Potenciometer: Definicija vrste in načelo delovanja

Kaj je potenciometer?

Potenciometer (tudi poznana kot pot ali potmeter) je definiran kot trikotnikov varljiv upor, v katerem je upornost ročno spreminjana za nadzor pretoka električnega toka. Potenciometer deluje kot prilagodljivi delilnik napetosti.

Kako deluje potenciometer?

Potenciometer je pasivni elektronski komponenta. Deluje tako, da spreminja položaj klizne stikala na enakomerno upornosti. V potenciometru je celotna vhodna napetost priključena na celotno dolžino upora, in izhodna napetost je padec napetosti med fiksiranim in kliznim stikalom, kot je prikazano spodaj.

Potenciometer ima dva terminala vhodnega virja fiksirana na konec upora. Za prilagoditev izhodne napetosti se klizno stikalo premika po uporu na strani izhoda.

To je drugačno od reostata, kjer je en konec fiksiran in klizno stikalo povezano s shemo, kot je prikazano spodaj.

To je zelo osnovno orodje, uporabljeno za primerjavo emf dveh celic in za kalibracijo ampermetrov, voltmetrov in vatmetrov. Osnovni delovni princip potenciometra je precej preprost. Predpostavimo, da smo povezali dve bateriji vzporedno skozi galvanomer. Negativne terminali baterij sta povezana skupaj, pozitivna terminala pa tudi skupaj skozi galvanomer, kot je prikazano na spodnjem prikazu.

Če je električni potencial obeh baterijskih celic natanko enak, ni cirkulirajočega toka v shemi in zato galvanomer ne kaže nobenega odmika. Delovanje potenciometra temelji na tem pojedini.

Zdaj razmislimo o drugi shemi, kjer je baterija priključena na upor skozi preklopnik in reostat, kot je prikazano na spodnjem prikazu.

Upor ima enakomerno električno upornost na enoto dolžine skozi svojo dolžino.
Zato je padec napetosti na enoto dolžine upora enak skozi njegovo dolžino. Predpostavimo, da s prilagajanjem reostata dobimo v volt padec napetosti na enoto dolžine upora.

Zdaj pozitiven terminal standardne celice povežemo s točko A na uporu, negativen terminal iste pa s galvanomerjem. Drugi konec galvanomerja je v stiku s uporom skozi klizno stikalo, kot je prikazano na zgornjem prikazu. S prilagajanjem tega kliznega konca najdemo točko, kot je B, kjer ni toka skozi galvanomer, zato tudi ni odmika na galvanomerju.

To pomeni, da je emf standardne celice ravno uravnotežena z napetostjo, ki se pojavlja v uporu med točkama A in B. Če je razdalja med točkama A in B L, lahko zapišemo emf standardne celice E = Lv volt.

Tako meri potenciometer napetost med dvema točkama (tukaj med A in B) brez vzemanja kakršnegakoli tokovnega komponenta iz sheme. To je posebnost potenciometra, saj lahko najtočneje meri napetost.

Vrste potenciometrov

Obstajata dve glavni vrsti potenciometrov:

• Rotacijski potenciometer

• Linearni potenciometer

Čeprav se osnovne zgradbene značilnosti teh potenciometrov razlikujejo, je delovni princip obema vrstama potenciometrov enak.

Opomba, da so to vrste DC potenciometrov – vrste AC potenciometrov so rahlo drugačne.

Rotacijski potenciometri

Rotacijske vrste potenciometrov se uporabljajo predvsem za pridobivanje prilagodljivega napajanja dele elektronskih in električnih shem. Regulator glasnosti radiotransistorja je priljubljen primer rotacijskega potenciometra, kjer rotacijsko gumbovico potenciometra uporabljamo za nadzor napajanja posiljevalnika.

Ta vrsta potenciometra ima dva terminalna stikala, med katerima je postavljen enakomeren upor v polkrožnem vzorecu. Naprava ima tudi srednji terminal, ki je povezan s uporom skozi klizno stikalo, ki je pripeto na rotacijsko gumbovico. Z vrtenjem gumbovice lahko premaknemo klizno stikalo na polkrožnem uporu. Napetost se meri med končnim stikalom upora in kliznim stikalom. Potenciometer se tudi imenuje POT. POT se uporablja tudi v podstanicih za napajanje baterij, da se prilagodi napetost napajanja baterije. Obstaja številna uporaba rotacijskega potenciometra, kjer je potrebno gladko nadzorovanje napetosti.

Linearni potenciometri

Linearni potenciometer je bistveno enak, le da se namesto vrtenja klizno stikalo premika linearno po uporu. Tukaj sta dva konca ravne upornosti povezana skozi vir napetosti. Klizno stikalo se lahko premika po uporu skozi sled, ki je priložena skupaj s uporom. Terminal, povezan s kliznim stikalom, je povezan s enim koncem izhodne sheme, en terminal upora pa s drugim koncem izhodne sheme.

Ta vrsta potenciometra se uporablja predvsem za merjenje napetosti na vejah shem, za merjenje notranje upornosti baterijske celice, za primerjavo baterijske celice s standardno celico in v našem vsakdanjem življenju se pogosto uporablja v ekvalizerju glasbe in sistemih za mešanje zvoka.

Digitalni potenciometri

Digitalni potenciometri so tri-terminalne naprave, dva fiksna končna terminala in en terminal wiper, ki se uporablja za spreminjanje izhodne napetosti.

Digitalni potenciometri imajo različne uporabe, vključno z kalibracijo sistema, prilagajanjem offset napetosti, nalaganjem filtrov, nadzorom svetlosti zaslona in nadzorom glasnosti zvoka.

Vendar pa mehanski potenciometri trpijo zaradi nekaterih resnih slabosti, ki jih niso primerni za uporabo, kjer je potrebna točnost. Velikost, onesnaženost kliznega stikala, mehanski nosilnost, driftna upornost, občutljivost na vibracije, vlago itd. so nekatere od glavnih slabosti mehanskega potenciometra. Zato, da bi premostili te pomanjkljivosti, so digitalni potenciometri bolj pogosti v uporabah, ker zagotavljajo višjo točnost.

Šema digitalnega potenciometra

Šema digitalnega potenciometra sestoji iz dveh delov, prvič upornega elementa skupaj s elektronskimi preklopniki in drugič kontrolne šeme kliznega stikala. Spodnji prikaz prikazuje oba dela.

Prvi del je mreža upornikov, in vsak vozliščni točki je povezana s skupno točko W, razen končnih točk A in B, skozi dvosmerni elektronski preklop. Terminal W je terminal kliznega stikala. Vsak od preklopnikov je zasnovan s CMOS tehnologijo in samo eden izmed vseh preklopnikov je v stanju ON na dani čas operacije potenciometra.

Preklop, ki je ON, določa upornost potenciometra, in število preklopnikov določ