Шта је потенциометар: конструкција и његов рад

Шта је потенциометар: конструкција и његов рад

Потенциометар је електрични инструмент који се користи за мерење ЕМФ (електромоторна сила) дате ћелије, унутрашњи отпор ћелије. Такође се користи за упоређивање ЕМФ-а различитих ћелија. Такође се може користити као променљива отпорник у већини апликација. Ови потенциометри се користе у огромним количинама у производњи електронске опреме која пружа начин подешавања електронских кола тако да се добијају тачни излази. Иако се њихова најочигледнија употреба мора користити за контролу јачине звука на радијима и другој електронској опреми која се користи за аудио.



Потенциометар Пин Оут

Испод је приказан пин дијаграм Тримпот потенциометра. Ови потенциометри су доступни у различитим облицима и укључују три кабла. Ове компоненте се могу лако поставити на плочу за лако обликовање прототипа. Овај потенциометар укључује дугме преко које се користи за промену његове вредности променом.


Закачите из потенциометра

Закачите из потенциометра





Пин1 (фиксни крај): Повезивање овог фиксног краја1 може се извршити са једним завршетком отпорне путање

Пин2 (променљиви крај): Повезивање овог променљивог краја може се извршити повезивањем на брисач тако да даје променљиви напон



Пин3 (фиксни крај): Повезивање овог другог фиксног краја може се извршити повезивањем са другим завршетком отпорне путање

Како одабрати потенциометар?

Потенциометар се назива и ПОТ или променљиви отпорник. Користе се за пружање променљивог отпора само променом дугмета на потенциометру. Ово се може класификовати на основу два важна параметра, као што су отпор (Р-оми) и снага (П-вати).


Потенциометар

Потенциометар

Отпор потенциометра иначе његова вредност углавном одлучује колики отпор даје тренутном протоку. Када је вредност отпорника велика, тада ће тећи мања вредност струје. Неки од потенциометра су 500Ω, 1К охм, 2К охм, 5К охм, 10К охм, 22К охм, 47К охм, 50К охм, 100К охм, 220К охм, 470К охм, 500К охм, 1М.

Класификација отпорника углавном зависи од тога колико струје дозвољава да протиче кроз њега, што је познато као називна снага. Називна снага потенциометра је 0,3 В и стога се може користити једноставно за слабе струјне кругове.

Постоји још неколико врста потенциометара и њихов избор углавном зависи од одређених потреба попут следеће.

  • Потребе структуре
  • Карактеристике промене отпора
  • Изаберите врсту потенциометра на основу потреба коришћења
  • Изаберите параметре на основу потреба кола

Принцип конструкције и рада

Потенциометар се састоји од дуге отпорне жице Л састављене од магнума или константана и батерије познатог ЕМФ В. Овај напон се назива напон ћелије возача . Спојите два краја отпорне жице Л на стезаљке акумулатора, као што је приказано доле, претпоставимо да је ово распоред примарног круга.

Један терминал друге ћелије (чији ће се ЕМФ Е мерити) налази се на једном крају примарног круга, а други крај ћелијског терминала је галванометром Г. повезан са било којом тачком отпорне жице. Сада претпоставимо да је овај распоред секундарни круг. Распоред потенциометра како је приказано доле.

Изградња потенциометра

Изградња потенциометра

Основни принцип рада заснован је на чињеници да је пад потенцијала преко било ког дела жице директно пропорционалан дужини жице, под условом да жица има једноличну површину попречног пресека и константну струју која кроз њу тече. „Када између било која два чвора не постоји потенцијална разлика, тећи ће електрична струја“.

Сада је жица за потенциометар заправо жица са великим отпором (витх) са уједначеном површином попречног пресека А. Дакле, у целој жици има једнолики отпор. Сада је овај терминал потенциометра повезан са ћелијом високог ЕМФ В (занемарујући њен унутрашњи отпор) која се назива погонска ћелија или извор напона. Нека струја кроз потенциометар износи И, а Р је укупан отпор потенциометра.

Тада је по омском закону В = ИР

Знамо да је Р = ρЛ / А

Дакле, В = И ρЛ / А

Како су ρ и А увек стални, а струју И реостатом одржава константном.

Дакле Л ρ / А = К (константа)

Дакле, В = КЛ. Сада претпоставимо да је ћелија Е нижег ЕМФ-а од погонске ћелије стављена у коло као што је горе приказано. Рецимо да има ЕМФ Е. Сада у жици за потенциометар рецимо по дужини к потенциометар је постао Е.

Е = Л ρк / А = Кк

Када се ова ћелија стави у коло као што је приказано на горњој слици џојком повезаним на одговарајућу дужину (к), неће проћи проток струје кроз галванометар, јер када је разлика потенцијала једнака нули, кроз њу неће тећи струја .

Дакле, галванометар Г показује нулту детекцију. Тада се дужина (к) назива дужина нулте тачке. Сада познавањем константе К и дужине к. Можемо пронаћи непознати ЕМФ.

Е = Л ρк / А = Кк

Друго, ЕМФ две ћелије такође се може упоредити, нека прва ћелија ЕМФ Е1 добије нулту тачку дужине = Л1, а друга ћелија ЕМФ Е2 приказује нулту тачку дужине = Л2

Онда,

Е1 / Е2 = Л1 / Л2

Зашто се потенциометар бира преко волтметра?

Када користимо Волтметар, струја тече кроз коло, а због унутрашњег отпора ћелије увек ће терминални потенцијал бити мањи од стварног потенцијала ћелије. У овом колу, када је разлика потенцијала избалансирана (употребом галванометрског откривања нуле), у кругу не протиче струја, тако да ће потенцијални терминал бити једнак стварном потенцијалу ћелије. Дакле, можемо разумети да Волтметар мери терминални потенцијал ћелије, али ово мери стварни потенцијал ћелије. Шематски симболи овога су приказани у наставку.

Симболи потенциометра

Симболи потенциометра

Врсте потенциометара

Потенциометар је такође познат као лонац. Ови потенциометри имају три прикључна прикључка. Један терминал повезан на клизни контакт који се назива брисач, а друга два терминала повезана су на фиксни траг отпора. Брисач се може померати дуж отпорне стазе било помоћу линеарног клизног управљања или ротационог контакта 'брисача'. И ротационе и линеарне команде имају исту основну операцију.

Најчешћи облик потенциометра је ротациони потенциометар са једним окретом. Ова врста потенциометра се често користи у контроли гласноће звука (логаритамски конус), као и у многим другим апликацијама. За израду потенциометара користе се различити материјали, укључујући састав угљеника, кермет, проводљиву пластику и метални филм.

Ротациони потенциометри

То су најчешћи тип потенциометра, где се брисач креће кружном путањом. Ови потенциометри се углавном користе за добијање променљивог напајања на делићу кола. Најбољи пример овог ротационог потенциометра је регулатор јачине звука радио транзистора где ротирајуће дугме контролише довод струје према појачалу.

Ова врста потенциометра укључује два терминална контакта на којима се у полукружном моделу може налазити постојани отпор. Такође укључује терминал у средини који је повезан са отпором помоћу клизног контакта који је повезан ротирајућим дугметом. Клизни контакт се може окретати окретањем дугмета преко полукружног отпора. Напон овога се може добити између два контакта отпора и клизања. Ови потенциометри се користе свуда где је потребна контрола напона нивоа.

Линеарни потенциометри

У овим врстама потенциометара, брисач се креће линеарном путањом. Такође познат као клизач, клизач или фадер. Овај потенциометар је сличан ротационом, али у овом потенциометру, клизни контакт се једноставно ротирао на отпорнику линеарно. Веза два терминала отпорника повезана је преко извора напона. Клизни контакт на отпорнику може се померити помоћу путање која је повезана кроз отпорник.

Терминал отпорника повезан је са клизним спојем који је повезан са једним завршетком излаза кола, а други терминал повезан је с другим завршетком излаза кола. Ова врста потенциометра се углавном користи за израчунавање напона у колу. Користи се за мерење унутрашњег отпора ћелије батерије и такође се користи у системима за мешање звучног и музичког еквилајзера.

Механички потенциометар

На тржишту су доступне различите врсте потенциометра, јер се механички типови користе за ручно управљање ради промене отпора као и излаза уређаја. Међутим, дигитални потенциометар се користи за аутоматску промену отпора на основу датог стања. Ова врста потенциометра ради тачно попут потенциометра и његов отпор се може променити дигиталном комуникацијом као што је СПИ, И2Ц, а не директним окретањем дугмета.

Ови потенциометри се зову ПОТ због своје структуре у облику ПОТ. Садржи три терминала попут и / п, о / п и ГНД, заједно са дугметом на врху. Ово дугме делује попут контроле за контролу отпора ротирањем у два смера као у смеру казаљке на сату, иначе у смеру супротном од кретања казаљке на сату.

Главни недостатак дигиталних потенциометра је тај што на њих једноставно утичу различити фактори окружења као што су прљавштина, прашина, влага итд. Да би се превазишли ови недостаци, примењени су дигитални потенциометри (дигиПОТ). Ови потенциометри могу радити у окружењима попут прашине, прљавштине, влаге, а да не мењају свој рад.

Дигитални потенциометар

Дигитални потенциометри се називају и дигиПОТ или променљиви отпорници који се користи за управљање аналогним сигналима помоћу микроконтролера. Ове врсте потенциометра дају о / п отпор који је променљив у зависности од дигиталних улаза. Понекад се то називају и РДАЦ (отпорни дигитално-аналогни претварачи). Управљање овим дигипотом може се вршити дигиталним сигналима, а не механичким покретима.

Сваки корак на љествици отпора укључује по један прекидач који је повезан на о / п терминал дигиталног потенциометра. Однос отпора у потенциометру се може одредити кроз изабрани корак преко мердевина. На пример, ови кораци су назначени битном вредношћу. 8-битни су једнаки 256 корака.

Овај потенциометар користи дигиталне протоколе као што је И²Ц, иначе СПИ магистрала (серијски периферни интерфејс) за сигнализацију. Већина ових потенциометра користи једноставно испарљиву меморију, тако да се нису сетили свог места када се искључе и коначно место може да се ускладишти преко ФПГА или микроконтролера на који су повезани.

Карактеристике

Тхе карактеристике потенциометра укључи следеће.

  • Изузетно је тачан јер ради на техници процене, а не на техници скретања за одређивање неидентификованих напона.
  • Одређује тачку равнотеже у супротном нулу којој није потребна снага за димензију.
  • Потенциометар ради без отпора извора, јер кроз њега нема протока струје, јер је уравнотежен.
  • Главне карактеристике овог потенциометра су резолуција, конус, ознаке за означавање и отпор ускакања / искакања

Осетљивост потенциометра

Осетљивост потенциометра се може дефинисати као најмања варијација потенцијала која се израчунава помоћу потенциометра. Његова осетљивост углавном зависи од вредности потенцијалног градијента (К). Када је вредност градијента потенцијала мала, разлика потенцијала коју потенциометар може израчунати је мања, а тада је осетљивост потенциометра већа.

Дакле, за дату потенцијалну различитост, осетљивост потенциометра може се повећати повећањем дужине потенциометра. Осетљивост потенциометра се такође може повећати из следећих разлога.

  • Повећавањем дужине потенциометра
  • Смањењем протока струје у кругу кроз реостат
  • Обе технике ће помоћи у смањењу вредности градијента потенцијала и повећању отпорности.

Разлика између потенциометра и волтметра

Главне разлике између потенциометра и волтметра разматране су у упоредној табели.

Потенциометар

Волтметар

Отпор потенциометра је велик и бескрајанОтпор волтметра је висок и ограничен
Потенциометар не црпи струју из извора емфВолтметар црпи мало струје из извора ЕМФ
Потенцијални диспаритет се може израчунати када је еквивалентан одређеној потенцијалној разлициПотенцијална разлика се може мерити када је мања од дефинитивне разлике потенцијала
Његова осетљивост је великаЊегова осетљивост је ниска
Једноставно мери ЕМФ, у супротном потенцијалну разликуТо је флексибилан уређај
Зависи од технике нултог скретањаЗависи од технике скретања
Користи се за мерење ЕМФКористи се за мерење напона стезаљке кола

Реостат вс Потенциометар

Главне разлике између реостата и потенциометра разматране су у упоредној табели.

Реостат Потенциометар
Има два терминалаИма три терминала
Има само један заокретИма једносмерни и вишеокретни
Повезан је у серију преко оптерећењаПаралелно је повезан кроз Оптерећење
Контролише струјуКонтролише напон
Једноставно је линеарноТо је линеарно и логаритамски
Материјали који се користе за израду реостата су карбонски диск и метална тракаМатеријали од којих се израђује потенциометар је графит
Користи се за апликације велике снагеКористи се за апликације мале снаге

Мерење напона потенциометром

Мерење напона може се извршити помоћу потенциометра у колу врло је једноставан концепт. У колу се мора подесити реостат и прилагодити проток струје кроз отпорник тако да за сваку јединицу дужине отпорника може пасти тачан напон.

Сада морамо да причврстимо један крај гране на почетку отпорника, док други крај може да се повеже према клизном контакту отпора помоћу галванометра. Дакле, сада морамо померити клизни контакт преко отпора док галванометар не покаже нула отклона. Једном када галванометар достигне нула стања, морамо забележити очитавање положаја на скали отпорника и на основу тога можемо открити напон у колу. За боље разумевање, можемо подесити напон за сваку јединицу дужине отпорника.

Предности

Тхе предности потенциометра укључи следеће.

  • Нема шансе за грешке јер користи метод нулте рефлексије.
  • Стандардизација се може извршити директном употребом нормалне ћелије
  • Користи се за мерење малих ЕМФ због веома осетљивих
  • На основу захтева, дужина потенциометра се може повећати да би се добила тачност.
  • Када се потенциометар користи у кругу за мерење, тада он не вуче струју.
  • Користи се за мерење унутрашњег отпора ћелије, као и за поређење е.м.ф. две ћелије, али коришћењем волтметра то није могуће.

Мане

Тхе недостаци потенциометра укључи следеће.

  • Употреба потенциометра није згодна
  • Површина попречног пресека жице потенциометра треба да буде доследна, тако да то практично није могуће.
  • Током извођења експеримента, температура жице би требала бити стабилна, али то је тешко због тренутног протока.
  • Главни недостатак овога је што му је потребна велика сила да би померио брисаче или клизне контакте. Постоји ерозија због кретања брисача. Тако смањује живот претварача
  • Пропусни опсег је ограничен.

Управљачка ћелија потенциометра

Потенциометар се користи за мерење напона проценом мерног напона на отпору потенциометра напоном. Дакле, за рад потенциометра треба да постоји извор напона који је повезан преко кола потенциометра. Потенциометром се може управљати извором напона који обезбеђује ћелија познат као покретачка ћелија.

Ова ћелија се користи за испоруку струје кроз отпор потенциометра. Отпор и тренутни производ потенциометра обезбедиће потпун напон уређаја. Дакле, овај напон се може подесити тако да се промени осетљивост потенциометра. Обично се то може постићи регулацијом струје током целог отпора. Реостат је повезан са погонском ћелијом у серију.

Проток струје кроз отпор може се контролисати помоћу реостата који је серијски повезан са погонском ћелијом. Дакле, напон ћелије возача мора бити бољи у поређењу са измереним напоном.

Примена потенциометара

Примене потенциометра укључују следеће.

Потенциометар као делилац напона

Потенциометар се може радити као делилац напона за добијање ручно подесивог излазног напона на клизачу из фиксног улазног напона примењеног на два краја потенциометра. Сада се напон оптерећења на РЛ може мерити као

Круг делиоца напона

Круг делиоца напона

ВЛ = Р2РЛ. ВС / (Р1РЛ + Р2РЛ + Р1Р2)

Аудио Цонтрол

Клизни потенциометри, једна од најчешћих примена савремених потенциометра мале снаге, су као уређаји за контролу звука. И клизни лонци (фадери) и ротациони потенциометри (дугмад) редовно се користе за пригушивање фреквенције, подешавање гласноће и за различите карактеристике аудио сигнала.

Телевизија

Потенциометри су коришћени за контролу осветљености слике, контраста и одзива боје. Потенциометар се често користио за подешавање „вертикалног задржавања“, што је утицало на синхронизацију између примљеног сигнала слике и унутрашњег круга замаха пријемника ( мултивибратор ).

Претварачи

Једна од најчешћих примена је мерење померања. За мерење померања тела, које је покретно, повезано је са клизним елементом смештеним на потенциометру. Како се тело креће, тако се и положај клизача мења, па се отпор између фиксне тачке и клизача мења. Због тога се напон на тим тачкама такође мења.

Промена отпора или напона сразмерна је промени померања тела. Тако промена напона указује на померање тела. Ово се може користити за мерење транслационог и ротационог померања. Будући да ови потенциометри раде на принципу отпора, називају се и отпорни потенциометри. На пример, ротација осовине може представљати угао, а однос поделе напона може се учинити пропорционалним косинусу угла.

Дакле, ово је све о томе преглед шта је потенциометар , пиноут, његова конструкција, различити типови, како одабрати, карактеристике, разлике, предности, недостаци и његове примене. Надамо се да сте боље разумели ове информације. Даље, било која питања у вези са овим концептом или електрични и електронски пројекти , дајте своје драгоцене предлоге коментаром у одељку за коментаре испод. Ево питања за вас, која је функција ротационог потенциометра?