Kas ir potenciometrs: uzbūve un tā darbība

Potenciometrs ir elektrisks instruments, ko izmanto, lai mērītu EMF (elektromotors) noteiktas šūnas šūnas iekšējā pretestība. Un arī to izmanto, lai salīdzinātu dažādu šūnu EML. To var izmantot arī kā maināms rezistors lielākajā daļā lietojumu. Šie potenciometri tiek izmantoti milzīgos daudzumos elektronikas iekārtu ražošanā, kas nodrošina regulēšanas veidu elektroniskās shēmas lai tiktu iegūti pareizie rezultāti. Lai gan to visredzamāk jāizmanto radio un citu elektronisko ierīču skaļuma kontrolei, ko izmanto audio.

Potenciometra tapas izeja

Trimpot potenciometra tapu diagramma ir parādīta zemāk. Šie potenciometri ir pieejami dažādās formās un ietver trīs vadus. Šos komponentus var viegli novietot uz maizes dēļa, lai varētu viegli izveidot prototipus. Šajā potenciometrā ir virs tā esoša poga, un to izmanto, lai mainītu tā vērtību, mainot to.

Piesprauž potenciometru

1. tapa (fiksēts gals): Šo fiksēto galu1 var savienot ar vienu pretestības ceļa apdari

2. tapa (mainīgais gals): Šo mainīgo galu var savienot, savienojot to ar tīrītāju tā, lai tas nodrošinātu mainīgu spriegumu

Pin3 (fiksēts gals): Šo citu fiksēto galu var savienot, savienojot to ar citu pretestības ceļa apdari

Kā izvēlēties potenciometru?

Potenciometru sauc arī par POT vai mainīgu rezistoru. Tos izmanto, lai nodrošinātu mainīgu pretestību, vienkārši mainot potenciometra pogu. To var klasificēt, pamatojoties uz diviem svarīgiem parametriem, piemēram, pretestība (R-omi) un jaudas vērtējums (P-vati).

Potenciometrs

Pretējā gadījumā potenciometra pretestība galvenokārt nosaka tās lielo pretestību strāvas plūsmai. Ja rezistora vērtība ir augsta, tad plūsma būs mazāka. Daži no potenciometriem ir 500Ω, 1K omi, 2K omi, 5K omi, 10K omi, 22K omi, 47K omi, 50K omi, 100K omi, 220K omi, 470K omi, 500K omi, 1M.

Rezistoru klasifikācija galvenokārt ir atkarīga no tā, cik lielu strāvu tas ļauj plūst caur to, kas ir pazīstams kā jaudas nomināls. Potenciometra jauda ir 0,3 W, tāpēc to var izmantot vienkārši zemas strāvas ķēdēm.

Joprojām ir vairāki potenciometru veidi, un to izvēle galvenokārt ir atkarīga no noteiktām vajadzībām, piemēram, sekojošās.

• Struktūras nepieciešamība
• Pretestības izmaiņu raksturojums
• Izvēlieties potenciometra veidu, pamatojoties uz lietošanas vajadzībām
• Izvēlieties parametrus, pamatojoties uz ķēdes nepieciešamību

Konstrukcijas un darba princips

Potenciometrs sastāv no garas pretestības stieples L, kas sastāv no magnēta vai ar konstantu, un akumulatora ar zināmu EML V. Šo spriegumu sauc vadītāja šūnas spriegums . Savienojiet divus pretestības vadu L galus ar akumulatora spailēm, kā parādīts zemāk, pieņemsim, ka tas ir primārais ķēdes izkārtojums.

Viena citas šūnas spaile (kuras EMF E jāmēra) atrodas primārās ķēdes vienā galā, un cits šūnas spailes gals ir savienots ar jebkuru pretestības stieples punktu caur galvanometru G. Tagad pieņemsim, ka šī vienošanās ir sekundārā ķēde. Potenciometra izvietojums, kā parādīts zemāk.

Potenciometra uzbūve

Pamatdarbības princips ir balstīts uz faktu, ka potenciāla kritums jebkurā stieples daļā ir tieši proporcionāls stieples garumam, ar nosacījumu, ka vadam ir vienāds šķērsgriezuma laukums un caur to plūst konstanta strāva. 'Ja starp diviem mezgliem nav potenciālu atšķirību, plūst elektriskā strāva'.

Tagad potenciometra vads faktiski ir vads ar augstu pretestību (ῥ) ar vienādu šķērsgriezuma laukumu A. Tādējādi visā vadā tam ir vienāda pretestība. Tagad šo potenciometra spaili, kas savienota ar augsta EMF V elementu (neņemot vērā tā iekšējo pretestību), sauc par vadītāja šūnu vai sprieguma avotu. Ļaujiet strāvai caur potenciometru būt I un R ir potenciometra kopējā pretestība.

Tad pēc Ohma likuma V = IR

Mēs zinām, ka R = ῥL / A

Tādējādi V = I ῥL / A

Tā kā ῥ un A vienmēr ir nemainīgi, un strāvu I pastāvīgi uztur reostats.

Tātad L ῥ / A = K (nemainīgs)

Tādējādi V = KL. Tagad pieņemsim, ka šūna E ar zemāku EMF nekā vadītāja šūna ir ievietota ķēdē, kā parādīts iepriekš. Pieņemsim, ka tam ir EMF E. Tagad potenciometra vadā sakiet, ka garumā x potenciometrs ir kļuvis par E.

E = L ῥx / A = Kx

Kad šī šūna tiek ievietota ķēdē, kā parādīts iepriekš, ar joku, kas savienots ar atbilstošo garumu (x), caur galvanometru nebūs strāvas plūsmas, jo, ja potenciāla starpība ir vienāda ar nulli, caur to netiks plūst strāva .

Tātad galvanometrs G parāda nulles noteikšanu. Tad garumu (x) sauc par nulles punkta garumu. Tagad, zinot konstanti K un garumu x. Mēs varam atrast nezināmo EML.

E = L ῥx / A = Kx

Otrkārt, var salīdzināt arī divu šūnu EML, ļaujiet pirmajai EMF E1 šūnai dot nulles punktu garumā = L1 un EMF E2 otrajai šūnai rādīt nulles punktu garumā = L2

Tad,

E1 / E2 = L1 / L2

Kāpēc potenciometrs tiek izvēlēts pār voltmetru?

Kad mēs izmantojam voltmetru, strāva plūst caur ķēdi, un šūnas iekšējās pretestības dēļ vienmēr termināla potenciāls būs mazāks par faktisko šūnas potenciālu. Šajā ķēdē, kad potenciālu starpība ir līdzsvarota (izmantojot Galvanometra nulles noteikšanu), ķēdē neplūst strāva, tāpēc termināla potenciāls būs vienāds ar faktisko šūnu potenciālu. Tātad mēs varam saprast, ka Voltmetrs mēra šūnas gala potenciālu, bet tas mēra faktisko šūnas potenciālu. Šīs shēmas simboli ir parādīti zemāk.

Potenciometra simboli

Potenciometru veidi

Potenciometru parasti sauc arī par katlu. Šiem potenciometriem ir trīs spaiļu savienojumi. Viens spaile, kas savienota ar bīdāmo kontaktu, ko sauc par tīrītāju, un pārējie divi spailes ir savienoti ar fiksētu pretestības sliežu ceļu. Stikla tīrītāju var pārvietot pa pretestības sliedi, izmantojot lineāru bīdāmo vadības ierīci vai rotējošu “tīrītāja” kontaktu. Gan rotācijas, gan lineārajām vadības ierīcēm ir vienāda pamatdarbība.

Visizplatītākā potenciometra forma ir viena pagrieziena rotējošais potenciometrs. Šāda veida potenciometru bieži izmanto audio skaļuma kontrolē (logaritmiskais konuss), kā arī daudzās citās lietojumprogrammās. Potenciometru izgatavošanai tiek izmantoti dažādi materiāli, ieskaitot oglekļa sastāvu, metālkeramiku, vadošu plastmasu un metāla plēvi.

Rotējošie potenciometri

Šie ir visizplatītākie potenciometru veidi, kad tīrītājs pārvietojas pa apļveida ceļu. Šos potenciometrus galvenokārt izmanto, lai iegūtu mainīgu sprieguma padevi ķēdes daļai. Labākais šī rotējošā potenciometra piemērs ir radiotransistora skaļuma regulators, kur rotējošā poga kontrolē strāvas padevi pastiprinātāja virzienā.

Šāda veida potenciometrs ietver divus gala kontaktus, kur pusapaļajā modelī var atrasties konsekventa pretestība. Un arī tas ietver termināli vidū, kas ir saistīts ar pretestību, izmantojot bīdāmo kontaktu, kas savienots caur rotējošu pogu. Bīdāmo kontaktu var pagriezt, pagriežot pogu pāri pusapļa pretestībai. To spriegumu var iegūt starp diviem pretestības kontaktiem un bīdāmo. Šie potenciometri tiek izmantoti visur, kur nepieciešama līmeņa sprieguma kontrole.

Lineārie potenciometri

Šajos potenciometru tipos tīrītājs pārvietojas pa lineāru ceļu. Pazīstams arī kā slaida katls, slīdnis vai faders. Šis potenciometrs ir līdzīgs rotācijas tipa, taču šajā potenciometrā slīdošais kontakts vienkārši pagriezās uz rezistora lineāri. Rezistora divu spaiļu savienojums ir savienots pāri sprieguma avotam. Bīdāmo kontaktu uz rezistora var pārvietot, izmantojot ceļu, kas savienots caur rezistoru.

Rezistora spaile ir savienota pret slīdni, kas savienota ar vienu ķēdes izejas apdari, un otra spaile ir savienota ar otru ķēdes izejas apdari. Šāda veida potenciometru galvenokārt izmanto, lai aprēķinātu spriegumu ķēdē. To izmanto, lai izmērītu akumulatora elementa iekšējo pretestību, kā arī izmanto skaņas un mūzikas ekvalaizera sajaukšanas sistēmās.

Mehāniskais potenciometrs

Tirgū ir pieejami dažādi potenciometri, jo mehāniskos veidus izmanto manuālai kontrolei, lai mainītu ierīces pretestību, kā arī izvadi. Tomēr digitālo potenciometru izmanto, lai automātiski mainītu tā pretestību, pamatojoties uz doto stāvokli. Šāda veida potenciometrs darbojas precīzi kā potenciometrs, un tā pretestību var mainīt, izmantojot digitālo komunikāciju, piemēram, SPI, I2C, nevis tieši pagriežot pogu.

Šie potenciometri tiek saukti par POT, pateicoties tā POT formas struktūrai. Tas ietver trīs spailes, piemēram, i / p, o / p un GND, kā arī pogu tā virsotnē. Šī poga darbojas kā vadība, lai kontrolētu pretestību, pagriežot to divos virzienos, piemēram, pulksteņrādītāja virzienā, citādi pretēji pulksteņrādītāja virzienam.

Galvenais digitālo potenciometru trūkums ir tas, ka tos vienkārši ietekmē dažādi vides faktori, piemēram, netīrumi, putekļi, mitrums utt. Lai novērstu šos trūkumus, tika ieviesti digitālie potenciometri (digiPOT). Šie potenciometri var darboties tādās vidēs kā putekļi, netīrumi, mitrums, nemainot tā darbību.

Digitālais potenciometrs

Digitālos potenciometrus sauc arī par digiPOT vai maināmi rezistori kas tiek izmantots, lai kontrolētu analogos signālus, izmantojot mikrokontrollerus. Šāda veida potenciometri nodrošina o / p pretestību, kas ir maināma atkarībā no digitālajām ieejām. Dažreiz tos sauc arī par RDAC (rezistīvie ciparu-analogo pārveidotāji). Šo digipotu var vadīt ar ciparu signāliem, nevis ar mehānisku kustību.

Katrā solī uz rezistora kāpnēm ir viens slēdzis, kas savienots ar digitālā potenciometra o / p spaili. Pretestības attiecību potenciometrā var noteikt, izmantojot izvēlēto pakāpienu pa kāpnēm. Parasti šīs darbības tiek norādītas, piemēram, ar mazliet vērtību. 8 biti ir vienādi ar 256 soļiem.

Šis potenciometrs signalizēšanai izmanto digitālos protokolus, piemēram, I²C, citādi SPI kopni (seriālo perifēro interfeisu). Lielākā daļa šo potenciometru izmanto vienkārši nepastāvīgu atmiņu, lai viņi neatcerētos savu vietu, tiklīdz tie ir izslēgti, un to galīgo vietu var saglabāt caur FPGA vai mikrokontrolleru, ar kuru tie ir savienoti.

Raksturlielumi

The potenciometra raksturlielumi iekļaujiet sekojošo.

• Tas ir ārkārtīgi precīzs, jo tas darbojas uz novērtēšanas tehniku, nevis ar novirzes tehniku, lai noteiktu neidentificētus spriegumus.
• Tas nosaka līdzsvara punktu, citādi nulli, kuram dimensijai nav vajadzīga jauda.
• Darbojošais potenciometrs ir brīvs no avota pretestības, jo visā potenciometrā nav strāvas plūsmas, jo tas ir līdzsvarots.
• Galvenie šī potenciometra raksturlielumi ir izšķirtspēja, konuss, marķēšanas kodi un pretaplēciena / ieslīdēšanas pretestība

Potenciometra jutība

Potenciometra jutību var definēt kā mazāko potenciālu variāciju, kas tiek aprēķināta ar potenciometra palīdzību. Tās jutīgums galvenokārt ir atkarīgs no potenciālā gradienta vērtības (K). Kad potenciālā gradienta vērtība ir zema, potenciometra atšķirība, ko potenciometrs var aprēķināt, ir mazāka, un tad potenciometra jutība ir lielāka.

Tātad, ņemot vērā potenciālo atšķirību, potenciometra jutība var palielināties, palielinoties potenciometra garumam. Potenciometra jutību var palielināt arī šādu iemeslu dēļ.

• Palielinot potenciometra garumu
• Samazinot strāvas plūsmu ķēdē caur reostatu
• Abi paņēmieni palīdzēs samazināt potenciālā gradienta vērtību un palielināt pretestību.

Atšķirība starp potenciometru un voltmetru

Galvenās potenciometra un voltmetra atšķirības ir aplūkotas salīdzināšanas tabulā.

Reostats pret potenciometru

Galvenās reostata un potenciometra atšķirības ir aplūkotas salīdzināšanas tabulā.

Sprieguma mērīšana ar potenciometru

Sprieguma mērīšanu var veikt, izmantojot potenciometru ķēdē, ir ļoti vienkāršs jēdziens. Ķēdē ir jāpielāgo reostats un var regulēt strāvas plūsmu caur rezistoru tā, lai katram rezistora vienības garumam varētu nomest precīzu spriegumu.

Tagad mums jāpiestiprina viena filiāles apdare pie rezistora sākuma, bet otru galu var savienot pret rezistora slīdošo kontaktu, izmantojot galvanometru. Tātad, tagad mums jāpārvieto slīdošais kontakts pāri rezistoram, līdz galvanometrs uzrāda nulles novirzi. Kad galvanometrs ir sasniedzis nulles stāvokli, mums jāatzīmē pozīcijas rādījums rezistora skalā un, pamatojoties uz to, mēs varam atklāt spriegumu ķēdē. Lai labāk izprastu, mēs varam pielāgot spriegumu katram rezistora vienības garumam.

Priekšrocības

The potenciometra priekšrocības iekļaujiet sekojošo.

• Nav iespēju iegūt kļūdas, jo tajā tiek izmantota nulles atspoguļošanas metode.
• Standartizāciju var veikt, tieši izmantojot parasto šūnu
• To izmanto, lai izmērītu mazos emf ļoti jutīgu dēļ
• Pamatojoties uz prasību, potenciometra garumu var palielināt, lai iegūtu precizitāti.
• Ja mērīšanai ķēdē izmanto potenciometru, tas neizņem strāvu.
• To izmanto, lai izmērītu šūnas iekšējo pretestību, kā arī salīdzina e.m.f. no divām šūnām, bet, izmantojot voltmetru, tas nav iespējams.

Trūkumi

The potenciometra trūkumi iekļaujiet sekojošo.

• Potenciometra lietošana nav ērta
• Potenciometra stieples šķērsgriezuma laukumam jābūt konsekventam, lai tas praktiski nebūtu iespējams.
• Veicot eksperimentu, stieples temperatūrai jābūt stabilai, taču pašreizējās plūsmas dēļ tas ir grūti.
• Galvenais trūkums ir tas, ka tam ir nepieciešams milzīgs spēks, lai pārvietotu tīrītāju vai bīdāmos kontaktus. Stikla tīrītāja kustības dēļ ir erozija. Tātad tas samazina devēja dzīvi
• Joslas platums ir ierobežots.

Potenciometra vadītāja šūna

Potenciometru izmanto sprieguma mērīšanai, novērtējot potenciometra pretestības mērīšanas spriegumu ar spriegumu. Tātad potenciometra darbībai vajadzētu būt sprieguma avotam, kas ir savienots visā potenciometra ķēdē. Potenciometru var darbināt ar sprieguma avotu, ko nodrošina šūna, kas pazīstama kā vadītāja šūna.

Šo šūnu izmanto strāvas padevei visā potenciometra pretestībā. Potenciometra pretestība un pašreizējais produkts nodrošinās pilnīgu ierīces spriegumu. Tātad, šo spriegumu var pielāgot, lai mainītu potenciometra jutību. Parasti to var izdarīt, regulējot strāvu visā pretestībā. Reostats ir virknē savienots ar vadītāja šūnu.

Strāvas plūsmu visā pretestībā var kontrolēt, izmantojot reostatu, kas virknē savienots ar vadītāja šūnu. Tātad vadītāja šūnas spriegumam jābūt labākam, salīdzinot ar izmērīto spriegumu.

Potenciometru pielietojums

Potenciometra pielietojums ietver sekojošo.

Potenciometrs kā sprieguma dalītājs

Potenciometru var darbināt kā sprieguma dalītājs lai iegūtu manuāli regulējamu izejas spriegumu slīdnī no fiksēta ieejas sprieguma, kas pielikts pāri potenciometra diviem galiem. Tagad slodzes spriegumu visā RL var izmērīt kā

Sprieguma dalītāja ķēde

VL = R2RL. VS / (R1RL + R2RL + R1R2)

Audio vadība

Bīdāmie potenciometri, kas ir viens no visbiežāk izmantotajiem mūsdienu mazjaudas potenciometriem, ir audio vadības ierīces. Gan bīdāmos podus (faders), gan rotējošos potenciometrus (pogas) regulāri izmanto, lai samazinātu frekvenci, pielāgotu skaļumu un atšķirīgas audio signālu īpašības.

Televīzija

Potenciometri tika izmantoti, lai kontrolētu attēla spilgtumu, kontrastu un krāsu reakciju. Lai pielāgotu “vertikālo aizturi”, bieži vien tika izmantots potenciometrs, kas ietekmēja sinhronizāciju starp saņemto attēla signālu un uztvērēja iekšējo slaucīšanas ķēdi ( multi-vibrators ).

Devēji

Viens no visizplatītākajiem pielietojumiem ir pārvietošanās mērīšana. Lai izmērītu pārvietojamo ķermeņa pārvietojumu, tas ir savienots ar bīdāmo elementu, kas atrodas uz potenciometra. Virzoties ķermenim, attiecīgi mainās arī slīdņa stāvoklis, tāpēc mainās pretestība starp fiksēto punktu un slīdni. Tāpēc mainās arī spriegums šajos punktos.

Pretestības vai sprieguma izmaiņas ir proporcionālas ķermeņa pārvietojuma izmaiņām. Tādējādi sprieguma maiņa norāda uz ķermeņa pārvietošanos. To var izmantot translācijas, kā arī rotācijas nobīdes mērīšanai. Tā kā šie potenciometri darbojas pēc pretestības principa, tos sauc arī par rezistīvajiem potenciometriem. Piemēram, vārpstas rotācija var attēlot leņķi, un sprieguma dalījuma attiecību var padarīt proporcionālu leņķa kosinuss.

Tādējādi tas ir viss pārskats par to, kas ir potenciometrs , tapas, tās uzbūve, dažādi veidi, kā izvēlēties, raksturojums, atšķirības, priekšrocības, trūkumi un to pielietojums. Mēs ceram, ka esat labāk izpratis šo informāciju. Turklāt visi jautājumi par šo koncepciju vai elektrotehnikas un elektronikas projekti , lūdzu, sniedziet savus vērtīgos ieteikumus, komentējot komentāru sadaļā zemāk. Šeit ir jautājums jums: kāda ir rotējošā potenciometra funkcija?