Ποτενσιόμετρο: Ορισμός, Τύποι και Λειτουργικό Αρχή

Τι είναι Ποτενσιόμετρο

Ένα ποτενσιόμετρο (επίσης γνωστό ως pot ή potmeter) ορίζεται ως τριμερής μεταβλητός αντιστάτης στον οποίο η αντίσταση μεταβάλλεται χειροκίνητα για να ελέγχει την ροή του ηλεκτρικού ρεύματος. Το ποτενσιόμετρο λειτουργεί ως προσαρμόσιμος διαιρέτης τάσης.

Πώς λειτουργεί ένα Ποτενσιόμετρο

Το ποτενσιόμετρο είναι ένα ενεργητικό ηλεκτρονικό συσταγματικό στοιχείο. Τα ποτενσιόμετρα λειτουργούν μεταβάλλοντας τη θέση ενός κινούμενου επαφής σε έναν ομοιόμορφο αντιστάτη. Σε ένα ποτενσιόμετρο, η συνολική εισόδου τάση εφαρμόζεται σε όλη τη διάμετρο του αντιστάτη, και η εξόδου τάση είναι η πτώση τάσης μεταξύ της σταθερής και της κινούμενης επαφής, όπως φαίνεται παρακάτω.

Το ποτενσιόμετρο έχει τα δύο πέρατα της εισόδου πηγής σταθερά στα άκρα του αντιστάτη. Για να προσαρμοστεί η εξόδου τάση, η κινούμενη επαφή μετακινείται κατά μήκος του αντιστάτη στην πλευρά της εξόδου.

Αυτό είναι διαφορετικό από ένα ρειστάτη, όπου εδώ ένα άκρο είναι σταθερό και η κινούμενη επαφή είναι συνδεδεμένη με το περίπου, όπως φαίνεται παρακάτω.

Είναι ένα πολύ βασικό όργανο που χρησιμοποιείται για τη σύγκριση της ηλεκτροδυναμικής δύο στοιχείων και για την καλιβρώση αμπερομέτρων, βολτομέτρων, και βατομέτρων. Η βασική λειτουργική αρχή του ποτενσιόμετρου είναι αρκετά απλή. Υποθέτουμε ότι έχουμε συνδεθεί δύο μπαταρίες παράλληλα μέσω ενός γαλβανόμετρου. Τα αρνητικά άκρα των μπαταριών είναι συνδεδεμένα μαζί και τα θετικά άκρα των μπαταριών είναι επίσης συνδεδεμένα μέσω ενός γαλβανόμετρου, όπως φαίνεται στο παρακάτω σχήμα.

Εδώ, αν η ηλεκτρική δυναμική των δύο στοιχείων μπαταρίας είναι ακριβώς η ίδια, δεν υπάρχει κυκλοφορούντα ρεύμα στο περίπου και, επομένως, το γαλβανόμετρο δείχνει μηδενική αποκλίνση. Η λειτουργική αρχή του ποτενσιόμετρου εξαρτάται από αυτό το φαινόμενο.

Τώρα ας σκεφτούμε ένα άλλο περίπου, όπου μια μπαταρία είναι συνδεδεμένη με έναν αντιστάτη μέσω ενός τελεστήρα και ενός ρειστάτη, όπως φαίνεται στο παρακάτω σχήμα.

Ο αντιστάτης έχει ομοιόμορφη ηλεκτρική αντίσταση ανά μονάδα μήκους σε όλη τη διάμετρό του.
Επομένως, η πτώση τάσης ανά μονάδα μήκους του αντιστάτη είναι ίδια σε όλη τη διάμετρό του. Υποθέτουμε, ότι, προσαρμόζοντας τον ρειστάτη, παίρνουμε v βολτ πτώση τάσης που εμφανίζεται ανά μονάδα μήκους του αντιστάτη.

Τώρα, το θετικό άκρο ενός πρότυπου στοιχείου συνδέεται με το σημείο A στον αντιστάτη και το αρνητικό άκρο του ίδιου συνδέεται με ένα γαλβανόμετρο. Το άλλο άκρο του γαλβανόμετρου είναι σε επαφή με τον αντιστάτη μέσω μιας κινούμενης επαφής, όπως φαίνεται στο παρακάτω σχήμα. Προσαρμόζοντας αυτή τη κινούμενη επαφή, βρίσκεται ένα σημείο όπως το B, όπου δεν υπάρχει ρεύμα μέσω του γαλβανόμετρου, επομένως καμία αποκλίνση στο γαλβανόμετρο.

Αυτό σημαίνει, η ηλεκτροδυναμική του πρότυπου στοιχείου είναι ακριβώς ισορροπημένη από την τάση που εμφανίζεται στον αντιστάτη μεταξύ των σημείων A και B. Τώρα, αν η απόσταση μεταξύ των σημείων A και B είναι L, τότε μπορούμε να γράψουμε ηλεκτροδυναμική πρότυπου στοιχείου E = Lv βολτ.

Έτσι, ένα ποτενσιόμετρο μετρά την τάση μεταξύ δύο σημείων (εδώ μεταξύ A και B) χωρίς να παίρνει καμία συνιστώσα ρεύματος από το περίπου. Αυτή είναι η ειδικότητα του ποτενσιόμετρου, μπορεί να μετρήσει την τάση με τη μεγαλύτερη ακρίβεια.

Τύποι Ποτενσιόμετρων

Υπάρχουν δύο βασικοί τύποι ποτενσιόμετρων:

• Περιστρεφόμενο ποτενσιόμετρο

• Γραμμικό ποτενσιόμετρο

Αν και τα βασικά κατασκευαστικά χαρακτηριστικά αυτών των ποτενσιομέτρων διαφέρουν, η λειτουργική αρχή και των δύο τύπων ποτενσιομέτρων είναι η ίδια.

Σημειώστε ότι αυτοί είναι τύποι DC ποτενσιομέτρων - οι τύποι AC ποτενσιομέτρων είναι ελαφρώς διαφορετικοί.

Περιστρεφόμενα Ποτενσιόμετρα

Τα περιστρεφόμενα ποτενσιόμετρα χρησιμοποιούνται κυρίως για την παραγωγή προσαρμόσιμης εφοδιαστικής τάσης σε μέρη ηλεκτρονικών και ηλεκτρικών περιπέδων. Ο ελεγκτής έντασης ενός ραδιοφώνου transistor είναι ένας δημοφιλής τύπος περιστρεφόμενου ποτενσιόμετρου όπου το περιστρεφόμενο ρότερ του ποτενσιόμετρου ελέγχει την εφοδιαστική τάση του ενισχυτή.

Φιλοδώρημα