротивления, укрепляя принципы последовательно-параллельных вычислений и калибровки.

 

СВЯЗАННЫЕ РАБОЧИЕ ЛИСТЫ

• Potentiometers Worksheet