Widerstände bieten einen festen Widerstandswert, der den Stromfluss um einen Stromkreis blockiert oder widersteht und einen Spannungsabfall gemäß dem ohmschen Gesetz erzeugt. Widerstände können hergestellt werden, um entweder einen festen Widerstandswert in Ohm oder einen variablen Widerstandswert zu haben, der durch einige externe Mittel eingestellt wird.,
Das Potentiometer, gemeinhin als „Pot“ bezeichnet, ist ein mechanisch betätigtes drehanaloges Gerät mit drei Anschlüssen, das in einer Vielzahl von elektrischen und elektronischen Schaltungen gefunden und verwendet werden kann. Sie sind passive Geräte, was bedeutet, dass sie keine Stromversorgung oder zusätzliche Schaltung benötigen, um ihre grundlegende lineare oder Drehpositionsfunktion auszuführen.
Variable Potentiometer sind in einer Vielzahl verschiedener mechanischer Variationen erhältlich, die eine einfache Einstellung zur Steuerung einer Spannung, eines Stroms oder der Vorspannung und Verstärkungsregelung einer Schaltung ermöglichen, um einen Nullzustand zu erhalten.,
Der Name „Potentiometer“ ist eine Kombination der Wörter Potentialdifferenz und Dosierung, die aus den frühen Tagen der Elektronikentwicklung stammen. Es wurde damals angenommen, dass das Einstellen großer drahtgewickelter resistiver Spulen eine festgelegte Menge an Potentialdifferenz dosierte oder maß, was es zu einer Art Spannungsmessgerät machte.,
Potentiometer sind heute viel kleiner und viel genauer als solche mit großen und sperrigen variablen Widerständen, und wie bei den meisten elektronischen Komponenten gibt es viele verschiedene Arten und Namen von variablen Widerständen, Preset, Trimmer, Rheostat und natürlich variablem Potentiometer.
Aber unabhängig von ihrem Namen funktionieren diese Geräte alle genau so, dass ihr Ausgangswiderstandswert durch die Bewegung eines mechanischen Kontakts oder Wischers, der durch eine äußere Einwirkung gegeben ist, geändert oder variiert werden kann.,
Variable Widerstände in welchem Format auch immer, sind im Allgemeinen mit irgendeiner Form der Steuerung verbunden, sei es mit der Einstellung der Lautstärke eines Radios, der Geschwindigkeit eines Fahrzeugs, der Frequenz eines Oszillators oder der genauen Einstellung der Kalibrierung einer Schaltung, Single-Turn-und Multiple-Turn-Potentiometer, Trimmtöpfe und Rheostaten finden viele Anwendungen in alltäglichen elektrischen Gegenständen.
Der Begriff Potentiometer und variabler Widerstand werden oft zusammen verwendet, um dieselbe Komponente zu beschreiben, aber es ist wichtig zu verstehen, dass die Verbindungen und der Betrieb der beiden unterschiedlich sind., Beide haben jedoch die gleichen physikalischen Eigenschaften, indem die beiden Enden einer internen Widerstandsschiene zu Kontakten herausgeführt werden, zusätzlich zu einem dritten Kontakt, der mit einem beweglichen Kontakt verbunden ist, der als „Schieber“ oder „Wischer“bezeichnet wird.
Potentiometer
Bei Verwendung als Potentiometer werden, wie gezeigt, Verbindungen zu beiden Enden sowie zum Wischer hergestellt. Die Position des Wischers liefert dann ein geeignetes Ausgangssignal (Pin 2), das zwischen dem an einem Ende der resistiven Spur (Pin 1) angelegten Spannungspegel und dem am anderen Ende (Pin 3) variiert.,
Das Potentiometer ist ein dreiadriges resistives Gerät, das als Spannungsteiler fungiert und ein stufenloses Spannungsausgangssignal erzeugt, das proportional zur physikalischen Position des Wischers entlang der Spur ist.
Variabler Widerstand
Bei Verwendung als variabler Widerstand werden wie gezeigt nur ein Ende der Widerstandsspur (entweder Pin 1 oder Pin 3) und der Wischer (Pin 2) angeschlossen., Die Position des Wischers wird verwendet, um den Betrag des effektiven Widerstands zu variieren oder zu ändern, der zwischen sich selbst, dem beweglichen Kontakt und dem stationären festen Ende verbunden ist.
Manchmal ist es angebracht, eine elektrische Verbindung zwischen dem unbenutzten Ende der Widerstandsschiene und dem Wischer herzustellen, um Leerlaufbedingungen zu vermeiden.
Dann ist ein variabler Widerstand ein zweiadriges resistives Gerät, das eine unendliche Anzahl von Widerstandswerten bereitstellt, die den dem angeschlossenen Stromkreis angebotenen Strom proportional zur physikalischen Position des Wischers entlang der Strecke steuern., Beachten Sie, dass ein variabler Widerstand zur Steuerung sehr hoher Schaltungsströme in Lampen-oder Motorlasten als Rheostate bezeichnet wird.
Potentiometertypen
Variable Potentiometer sind ein analoges Gerät, das im Wesentlichen aus zwei mechanischen Hauptteilen besteht:
- 1. Ein elektrischer Teil, der aus einem festen oder stationären resistiven Element, einer Spur oder einer Drahtspule besteht, die den Potentiometerwiderstandswert definiert, wie 1kΩ (1000 Ohm), 10kΩ (10000 Ohm) usw.
- 2., Ein mechanischer Teil, der es einem Wischer oder Kontaktpunkt ermöglicht, sich über die gesamte Länge der Widerstandsspur von einem Ende zum anderen zu bewegen und dabei seinen Widerstandswert zu ändern.
Es gibt viele verschiedene Möglichkeiten, den Wischer mechanisch oder elektrisch über die Widerstandsspur zu bewegen.
Aber neben der Widerstandsspur und dem Wischer bestehen Potentiometer auch aus einem Gehäuse, einer Welle, einem Schieberblock und einer Buchse oder einem Lager. Die Bewegung des Schiebewischers oder Kontakts kann selbst eine rotatorische (Winkel -) Aktion oder eine lineare (gerade) Aktion sein., Es gibt vier Grundgruppen von variablem Potentiometer.
Drehpotentiometer
Drehpotentiometer (der häufigste Typ) variieren ihren Widerstandswert infolge einer Winkelbewegung. Durch Drehen eines Knopfes oder Zifferblatts, der an der Welle befestigt ist, fegt der interne Wischer um ein gekrümmtes Widerstandselement. Die häufigste Verwendung eines Drehpotentiometers ist der Lautstärkeregler.
Carbon-Drehpotentiometer sind für die Montage auf der Frontplatte eines Gehäuses, Gehäuses oder einer Leiterplatte (PCB) mit einer Ringmutter und einer Sicherungsscheibe ausgelegt., Sie können auch eine einzelne resistive Spur oder mehrere Spuren haben, die als Ganged Potentiometer bekannt sind, die alle zusammen mit einer einzigen Welle drehen. Zum Beispiel ein Dual-Gang-Pot zum gleichzeitigen Einstellen der linken und rechten Lautstärkeregelung eines Radios oder Stereoverstärkers. Einige Drehtöpfe enthalten Ein-Aus-Schalter.
Drehpotentiometer können einen linearen oder logarithmischen Ausgang mit Toleranzen von typischerweise 10 bis 20 Prozent erzeugen., Da sie mechanisch gesteuert werden, können sie zur Messung der Drehung einer Welle verwendet werden, aber ein Drehpotentiometer mit einer Umdrehung bietet normalerweise weniger als 300 Grad Winkelbewegung vom minimalen zum maximalen Widerstand. Es stehen jedoch Multi-Turn-Potentiometer, sogenannte Trimmer, zur Verfügung, die eine höhere Drehgenauigkeit ermöglichen.
Multi-Turn-Potentiometer ermöglichen eine Wellenrotation von mehr als 360 Grad mechanischer Bewegung von einem Ende der Widerstandsspur zum anderen., Multi-turn töpfe sind teurer, aber sehr stabil mit hoher präzision verwendet vor allem für trimmen und präzision anpassungen. Die beiden gebräuchlichsten Multi-Turn-Potentiometer sind die 3-Turn (1080o) und 10-Turn (3600o), aber 5-Turn -, 20-Turn-und höhere 25-Turn-Töpfe sind in einer Vielzahl von ohmschen Werten erhältlich.,
Schieberpotentiometer
Schieberpotentiometer oder Schieberpotentiale sind dazu ausgelegt, den Wert ihres Kontaktwiderstands mittels einer linearen Bewegung zu ändern, und als solche besteht eine lineare Beziehung zwischen der Position des Schieberpotentiometers und dem Ausgangswiderstand.,
Schiebepotentiometer werden hauptsächlich in einer großen Auswahl an professionellen Audiogeräten wie Studiomischern, Fadern, grafischen Equalizern und Audiotonsteuerkonsolen verwendet, sodass die Benutzer von der Position des quadratischen Kunststoffknopfes aus sehen können oder Fingergriff die tatsächliche Einstellung des Schiebers.
Einer der Hauptnachteile eines Schieberpotentiometers besteht darin, dass sie einen langen offenen Schlitz haben, damit sich die Wischerschiene über die gesamte Länge der Widerstandsspur frei auf und ab bewegen kann., Dieser offene Schlitz macht die resistive Spur im Inneren anfällig für Verunreinigungen durch Staub und Schmutz oder durch Schweiß und Fett von den Händen des Benutzers. Geschlitzte Filzabdeckungen und Siebe können verwendet werden, um die Auswirkungen einer Kontamination der resistiven Spur zu minimieren.
Da das Potentiometer eine der einfachsten Möglichkeiten ist, eine mechanische Positionsspannung in eine proportionale Spannung umzuwandeln, können sie auch als resistive Positionssensoren, auch als linearer Verschiebungssensor bezeichnet, verwendet werden., Schiebepotentiometer aus Carbon messen eine präzise lineare (gerade) Bewegung, wobei der Sensorteil eines Linearsensors das Widerstandselement ist, das an einem Gleitkontakt befestigt ist. Dieser Kontakt wird wiederum über eine Stange oder Welle an dem zu messenden mechanischen Mechanismus befestigt. Dann ändert sich die Position des Schlittens in Bezug auf die zu erfassende Menge (das Messband), was wiederum den Widerstandswert des Sensors ändert.,
Presets und Trimmer
Preset-oder Trimmer-Potentiometer sind kleine“ Set-and-Forget “ – Potentiometer, die sehr feine oder gelegentliche Anpassungen an einer Schaltung ermöglichen (z. B. zur Kalibrierung). Single-Turn-Dreh-Preset-Potentiometer sind Miniaturversionen des Standard-variablen Widerstands, die direkt auf einer Leiterplatte montiert werden können und mit einem kleinen Schraubendreher oder einem ähnlichen Kunststoffwerkzeug eingestellt werden.,
Im allgemeinen sind diese linearen carbon track preset töpfe von einem offenen skelett design oder von einer geschlossenen quadratischen form, dass, sobald die schaltung eingestellt und werkseitig eingestellt, sind dann links zu dieser einstellung, wobei nur wieder eingestellt, wenn einige änderungen auftreten, um die schaltung einstellungen.
Da es sich um eine offene Konstruktion handelt, sind die Presets anfällig für mechanische und elektrische Beeinträchtigungen, die die Leistung und Genauigkeit beeinträchtigen, daher nicht für den Dauereinsatz geeignet, und daher sind Preset-Töpfe nur für einige hundert Operationen mechanisch ausgelegt., Ihre geringen Kosten, geringe Größe und Einfachheit machen sie jedoch in nicht kritischen Schaltungsanwendungen beliebt.
Presets können innerhalb einer einzigen Umdrehung vom minimalen auf den maximalen Wert eingestellt werden, aber für einige Schaltungen oder Geräte kann dieser kleine Einstellbereich zu grob sein, um sehr empfindliche Einstellungen zu ermöglichen. Multi-Turn variable Widerstände jedoch arbeiten, indem Sie den Wischerarm mit einem kleinen Schraubendreher einige Anzahl von Umdrehungen, im Bereich von 3 Umdrehungen bis 20 Umdrehungen ermöglicht sehr feine Einstellungen.,
Trimmerpotentiometer oder „Trimmtöpfe“ sind rechteckige Mehrdreh-Geräte mit Linearspuren, die für den Einbau und das direkte Verlöten auf eine Leiterplatte entweder durch ein Loch oder als Oberflächenmontage ausgelegt sind. Dies gibt dem Trimmer sowohl elektrische Verbindungen als auch mechanische Montage und Umhüllung der Spur in einem Kunststoffgehäuse vermeidet die Probleme von Staub und Schmutz während des Gebrauchs im Zusammenhang mit Skelett-Presets.
Rheostate
Rheostate sind die großen Jungs der Potentiometerwelt., Es handelt sich um zwei verbindungsvariable Widerstände, die so konfiguriert sind, dass sie einen beliebigen Widerstandswert innerhalb ihres ohmschen Bereichs bereitstellen, um den Stromfluss durch sie zu steuern.
Während theoretisch jedes variable Potentiometer so konfiguriert werden kann, dass es als Rheostat funktioniert, sind Rheostate im Allgemeinen große variable Widerstände mit hoher Wattleistung, drahtgewickelte Widerstände, die in Hochstromanwendungen verwendet werden, da der Hauptvorteil des Rheostats ihre höhere Nennleistung ist.,
Wenn ein variabler Widerstand als Rheostat mit zwei Anschlüssen verwendet wird, leitet nur der Teil des gesamten Widerstandselements, der sich zwischen dem Endanschluss und dem beweglichen Kontakt befindet, die Leistung ab. Im Gegensatz zu dem als Spannungsteiler konfigurierten Potentiometer fließt auch der gesamte Strom, der durch das Rheostats-Widerstandselement fließt, durch den Wischerkreis. Dann muss der Kontaktdruck des Wischers an diesem leitfähigen Element den gleichen Strom tragen können.,
Potentiometer sind in verschiedenen technologien wie: carbon film, leitfähigen kunststoff, cermet, wirewound, etc. Der Nennwert oder „Widerstandswert“ eines Potentiometers oder variablen Widerstands bezieht sich auf den Widerstandswert der gesamten stationären Widerstandsspur von einem festen Anschluss zum anderen. Ein Potentiometer mit einer Bewertung von 1kΩ hat also eine Widerstandsspur, die dem Wert eines festen Widerstands von 1kΩ entspricht.,
In seiner einfachsten Form kann der elektrische Betrieb eines Potentiometers als derselbe angesehen werden wie bei zwei Widerständen in Reihe mit dem Gleitkontakt, der die Werte dieser beiden Widerstände variiert, sodass er als Spannungsteiler verwendet werden kann.
In unserem Tutorial über Widerstände in Serie haben wir gesehen, dass derselbe Strom durch die Serienschaltung fließt, da nur ein Pfad für den Strom vorhanden ist und wir das Ohmsche Gesetz anwenden können, um die Spannungsabfälle über jeden Widerstand in der Serienkette zu ermitteln. Dann wirkt eine Reihenwiderstandsschaltung wie gezeigt als Spannungsteilernetzwerk.,
Spannung Teiler Serie Schaltung
In diesem beispiel oben, die zwei widerstände sind verbunden zusammen in serie über die versorgung. Da sie in Reihe sind, ist der äquivalente oder Gesamtwiderstand RT daher gleich der Summe der beiden einzelnen Widerstände, dh R1 + R2.
Da es sich auch um ein Seriennetzwerk handelt, fließt derselbe Strom durch jeden Widerstand wie nirgendwo sonst. Der über jeden Widerstand gegebene Spannungsabfall ist jedoch aufgrund der unterschiedlichen ohmschen Werte der Widerstände unterschiedlich., Diese Spannungsabfälle können nach dem Ohmschen Gesetz berechnet werden, wobei ihre Summe der Versorgungsspannung über die Serienkette entspricht. Also hier in diesem Beispiel, VIN = VR1 + VR2.
Potentiometer Beispiel No1
Ein Widerstand von 250 Ohm ist mit einem zweiten Widerstand von 750 Ohm in Reihe geschaltet, so dass der 250 Ohm Widerstand an eine Versorgung von 12 Volt und der 750 Ohm Widerstand an Masse (0v) angeschlossen ist. Berechnen Sie den gesamten Reihenwiderstand, den Strom, der durch die Reihenschaltung fließt, und den Spannungsabfall über den 750 Ohm Widerstand.,
In diesem einfachen Spannungsteiler-Beispiel wurde festgestellt, dass die über R2 entwickelte Spannung 9 Volt beträgt. Durch Ändern des Wertes eines der beiden Widerstände kann die Spannung jedoch theoretisch einen beliebigen Wert zwischen 0 V und 12 V haben.Diese Idee einer Schaltung mit zwei Widerständen, in der wir den Wert eines der beiden Widerstände ändern können, um einen anderen Spannungsausgang zu erhalten, ist das Grundkonzept für den Betrieb des Potentiometers.,
Der unterschied dieses mal mit dem potentiometer ist, dass zu erhalten verschiedene spannungen am ausgang, die insgesamt widerstand, RT wert der potentiometer resistive track nicht ändern, nur das verhältnis der beiden widerstände gebildet entweder seite der wischer, wie es bewegt.
Somit liefert der Potentiometer movable Wiper einen Ausgang, der zwischen der Spannung an einem Ende der Spur und der am anderen Ende variiert, üblicherweise zwischen Maximum und Null, wie gezeigt.,
Potentiometer als Spannungsteiler
Wenn der Potentiometerwiderstand verringert wird (der Wischer bewegt sich nach unten), nimmt die Ausgangsspannung von Pin 2 ab und erzeugt einen kleineren Spannungsabfall über R2. Wenn der Potentiometerwiderstand erhöht wird (der Wischer bewegt sich nach oben), erhöht sich ebenfalls die Ausgangsspannung von Pin 2, wodurch ein größerer Spannungsabfall entsteht. Dann hängt die Spannung am Ausgangspin von der Position des Wischers ab, wobei dieser Spannungsabfallwert von der Versorgungsspannung abgezogen wird.,
Potentiometer Beispiel No2
EIN 270o single-turn 1.5 kΩ carbon track drehpotentiometer ist erforderlich, um eine 6 volt versorgung von einem 9 volt batterie. Berechnen Sie, 1. die Winkelposition des Wischers auf der Strecke in Grad und, 2. die Werte der Widerstände auf beiden Seiten des Wischers.
1. Winkel position der scheibenwischer:
Dann die scheibenwischer winkel position ist 180o oder 2/3 rds rotation.
2., Potentiometer Widerstandswerte:
Dann sind die Widerstandswerte auf beiden Seiten des Wischers R1 = 500Ω und R2 = 1000Ω. Wir können auch bestätigen, dass diese Werte korrekt sind, indem wir die Spannungsteilerformel von oben verwenden:
Dann können wir sehen, dass bei Verwendung als variabler Spannungsteiler die Ausgangsspannung ein Prozentwert der Eingangsspannung ist, wobei die Höhe der Ausgangsspannung proportional zur physikalischen Position des beweglichen Wischers in Bezug auf einen Endanschluss ist., Wenn beispielsweise der Widerstand von einer Endklemme zum Wischer 30% der Gesamtspannung beträgt, beträgt die Ausgangsspannung am Wischerstift in diesem Abschnitt 30% der Spannung über das Potentiometer, und diese Bedingung gilt immer für lineare Potentiometer.
Wischer laden
Im obigen einfachen Spannungsteiler-Beispiel haben wir die Werte für R1 und R2 als 500Ω bzw. 1000Ω berechnet, um eine Spannung an der Wischerklemme (Pin 2) von 6 Volt mit einer Wischerwinkelposition von 180o zu erzeugen., Wir haben hier angenommen, dass das Potentiometer entladen ist und einen linearen geraden Ausgang erzeugt, also VOUT = θVIN.
Wenn wir jedoch die Wischerklemme durch Anschließen einer resistiven Last RL laden würden, wäre die Ausgangsspannung nicht mehr 6 Volt als Lastwiderstand, RL ist effektiv parallel zu R2, dem unteren 1000Ω-Teil, und beeinflusst somit den gesamten Widerstandswert des Lastteils des Spannungsteilernetzes.
Überlegen Sie, was passieren würde, wenn wir einen 3kΩ-Lastwiderstand an die Wischer-Ausgangsklemmen anschließen würden.,
Geladenes Potentiometer >
So können wir sehen, dass durch Anschließen einer Last über die Anschlüsse des Potentiometerausgangs die Spannung in diesem Beispiel von den erforderlichen 6 Volt auf nur 5,4 Volt gesunken ist, da der Ladeeffekt des 3kΩ-Widerstands einen parallelen äquivalenten Widerstand von 750Ω anstelle des ursprünglichen 1kΩ ergibt.
Je höher oder niedriger der Widerstand der angeschlossenen Last ist, desto größer oder geringer ist offensichtlich die Belastungswirkung auf den Wischer., Ein Lastwiderstand im Mega-Ohm-Bereich hätte also im Vergleich zu einem, der nur wenige Ohm Wert hatte, nur einen sehr geringen Effekt. Um die Ausgangsspannung wieder auf die ursprünglichen 6 Volt zurückzusetzen, wäre daher eine kleine Einstellung der Potentiometerwischerposition (in diesem Fall 18o) erforderlich, da RT jetzt gleich 1250Ω (500 + 750) ist.
Der Rheostat
Bisher haben wir gesehen, dass ein variabler Widerstand so konfiguriert werden kann, dass er als Spannungsteilerschaltung arbeitet, die den Namen Potentiometer erhält., Wir können aber auch einen variablen Widerstand konfigurieren, um einen Strom zu regulieren, und diese Art der Konfiguration wird allgemein als Rheostat bezeichnet.
Rheostate sind variable Widerstände mit zwei Anschlüssen, die so konfiguriert sind, dass nur eine Endklemme und die Wischerklemme verwendet werden. Die nicht verwendete Endklemme kann entweder unverbunden gelassen oder direkt an den Wischer angeschlossen werden. Sie sind drahtgewickelte Vorrichtungen, die enge Spulen aus Hochleistungs-emailliertem Draht enthalten, die den Widerstand in stufenartigen Schritten ändern., Durch Ändern der Position des Wischers auf dem Widerstandselement kann die Widerstandsmenge erhöht oder verringert werden, wodurch die Strommenge gesteuert wird.
Dann wird der Rheostat verwendet, um einen Strom zu steuern, indem der Wert seines Widerstands geändert wird, wodurch er zu einem echten variablen Widerstand wird. Das klassische Beispiel für die Verwendung eines Rheostats ist in der Geschwindigkeitsregelung eines Modellzugsatzes oder Scalextric, wenn die Strommenge, die durch den Rheostat fließt, dem Ohmschen Gesetz unterliegt., Dann werden Rheostate nicht nur durch ihre Widerstandswerte definiert, sondern auch durch ihre Belastbarkeit als P = I2*R.
Rheostat als Stromregler
Im obigen Diagramm liegt der effektive Widerstand des Rheostats zwischen Endklemme pin 3 und dem Wischer am Pin 2. Wenn Pin 1 nicht angeschlossen ist, ist der Widerstand der Spur zwischen Pin 1 und Pin 2 offen und hat keinen Einfluss auf den Wert des Laststroms., Wenn umgekehrt Pin 1 und Pin 2 miteinander verbunden sind, ist dieser Teil der Widerstandsspur kurzgeschlossen und hat wiederum keinen Einfluss auf den Wert des Laststroms.
Wenn Rheostate einen Strom steuern, sollten sie per Definition geeignet bewertet werden, um diesen kontinuierlichen Laststrom zu verarbeiten. Es ist möglich, ein Potentiometer mit drei Anschlüssen als Rheostat mit zwei Anschlüssen zu konfigurieren, aber die Widerstandsspur auf Kohlenstoffbasis kann den Laststrom möglicherweise nicht leiten., Auch der Wischerkontakt eines Potentiometers ist normalerweise der schwächste Punkt, so dass es am besten ist, so wenig Strom wie möglich durch den Wischer zu ziehen.
Beachten Sie jedoch, dass der Rheostat nicht zur Steuerung eines Laststroms geeignet ist, wenn der Lastwiderstand RL viel höher ist als der volle Wert des Rheostatwiderstands. Das ist RL >> RRHEO. Der Widerstandswert des Lastwiderstands muss viel niedriger sein als der des Rheostats, damit Laststrom fließen kann.,
Im Allgemeinen sind Rheostate elektromechanische variable Widerstände mit hoher Wattleistung, die für Leistungsanwendungen verwendet werden und deren Widerstandselement normalerweise aus dickem Widerstandsdraht besteht, der geeignet ist, den maximalen Strom zu tragen, I wenn sein Widerstand R minimal ist.
Drahtgewickelte Rheostate werden hauptsächlich in Leistungsregelungsanwendungen wie Lampen -, Heizungs-oder Motorsteuerschaltungen zur Regulierung der Feldströme zur Drehzahlregelung oder des Anlaufstroms von Gleichstrommotoren usw. verwendet., Es gibt viele Arten von Rheostat, aber die gebräuchlichsten sind die Drehtoroidtypen, die eine offene Konstruktion zum Kühlen verwenden, aber auch geschlossene Typen sind verfügbar.
Schieberegler-Rheostat
Röhrenförmige Schieberegler-Rheostate gehören zu den Typen, die in Physiklabors und Wissenschaftslabors an Schulen und Hochschulen zu finden sind. Diese linearen oder Gleitarten verwenden Widerstandsdraht, der um einen isolierenden röhrenförmigen Vorgänger oder Zylinder gewickelt ist. Der oben montierte Gleitkontakt (Pin 2) wird manuell nach links oder rechts eingestellt, um den effektiven Widerstand der Rheostate wie gezeigt zu erhöhen oder zu verringern.,
Wie bei Drehpotentiometern sind auch Mehrgangschieber-Rheostate erhältlich. Bei einigen Typen werden feste elektrische Verbindungen zum Widerstandsdraht hergestellt, um einen festen Widerstandswert zwischen zwei beliebigen Anschlüssen zu erhalten. Solche Zwischenverbindungen werden allgemein als „Tappings“ bezeichnet, der gleiche Name wie bei Transformatoren.,
Lineare oder logarithmische Potentiometer
Der beliebteste Typ von variablem Widerstand und Potentiometer ist der lineare Typ oder linearer Kegel, dessen Widerstandswert an Pin 2 linear variiert, wenn er eingestellt wird, wodurch eine Kennlinie erzeugt wird, die eine gerade Linie darstellt. Das heißt, die resistive Spur hat die gleiche Widerstandsänderung pro Drehwinkel entlang der gesamten Länge der Spur.
Wenn der Scheibenwischer also 20% seines Gesamtweges gedreht wird, beträgt sein Widerstand 20% des Maximums oder des Minimums., Dies liegt hauptsächlich daran, dass ihr resistives Spurelement aus Kohlenstoffkompositen, Keramik-Metall-Legierungen oder leitfähigen Kunststoffen besteht, die über ihre gesamte Länge eine lineare Eigenschaft aufweisen.
Das Widerstandselement eines Potentiometers erzeugt jedoch möglicherweise nicht immer eine gerade Liniencharakteristik oder eine lineare Widerstandsänderung über seinen gesamten Verfahrbereich, wenn der Wischer eingestellt wird, sondern kann stattdessen eine sogenannte logarithmische Widerstandsänderung erzeugen.,
Logarithmische Potentiometer sind grundsätzlich sehr beliebte nichtlineare oder nichtproportionale Potentiometertypen, deren Widerstand logarithmisch variiert. Logarithmische oder“ Log “ – Potentiometer werden häufig als Lautstärke – und Verstärkungsregler in Audioanwendungen verwendet, bei denen sich die Dämpfung als logarithmisches Verhältnis in Dezibel ändert. Dies liegt daran, dass die Empfindlichkeit gegenüber Schallpegeln des menschlichen Ohrs logarithmisch reagiert und daher nicht linear ist.,
Wenn wir ein lineares Potentiometer verwenden möchten, um die Lautstärke zu steuern, würde es dem Ohr den Eindruck vermitteln, dass der größte Teil der Lautstärkeregelung auf ein Ende der Pots-Spur beschränkt war. Das logarithmische Potentiometer vermittelt jedoch den Eindruck einer gleichmäßigeren und ausgewogeneren Lautstärkeregelung über die volle Umdrehung des Lautstärkereglers.
Der Betrieb eines logarithmischen Potentiometers beim Einstellen besteht also darin, ein Ausgangssignal zu erzeugen, das eng mit der nichtlinearen Empfindlichkeit des menschlichen Ohrs übereinstimmt und den Lautstärkepegel so macht, als würde er linear ansteigen., Einige billigere logarithmische Potentiometer sind jedoch exponentieller bei Widerstandsänderungen als logarithmisch, werden jedoch immer noch als logarithmisch bezeichnet, da ihre resistive Reaktion auf einer Log-Skala linear ist. Neben logarithmischen Potentiometern gibt es auch anti-logarithmische Potentiometer, bei denen ihr Widerstand zunächst schnell zunimmt, sich dann aber ausgleicht.
Alle Potentiometer und Rheostaten sind in einer Auswahl verschiedener resistiver Spuren oder Muster erhältlich, die als Gesetze bezeichnet werden und entweder linear, logarithmisch oder antilogarithmisch sind., Diese Begriffe werden häufiger mit lin, log und anti-log abgekürzt.
Der beste Weg, um den Typ oder das Gesetz eines bestimmten Potentiometers zu bestimmen, besteht darin, die Pots-Welle auf die Mitte ihres Weges einzustellen, dh auf halbem Weg, und dann den Widerstand über jede Hälfte vom Wischer bis zum Endanschluss zu messen. Wenn jede Hälfte mehr oder weniger gleichen Widerstand hat, dann ist es ein lineares Potentiometer. Wenn der Widerstand bei etwa 90% auf die eine und 10% auf die andere Weise aufgeteilt zu sein scheint, besteht die Möglichkeit, dass es sich um ein logarithmisches Potentiometer handelt.,
Potentiometerübersicht
In diesem Tutorial über Potentiometer haben wir gesehen, dass ein Potentiometer oder ein variabler Widerstand im Wesentlichen aus einer Widerstandsspur mit einer Verbindung an beiden Enden und einem dritten Anschluss besteht, der als Wischer bezeichnet wird mit der Position des Wischers, der die Widerstandsspur teilt. Die Position des Wischers auf der Schiene wird mechanisch durch Drehen einer Welle oder mit einem Schraubendreher eingestellt.
Variable Widerstände können in eine von zwei Betriebsarten eingeteilt werden – den variablen Spannungsteiler oder den variablen Strom-Rheostat., Das Potentiometer ist eine Dreiklemmenvorrichtung, die für die Spannungsregelung verwendet wird, während der Rheostat eine Zweiklemmenvorrichtung ist, die für die Stromregelung verwendet wird.,
Dann sind Potentiometer, Trimmer und Rheostat elektromechanische Geräte, die so ausgelegt sind, dass ihre Widerstandswerte leicht geändert werden können., Sie können als Single-Turn-Töpfe, Presets, Slider-Töpfe oder als Multi-Turn-Trimmer ausgelegt werden. Drahtgewickelte Rheostate werden hauptsächlich zur Steuerung eines elektrischen Stroms verwendet. Potentiometer und Rheostate sind auch als Multi-Gang-Geräte erhältlich und können entweder als linear Taper oder logarithmisch Taper klassifiziert werden.
So oder so können Potentiometer eine hochpräzise Erfassung und Messung für lineare oder rotierende Bewegungen bereitstellen, da ihre Ausgangsspannung proportional zur Position der Scheibenwischer ist., Die Vorteile von Potentiometern umfassen niedrige Kosten, einfache Bedienung, viele Formen, Größen und Designs und können in einer Vielzahl von verschiedenen Anwendungen verwendet werden.
Ihre Nachteile als mechanische Vorrichtungen umfassen jedoch einen eventuellen Verschleiß des Gleitkontaktwischers und / oder der Spur, begrenzte Strombehandlungsfähigkeiten (im Gegensatz zu Rheostaten), elektrische Leistungseinschränkungen und Drehwinkel, die für einzelne Drehtöpfe auf weniger als 270 Grad begrenzt sind.