Понимание схем с потенциометром: функциональность, применение и ключевые моменты

Потенциометры — это электронные компоненты. Эта статья опишет этот резистор подробно. Итак, продолжайте читать, чтобы узнать больше.

1. Краткое введение в потенциометр (POT)

Потенциометр (также известный как pot или potmeter) состоит из трёхвыводного переменного резистора, чьё сопротивление вручную варьируется для управления потоком электрического тока. Делитель напряжения достигает регулируемого выходного напряжения.

Обычно нормальный потенциометр имеет три вывода, которые включают резистор, щётку (wiper) и вал. Резистивные материалы делают потенциометры, и вы создаёте эти материалы цементированием керамических и металлических частиц, таких как углеродная композиция, вместе перед их объединением для создания кермета.

Далее, две части составляют каждый потенциометр: скользящий участок и не скользящий участок. Затем щётка (wiper) относится к скользящему контакту потенциометра, который движется с проводом. Щётки могут двигаться либо в вращательном, либо в поступательном движении, или в обоих.

Ваш резистивный элемент, дорожка (track), имеет два вывода, подключённых к нему, в то время как ваш третий относится к скользящему контакту. Этот вывод управляет переменным резистором. И угловатые, и плоские резисторы подходят. Когда вы используете угловые дизайны, щётки линейны, но вращательные при использовании плоских дизайнов.

Сопротивление может меняться от нуля до определённого верхнего предела скольжением контакта по резистивной полосе на ваших электрических устройствах. Согласно закону Ома, когда сопротивление меняется, ток через схему меняется. Этот процесс, в свою очередь, меняет напряжение через резистивный материал.

2. Разные типы потенциометров

Основываясь на геометрии резистивной полосы, есть два типа потенциометров:

• Вращательный потенциометр (Rotary Potentiometer)
• Линейный потенциометр (Linear Potentiometer)

У одного дугообразная резистивная полоса, в то время как у другого щётка скользит линейно по этой полосе.

Вращательный потенциометр

Вы в основном используете вращательный потенциометр для регулировки напряжения питания к определённой части электронной схемы. Регулятор громкости радиотранзистора — пример вращательного потенциометра, который регулирует питание усилителя в аудиооборудовании с помощью своего вращательного ручка.

Вы помещаете полукруглую полурезистивную сопротивление между двумя контактными выводами потенциометра. Далее, скользящий контакт, прикреплённый с вращательной ручкой, соединяет центральный пин устройства с сопротивлением. Вращение ручки движет скользящий контакт на полукруглом сопротивлении. Послеward, вы получаете внешнее напряжение между скользящим контактом и конечным контактом сопротивления. Зарядные устройства для подстанций используют pot для регулировки напряжения зарядки вашего силового приложения.

Обычно потенциометры вращательного типа помогают плавно контролировать напряжение, но есть много других применений для них.

Линейный потенциометр

Линейные потенциометры идентичны вращательным потенциометрам, но скользящий контакт движется линейно, а не вращательно. Они также известны как Аудио Тейпер (Audio Taper). Прямой резистор соединяется через источник напряжения на двух концах. И через дорожку, прикреплённую к резистору, скользящий контакт прикрепляется к резистору. Один вывод скользящего контакта подключается к входной схеме, в то время как другой вывод резистора соединяет выходную схему.

В нашей повседневной жизни мы используем этот тип потенциометра для измерения напряжения через ветку схемы, измерения внутреннего сопротивления батарейной ячейки, сравнения батарейной ячейки со стандартной ячейкой и, наконец, обеспечения баланса в музыкальных и звуковых микширующих системах.

3. Принцип работы схемы потенциометра

Подключая свои три вывода к электрической схеме, потенциометр контролирует свой выход. Один из выводов будет подключён к щётке, а затем два фиксированных вывода подключатся к обоим концам резистивных элементов, когда их скользящие контакты движутся с постоянным сопротивлением. Потенциометры применяют напряжение через сопротивление резистора. Так, вы можете рассчитать выходное напряжение, глядя на падение напряжения между скользящими и фиксированными контактами.

Опять же, возможно использовать потенциометры как делители напряжения. Обычно все три пина подключаются к потенциометру для действия как делитель напряжения. Таким образом, когда вы используете потенциометр как делитель напряжения, позиция щётки определяет выходное напряжение.

4. Характеристики потенциометра

Основные характеристики потенциометров следующие:

Тейпер (TAPER)

Тейпер потенциометра — это отношение между положением скользящего контакта и его сопротивлением. Более того, отношение между относительным положением и отношением сопротивления обычно линейно в абсолютном большинстве переменных резисторов. Например, переменное сопротивление составляет половину его полношкального значения, когда скользящий контакт находится в средней позиции. Использование нелинейных логарифмических тейперов обычно в ежедневных специфических активных устройствах, включая управление аудиогромкостью.

Коды маркировки

Вы должны учитывать максимальное сопротивление потенциометра при выборе одного. Производители используют коды маркировки, так как они помогают указать максимальное сопротивление на вашем омовом резисторе. Например, pot, отмеченный с сопротивлением 100K, означает, что его максимальный предел — сто килоом.

Разрешение (Resolution)

Мы можем изменить сопротивление pot только до определённого предела, пока мы варьируем сопротивление. Разрешение pot — это его способность менять сопротивление. Следовательно, когда мы говорим, что сопротивление pot составляет 20к Ом, с разрешением 0,5, минимальное изменение сопротивления будет 0,5 Ом, и значения, которые мы получаем для наименьших изменений, будут 0,5, 1,5, 2 Ом.

Сопротивление «прыг-скок» (Hop On Hop Off Resistance)

Как мы уже знаем, у pot три вывода. И есть металл на каждом выводе с низким сопротивлением. В результате, всякий раз, когда щётка входит или выходит из этой области, будет внезапное изменение сопротивления. Это и есть сопротивление «прыг-скок».

5. Применение потенциометров

Потенциометр по сути работает как регулируемый делитель напряжения. Однако он используется во многих отраслях и применениях. В этом списке мы категоризируем некоторые применения потенциометров:

1. Потенциометры как контроллеры:

• Во-первых, в применениях, где есть требование для ручной вариации входного напряжения, потенциометры могут функционировать как пользовательские управляемые входные устройства. Обычно для педалей газа, например, используются двухганговые pot для увеличения избыточности системы. Мы также используем джойстики как пользовательские управляемые входы в машинах.
• В аудиосистемах. Также обычно для устройств управления громкостью используются потенциометры с логарифмическими тейперами из-за нашего слуха логарифмического ответа на звуковое давление. Это Логарифмический Тейпер Потенциометр. Переход от громкого к мягкому звуку (и наоборот) будет плавнее с логарифмическим тейпером потенциометра. Моторизованные pot с логарифмическим тейпером в основном обрабатывают это применение.

2. Потенциометры как измерительные устройства:

• Потенциометры — стандартные инструменты для измерения напряжения, и их изначальная цель была измерять и контролировать напряжение питания.
• Кроме того, вы можете использовать их как преобразователи (трансдукеры) для измерения расстояний и углов, так как они конвертируют положение щётки в электрический выход.

3. Потенциометры как настройщики и калибраторы:

• Наконец, возможно использовать потенциометры в схеме для получения желаемого выхода. Также обычно монтируют предустановленный pot на печатной плате при калибровке устройства. Большинство из них остаются на печатной плате постоянно.

Резюме

Для заключения, потенциометр фигурирует в нескольких разных активных устройствах, которые мы используем ежедневно. Есть разные типы потенциометров и они обычно имеют три вывода, которые включают резистор, щётку и вал.

Пожалуйста, не стесняйтесь связаться с нами, если у вас есть вопросы касательно потенциометров или чего-либо ещё, связанного с этим предметом. Наша команда доступна для ответа на любые вопросы, которые у вас могут быть.