Potensiometer: Definisjon typer og arbeidsprinsipp

Hva er en potensiometer?

En potensiometer (også kjent som en pot eller potmeter) defineres som en treterminal variabel motstand der motstanden manuelt varieres for å kontrollere strømstyrken av elektrisk strøm. En potensiometer fungerer som en justerbar spenningsdeler.

Hvordan fungerer en potensiometer?

En potensiometer er en passiv elektronisk komponent. Potensiometer fungerer ved å variere posisjonen til en glidende kontakt over en uniform motstand. I en potensiometer brukes hele inngangsspenningen over hele lengden av motstanden, og utgangsspenningen er spenningstapet mellom den faste og glidende kontakten som vist nedenfor.

En potensiometer har de to terminalene til inngangskilden festet til enden av motstanden. For å justere utgangsspenningen flyttes glidende kontakten langs motstanden på utgangssiden.

Dette er annerledes enn en rheostat, der her er en ende fast og den glidende terminalen er koblet til kretsen, som vist nedenfor.

Dette er et svært grunnleggende instrument brukt for å sammenligne emf av to celler og for kalibrering av ammeter, voltmeter og watt-meter. Den grunnleggende arbeidsprinsippet for en potensiometer er ganske enkelt. Anta at vi har koblet to batterier parallelt gjennom en galvanometer. De negative batteriterminalene er koblet sammen og de positive batteriterminalene er også koblet sammen gjennom en galvanometer som vist i figuren nedenfor.

Her, hvis elektriske potensial av begge battericeller er nøyaktig det samme, er det ingen sirkulerende strøm i kretsen, og dermed viser galvanometret null avvik. Arbeidsprinsippet for potensiometer baserer seg på dette fenomenet.

La oss nå tenke på en annen krets, hvor et batteri er koblet over en motstand via en bryter og en rheostat som vist i figuren nedenfor.

Motstanden har uniform elektrisk motstand per enhet lengde over sin lengde. Derfor er spenningstapet per enhet lengde av motstanden likt over dens lengde. Anta at, ved å justere rheostaten, får vi v volt spenningstap per enhet lengde av motstanden.

Nå er den positive terminalen av en standard celle koblet til punkt A på motstanden, og den negative terminalen av samme er koblet med en galvanometer. Den andre enden av galvanometret er i kontakt med motstanden via en glidende kontakt som vist i figuren ovenfor. Ved å justere denne glidende enden, finnes et punkt som B der det ikke er noen strøm gjennom galvanometret, dermed ingen avvik i galvanometret.

Dette betyr at emf av standardcellen er akkurat balansert av spenningen som oppstår i motstanden mellom punkt A og B. Nå hvis avstanden mellom punkt A og B er L, kan vi skrive emf av standardcelle E = Lv volt.

Slik måler en potensiometer spenningen mellom to punkter (her mellom A og B) uten å ta noen strømkomponent fra kretsen. Dette er spesiellheten til en potensiometer, den kan måle spenning mest nøyaktig.

Potensiometer Typer

Det er to hovedtyper potensiometer:

• Rotasjonspotensiometer

• Lineært potensiometer

Selv om de grunnleggende konstruksjonsmessige egenskapene til disse potensiometer varierer, er arbeidsprinsippet for begge typer potensiometer det samme.

Merk at dette er typer av DC-potensiometer – typene av AC-potensiometer er litt forskjellige.

Rotasjonspotensiometer

Rotasjonsbaserte potensiometer brukes hovedsakelig for å få justerbar strømforsyning til en del av elektroniske og elektriske kretser. Volumkontrolleren i en radiotransistor er et populært eksempel på et rotasjonsbasert potensiometer, der rotasjonshjulet på potensiometeret kontrollerer strømmen til forsterkeren.

Denne typen potensiometer har to terminalkontakter mellom hvilke en uniform motstand er plassert i en halvsirkelform. Enhetsligningen har også en midtre terminal som er koblet til motstanden gjennom en glidende kontakt festet med et rotasjonshjul. Ved å rotere hjulet kan man flytte glidende kontakten på den halvsirkelformede motstanden. Spenningen tas mellom motstandsendekontakt og glidende kontakt. Potensiometeret er også kjent som POT for kort. POT brukes også i understasjonsbatteriladere for å justere ladestrømmen til et batteri. Det er mange flere bruksområder for rotasjonsbaserte potensiometer der jevn spenningkontroll er nødvendig.

Lineære Potensiometer

Det lineære potensiometeret er i grunnen det samme, men den eneste forskjellen er at her istedenfor rotasjonsbevegelse blir glidende kontakten beveget lineært på motstanden. Her er to ender av en rett motstand koblet over kildevoltsen. En glidende kontakt kan skydes på motstanden gjennom en spor festet sammen med motstanden. Terminalen koblet til glidende kontakt er koblet til en ende av utdatakretsen, og en av terminalene til motstanden er koblet til den andre enden av utdatakretsen.

Denne typen potensiometer brukes hovedsakelig for å måle spenningen over en gren av en krets, for å måle den indre motstanden av en battericelle, for å sammenligne en battericelle med en standardcelle, og i dagliglivet brukes den ofte i equalizeren til musikk- og lydmiksesystemer.

Digitale Potensiometer

Digitale potensiometer er treterminalenheter, to faste sluttede terminaler og en wiper-terminal som brukes til å variere utgangsspenningen.

Digitale potensiometer har mange anvendelsesområder, inkludert kalibrering av et system, justering av offsetspenning, justering av filtre, kontroll av skjermlysstyrke, og kontroll av lydstyrke.

Men mekaniske potensiometer lider av noen alvorlige ulemper som gjør dem uaktuelt for applikasjoner der presisjon kreves. Størrelse, wiper-forurensning, mekanisk slitasje, motstandsdrift, følsomhet for vibrasjon, fuktighet, etc. er noen av de hovedulempene ved et mekanisk potensiometer. Derfor for å overvinne disse ulemper, er digitale potensiometer mer vanlige i applikasjoner siden de gir høyere nøyaktighet.

Digital Potensiometer Krets

Kretsen til et digitalt potensiometer består av to deler, først motstandselementet sammen med elektroniske switcher, og andre styrekretsen til wiper. Figuren nedenfor viser begge deler henholdsvis.