Potentiometerschaltung:Wie sie funktionieren und wofür sie verwendet werden

Potentiometer sind elektronische Bauteile. Dieser Artikel beschreibt diesen Widerstand im Detail. Lesen Sie also weiter, um mehr zu erfahren.

1. Kurze Einführung in Potentiometer (POT)

(Schaltungssymbol eines Potentiometers)

Ein Potentiometer (auch Potentiometer oder Potmeter genannt) besteht aus einem variablen Widerstand mit drei Anschlüssen, dessen Widerstand manuell variiert wird, um den elektrischen Stromfluss zu steuern. Ein Spannungsteiler erzielt eine einstellbare Ausgangsspannung.

Typischerweise hat ein normales Potentiometer drei Anschlüsse, die einen Widerstand, einen Schleifer und eine Welle umfassen. Widerstandsmaterialien stellen Potentiometer her, und Sie stellen diese Materialien her, indem Sie Keramik- und Metallpartikel, wie z. B. eine Kohlenstoffzusammensetzung, zusammenzementieren, bevor Sie sie kombinieren, um Cermet herzustellen.

Außerdem besteht jedes Potentiometer aus zwei Teilen:einem gleitenden Abschnitt und einem nicht gleitenden Abschnitt. Wischer bezieht sich dann auf den Schleifkontakt des Potentiometers, der sich mit dem Draht bewegt. Wischer können sich entweder rotierend oder translatorisch oder beides bewegen.

Ihr Widerstandselement, die Schiene, ist mit zwei Anschlüssen verbunden, während sich Ihr dritter auf den Schleifkontakt bezieht. Dieser Anschluss steuert einen variablen Widerstand. Es sind sowohl abgewinkelte als auch flache Widerstände geeignet. Wenn Sie Winkeldesigns verwenden, sind Wischer linear, aber drehend, wenn Sie flache Designs verwenden.

Der Widerstand kann sich von Null auf eine definierte Obergrenze ändern, indem Sie den Kontakt über einen Widerstandsstreifen an Ihren elektrischen Geräten schieben. Nach dem Ohmschen Gesetz ändert sich der Strom durch den Stromkreis, wenn sich der Widerstand ändert. Dieser Vorgang verändert wiederum die Spannung über dem Widerstandsmaterial.

2. Verschiedene Arten von Potentiometern

(Schiebepotentiometer)

Basierend auf der Geometrie des Widerstandsstreifens gibt es zwei Arten von Potentiometern:

• Drehpotentiometer
• Linearpotentiometer

Einer hat einen bogenförmigen Widerstandsstreifen, während der andere einen Schleifer hat, der linear über diesen Streifen gleitet.

Drehpotentiometer

Sie verwenden hauptsächlich ein Drehpotentiometer, um die Versorgungsspannung an einen bestimmten Teil einer elektronischen Schaltung anzupassen. Der Lautstärkeregler eines Radiotransistors ist ein Beispiel für ein Drehpotentiometer, das mit seinem Drehknopf die Stromversorgung für den Verstärker in Audiogeräten regelt.

Zwischen die beiden Anschlusskontakte des Potentiometers legen Sie einen halbkreisförmigen halbohmigen Widerstand. Als nächstes verbindet ein mit einem Drehknopf befestigter Schleifkontakt den Mittelstift des Geräts mit dem Widerstand. Durch Drehen des Knopfes bewegt sich der Schleifkontakt auf dem halbkreisförmigen Widerstand. Danach erhalten Sie eine Fremdspannung zwischen dem Schleifkontakt und einem Endkontakt des Widerstands. Batterieladegeräte für Umspannwerke verwenden einen Topf, um die Ladespannung Ihrer Stromanwendung anzupassen.

Üblicherweise helfen Drehpotentiometer dabei, die Spannung reibungslos zu steuern, aber es gibt viele andere Verwendungsmöglichkeiten für sie.

Lineares Potentiometer

Linearpotentiometer sind identisch mit Drehpotentiometern, aber der Gleitkontakt bewegt sich linear und nicht rotierend. Sie sind auch als Audio Taper bekannt. Ein gerader Widerstand ist an zwei Enden mit der Spannungsquelle verbunden. Und durch eine an dem Widerstand angebrachte Schiene wird ein Schleifkontakt an dem Widerstand angebracht. Ein Anschluss des Schleifkontakts ist mit dem Eingangskreis verbunden, während der andere Anschluss des Widerstands mit dem Ausgangskreis verbunden ist.

In unserem täglichen Leben verwenden wir diese Art von Potentiometer, um die Spannung über einem Zweig eines Stromkreises zu messen, den Innenwiderstand einer Batteriezelle zu messen, eine Batteriezelle mit einer Standardzelle zu vergleichen und schließlich für ein Gleichgewicht bei der Musik- und Klangmischung zu sorgen Systeme.

3. Funktionsprinzip der Potentiometerschaltung

(Ein Potentiometer mit Widerstandselementen, das äquivalente Festwiderstände zeigt.)

Durch Verbinden seiner drei Anschlüsse mit einem Stromkreis steuert ein Potentiometer seinen Ausgang. Einer der Anschlüsse wird mit dem Schleifer verbunden, und dann werden zwei der festen Anschlüsse mit beiden Enden der Widerstandselemente verbunden, wenn sich ihre Gleitkontakte bewegen und konsistente Widerstandsformen bilden. Potentiometer legen eine Spannung über den Widerstand eines Widerstands an. Sie können also die Ausgangsspannung berechnen, indem Sie den Spannungsabfall zwischen den Schleif- und Festkontakten betrachten.

Auch hier ist es möglich, Potentiometer als Spannungsteiler zu verwenden. Typischerweise sind alle drei Pins mit dem Potentiometer verbunden, um als Spannungsteiler zu fungieren. Wenn Sie also das Potentiometer als Spannungsteiler verwenden, bestimmt die Schleiferposition die Ausgangsspannung.

4. Die Eigenschaften des Potentiometers

Die Hauptmerkmale von Potentiometern sind wie folgt:

KEGELUNG

Ein Potentiometerkegel ist eine Beziehung zwischen der Position des Schleifkontakts und seinem Widerstand. Darüber hinaus ist die Beziehung zwischen relativer Position und Widerstandsverhältnis bei der überwiegenden Mehrheit der variablen Widerstände normalerweise linear. Beispielsweise beträgt der variable Widerstand die Hälfte seines Skalenendwerts, wenn sich der Schleifkontakt in der Mittelstellung befindet. Die Verwendung von nicht-linearen logarithmischen Verjüngungen ist in alltagsspezifischen aktiven Geräten üblich, einschließlich der Audio-Lautstärkeregelung.

Markierungscodes

Bei der Auswahl sollten Sie den maximalen Widerstand eines Potentiometers berücksichtigen. Hersteller verwenden Markierungscodes, da sie helfen, den maximalen Widerstand Ihres Ohm-Widerstands anzuzeigen. Zum Beispiel bedeutet ein mit einem Widerstand von 100 K gekennzeichneter Topf, dass seine maximale Grenze 100 Ohm beträgt.

Auflösung

Wir können den Widerstand des Topfes nur bis zu einem gewissen Grad ändern, indem wir den Widerstand variieren. Die Auflösung eines Pots ist seine Fähigkeit, den Widerstand zu ändern. Wenn wir also sagen, dass der Topfwiderstand 20 kOhm beträgt, beträgt die minimale Widerstandsänderung bei einer Auflösung von 0,5 0,5 Ω, und die Werte, die wir für die kleinsten Änderungen erhalten, betragen 0,5, 1,5, 2 Ohm>

Hop-On-Hop-Off-Widerstand 

Wie wir bereits wissen, hat ein Topf drei Anschlüsse. Und an jedem Anschluss befindet sich ein Metall mit niedrigem Widerstand. Infolgedessen tritt immer dann, wenn der Wischer in diesen Bereich eintritt oder ihn verlässt, eine plötzliche Widerstandsänderung auf. Dies ist der Hop-on-Hop-off-Widerstand.

5. Anwendung von Potentiometern

(Ein Potentiometer wird kalibriert und misst dann eine unbekannte Spannung. R₁ ist der Widerstand des gesamten Widerstandsdrahts.)

Ein Potentiometer arbeitet im Wesentlichen als einstellbarer Spannungsteiler. Man verwendet es jedoch auch in vielen Branchen und Anwendungen. In dieser Liste kategorisieren wir einige der Anwendungen von Potentiometern:

1. Potentiometer als Controller:

• Erstens können Potentiometer in Anwendungen, in denen eine manuelle Änderung der Eingangsspannung erforderlich ist, als benutzergesteuerte Eingabegeräte fungieren. Es ist beispielsweise üblich, dass Gaspedale Dual-Gang-Poti sind, um die Redundanz des Systems zu erhöhen. Wir verwenden Joysticks auch als benutzergesteuerte Eingaben in Maschinen.
• In Audiosystemen. Aufgrund der logarithmischen Reaktion unseres Gehörs auf den Schalldruck ist es auch üblich, dass Lautstärkeregler Potentiometer mit logarithmischer Verjüngung verwenden. Dies ist ein logarithmisches Taper-Potentiometer. Der Übergang von einem lauten zu einem leisen Ton (und umgekehrt) wird mit einem logarithmischen Taper-Potentiometer glatter. Motorisierte Potis mit logarithmischer Verjüngung übernehmen hauptsächlich diese Anwendung.

2. Potentiometer als Messgeräte:

• Potentiometer sind Standardinstrumente zur Spannungsmessung, und ihr ursprünglicher Zweck bestand darin, die Versorgungsspannung zu messen und zu steuern.
• Außerdem können Sie sie als Wandler zum Messen von Entfernungen und Winkeln verwenden, da sie die Position des Scheibenwischers in elektrische Leistung umwandeln.

3. Potentiometer als Tuner und Kalibratoren:

• Zu guter Letzt ist es möglich, Potentiometer in einer Schaltung zu verwenden, um die gewünschte Ausgabe zu erhalten. Es ist auch üblich, beim Kalibrieren eines Geräts einen voreingestellten Poti auf einer Leiterplatte zu montieren. Die meisten davon bleiben dauerhaft auf der Platine.

Zusammenfassen

Abschließend lässt sich sagen, dass ein Potentiometer in mehreren verschiedenen aktiven Geräten enthalten ist, die wir täglich verwenden. Es gibt verschiedene Arten von Potentiometern und sie haben typischerweise drei Anschlüsse, darunter einen Widerstand, einen Schleifer und eine Welle.

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