Potencjometry: Materiały Konstrukcja i Zastosowania
Rezystor potencjometryczny to rodzaj zmiennego rezystora, który może dostosować prąd lub napięcie w obwodzie elektrycznym. Rezystory potencjometryczne są często używane jako urządzenia sterujące mocy, takie jak kontrolowanie prędkości silnika elektrycznego, jasności światła lub temperatury pieca elektrycznego. Rezystory potencjometryczne są również używane do pomiaru nieznanych napięć lub różnic potencjałów poprzez ich zrównoważenie z znanymi.
Czym jest rezystor potencjometryczny?
Rezystor potencjometryczny definiuje się jako urządzenie, które może zmieniać rezystancję w obwodzie elektrycznym poprzez zmianę położenia punktu kontaktowego wzdłuż elementu rezystywnego.
Element rezystywny może być metalowym drutem, węglowym prętem lub roztworem ciekłym. Punkt kontaktowy może być przesuwającym się terminalem, obracającą się gałką lub ramieniem wycierakiem.
Rezystancja rezystora potencjometrycznego zależy od długości i przekroju poprzecznego elementu rezystywnego, a także od materiału, z którego jest wykonany. Rezystancję można obliczyć za pomocą wzoru:
gdzie R oznacza rezystancję, ρ to rezystywność materiału, l to długość elementu rezystywnego, a A to przekrój poprzeczny.
Prąd przez rezystor potencjometryczny można kontrolować, przesuwając punkt kontaktowy bliżej lub dalej od jednego końca elementu rezystywnego. Im bliżej punkt kontaktowy jest do jednego końca, tym mniejsza jest rezystancja i większy prąd. Im dalej punkt kontaktowy jest od jednego końca, tym większa jest rezystancja i mniejszy prąd.
Jak są konstruowane rezystory potencjometryczne?
Rezystory potencjometryczne mogą być konstruowane na różne sposoby, w zależności od ich zastosowania i specyfikacji. Niektóre popularne typy rezystorów potencjometrycznych to:
Rezystory potencjometryczne ze zwojem: Są one tworzone przez nawinięcie długiego drutu z materiału o wysokiej rezystywności na izolujący rdzeń, taki jak ceramika lub plastik.
Drut może być nawinięty w formie spirali lub helisy. Przesuwający się terminal lub obracająca się gałka może poruszać się wzdłuż drutu, aby zmienić rezystancję. Rezystory potencjometryczne ze zwojem są odpowiednie dla dużych prądów i niskich napięć.
Rezystory potencjometryczne węglowe: Są one tworzone przez użycie węglowego pręta lub płytki jako elementu rezystywnego. Ramie wycierakowe może poruszać się wzdłuż powierzchni węglowej, aby zmienić rezystancję. Rezystory potencjometryczne węglowe są odpowiednie dla małych prądów i wysokich napięć.
Rezystory potencjometryczne płynne: Są one tworzone przez użycie prowadzącego roztworu ciekłego, takiego jak woda solna lub kwas, jako elementu rezystywnego. Dwa elektrody są zanurzone w płynie i podłączone do źródła zasilania i obciążenia. Odległość między elektrodami może być zmieniana, aby zmienić rezystancję. Rezystory potencjometryczne płynne są odpowiednie dla bardzo dużych prądów i niskich napięć.
Jakie materiały są używane do produkcji rezystorów potencjometrycznych?
Materiały używane do produkcji rezystorów potencjometrycznych powinny mieć wysoką rezystywność, wysoką temperaturę pracy, wysoką odporność na korozję, odpowiednią wytrzymałość mechaniczną, odpowiednią ciągliwość i niską cenę. Niektóre popularne materiały używane do produkcji rezystorów potencjometrycznych to:
Platyna: Platyna to szlachetny metal, który ma bardzo wysoką rezystywność i temperaturę topnienia. Ma również wysoką odporność na utlenianie, wysoką ciągliwość, dobrą plastyczność, dobrą wytrzymałość mechaniczną i dobrą stabilność przy zmianach temperatury i obciążeń mechanicznych. Jednak platyna jest bardzo droga i rzadka, więc jej zastosowanie w inżynierii elektrycznej jest ograniczone do pieców laboratoryjnych, termometrów opornikowych oraz niektórych rezystorów potencjometrycznych.
Konstantan: Konstantan to stop miedzi z niklem, który ma niski współczynnik temperaturowy rezystancji, co oznacza, że jego rezystywność pozostaje stała w szerokim zakresie temperatur. Ma również wysoką odporność na utlenianie, dobrą wytrzymałość mechaniczną i dobrą stabilność przy zmianach temperatury i obciążeń mechanicznych. Konstantan jest szeroko stosowany do połączeń elektrycznych w instrumentach, takich jak szunt rezystorów, szeregowe rezystory, bagniste rezystory, standardowe rezystory i rezystory potencjometryczne.
Nikhrom: Nikhrom to stop niklu z chromem, który ma wysoką rezystywność i temperaturę topnienia. Ma również wysoką odporność na utlenianie i korozję, dobrą wytrzymałość mechaniczną i dobrą ciągliwość. Nikhrom jest szeroko stosowany do elementów grzewczych i rezystorów potencjometrycznych ze zwojem.
Jakie są niektóre zastosowania rezystorów potencjometrycznych?
Rezystory potencjometryczne mają wiele zastosowań w różnych dziedzinach inżynierii i nauki. Niektóre przykłady to:
Sterowanie mocą: Rezystory potencjometryczne mogą być używane do sterowania mocą urządzeń takich jak silniki elektryczne, światła, piecyki, piece itp. Poprzez zmianę rezystancji rezystora potencjometrycznego w szeregu z urządzeniem, można dostosować napięcie lub prąd podawany do niego.
Dzielnik napięcia: Rezystory potencjometryczne mogą być używane do dzielenia źródła napięcia na mniejsze frakcje, łącząc je szeregowo. Poprzez zmianę rezystancji jednego lub więcej rezystorów potencjometrycznych w obwodzie dzielnika napięcia, można uzyskać różne napięcia wyjściowe.
Potencjometr: Rezystory potencjometryczne mogą być używane do pomiaru nieznanego napięcia lub różnicy potencjałów poprzez ich zrównoważenie z znanymi. Potencjometr to rodzaj rezystora potencjometrycznego, który ma trzy terminale: jeden podłączony do stałego końca elementu rezystywnego, jeden podłączony do zmiennego punktu kontaktowego wzdłuż niego, a jeden podłączony do zewnętrznego obwodu. Poprzez dostosowanie położenia punktu
