Potensiometa: Maendeleo, Aina, na Sura za Kufanya Kazi

Kipi ni Potentiometer?

Potentiometer (ambaye pia unaweza kutambuliwa kama pot au potmeter) unatambuliwa kama resistor variable yenye vituo vitatu ambavyo resistance yake inaweza kurudiyadhiwa kwa kutumia mikono ili kusimamia mzunguko wa current ya umeme. Potentiometer huchukua nafasi kama voltage divider ambayo inaweza kurudiyadhiwa.

Jinsi Potentiometer Inafanya Kazi?

Potentiometer ni chanzo cha vifaa vya umeme ambacho linakazi na kutumia mkono. Potentiometers huchukua nafasi kwa kutumia mikono kwa kutumia mikono kwa kutumia mkono kwenye resistance uniform. Katika potentiometer, voltage kamili ya input inatumika kwa urefu kamili wa resistor, na output voltage ni voltage drop kati ya vituo vya fixed na sliding contact kama inavyoelezwa chini.

Potentiometer una vituo viwili vya input source vilivyovifunika kwa mwisho wa resistor. Ili kurekebisha output voltage, sliding contact hujaribu kuzunguka kwenye resistor upande wa output.

Hii ni tofauti na rheostat, ambao hapa moja ya vituo vinavyofunika na vituo vingine vinavyotumika katika mzunguko, kama inavyoelezwa chini.

Hii ni zana muhimu sana inayotumiwa kwa kutambua emf ya cells mbili na kwa kutathmini ammetre, voltmeter, na watt-meter. Mbinu asili ya kufanya kazi ya potentiometer ni rahisi. Tuseme tunamekaa na cells mbili zilizounganishwa parallel kupitia galvanometer. Vituo vya hasi vya cells zimeunganishwa pamoja na vituo vyenye positive vimeunganishwa pamoja kupitia galvanometer kama inavyoelezwa chini.

Hapa, ikiwa electric potential ya cells za battery zote ni sawa, hakuna current inayomzunguka katika mzunguko na kwa hiyo galvanometer haionyeshi deflection. Mbinu ya kufanya kazi ya potentiometer inategemea kwa hii.

Sasa tufikirie kuhusu mzunguko mwingine, ambapo battery imeunganishwa kwenye resistor kupitia switch na rheostat kama inavyoelezwa chini.

Resistor ana electrical resistance uniform kwa kila unit length kwa urefu wote wake.
Hivyo, voltage drop kwa kila unit length ya resistor ni sawa kwa urefu wote wake. Tuseme, kwa kurekebisha rheostat tunapata v volts voltage drop inaonekana kwa kila unit length ya resistor.

Sasa, terminali ya positive ya standard cell imeunganishwa na point A kwenye resistor na terminali ya negative ya ile hiyo imeunganishwa na galvanometer. Ukingo wa mwingine wa galvanometer unapatikana na resistor kupitia sliding contact kama inavyoelezwa chini. Kwa kurekebisha hii sliding end, point kama B inapopata kama hakuna current kupitia galvanometer, bado hakuna deflection katika galvanometer.

Hii ina maana, emf ya standard cell ni tu imetengeneza na voltage inayotokea kwenye resistor kati ya points A na B. Sasa ikiwa umbali kati ya points A na B ni L, basi tunaweza kuandika emf ya standard cell E = Lv volts.

Hivyo ndivyo jinsi potentiometer hutathmini voltage kati ya points mbili (hapa kati ya A na B) bila kutuma component yoyote ya current kutoka kwenye mzunguko. Hii ni utajiri wa potentiometer, inaweza kutathmini voltage kwa ufanisi zaidi.

Aina za Potentiometer

Kuna aina mbili za potentiometer:

• Rotary potentiometer

• Linear potentiometer

Ingawa vipengele vya kimuktazamo vya aina hizi za potentiometer vyanavuka, mbinu ya kufanya kazi ya aina hizi za potentiometer ni sawa.

Tafadhali tafuta kwamba hizi ni aina za DC potentiometers – aina za AC potentiometers ni kidogo tofauti.

Rotary Potentiometers

Aina za rotary potentiometers zinatumika kwa ujumla kutokuza supply voltage inayoweza kurudiyadhiwa kwa sehemu moja ya mzunguko wa electronics na circuits za umeme. Controller wa sauti wa radio transistor ni mfano wa kawaida wa rotary potentiometer ambao knob wa rotary wa potentiometer unahusisha supply kwenye amplifier.

Aina hii ya potentiometer ana vituo viwili vya contact kati ya ambayo resistance uniform imevifunika kwenye msimu wa semi-circle. Kitu pia kina terminali ya kati ambayo imeunganishwa na resistance kupitia sliding contact uliyovifunika na knob wa rotary. Kwa kukurudi knob mtu anaweza kusogeza sliding contact kwenye resistance. Voltage inatumika kati ya contact ya mwisho na sliding contact. Potentiometer pia unaitwa POT kwa fupi. POT pia unatumika katika battery chargers za substation kwa kutathmini charging voltage ya battery. Kuna matumizi mengi zaidi ya rotary type potentiometer ambako control smooth ya voltage inahitajika.

Linear Potentiometers

Linear potentiometer ni kibasiko kibasiko laile kwa hivyo tu tofauti ni kwamba hapa badala ya mzunguko wa rotary sliding contact huenda kwenye resistor linearly. Hapa vituo viwili vya resistor safi viunganishwa kwenye source voltage. Sliding contact anaweza kusogeza kwenye resistor kupitia track uliyovifunika pamoja na resistor. Terminali iliyovifunika na sliding contact imeunganishwa na mwisho mmoja wa output circuit na terminali moja ya resistor imeunganishwa na mwisho mwingine wa output circuit.

Aina hii ya potentiometer inatumika kwa ujumla kutathmini voltage kwenye branch ya mzunguko, kwa kutathmini resistance ya ndani ya battery cell, kwa kulinganisha battery cell na standard cell na katika maisha yetu ya kila siku, inatumika kawaida katika equalizer ya muziki na systems za sound mixing.

Digital Potentiometers

Digital potentiometers ni vifaa vilivyovifunika vituo vitatu, vituo viwili vya mwisho vya fixed na moja ya wiper terminal ambayo inatumika kwa kutathmini output voltage.

Digital potentiometers na matumizi mengi, ikiwa ni kutathmini system, kutathmini offset voltage, kutathmini filters, kutathmini screen brightness, na kutathmini sound volume.

Hata hivyo potentiometers mechanical yanastahimili changamoto kadhaa ambazo yanaweza kufanya si vyovyote vyovutaji katika matumizi ambavyo precision inahitajika. Size, wiper contamination, mechanical wear, resistance drift, sensitivity to vibration, humidity, na kadhaa ni changamoto kuu za potentiometer mechanical. Kwa hiyo kutathmini changamoto hizi, digital potentiometers zinakuwa zaidi ya kawaida katika matumizi kwa sababu zinatoa accuracy zaidi.

Mzunguko wa Digital Potentiometer

Mzunguko wa digital potentiometer una sehemu mbili, kwanza resistive element pamoja na electronic switches na pili control circuit ya wiper. Picha inayoelezwa chini inaelezea sehemu hizo.

Sehemu ya kwanza ni array ya resistors, na kila node imeunganishwa na point W, isipokuwa endpoints A na B, kupitia two-way electronic switch. Terminali W ni wiper terminal. Kila moja ya switches imeundwa kwa kutumia teknolojia ya CMOS na tu moja tu ya switches zote ina kuwa ON state kwa wakati wowote wa kufanya kazi ya potentiometer.

Switch ambayo ina kuwa ON hunategesa resistance ya potentiometer na number of switches hunategesa resolution ya device. Sasa switch gani inapaswa kuwa made ON inawezesha control circuit. Control circuit ina RDAC register ambayo inaweza kuandikwa digital kutumia interface kama SPI, I2C, up/down au inaweza kutathmini manual kutumia buttons au digital encoder. Picha inayoelezwa chini inaelezea digital potentiometer controlled by push-buttons. Button moja ni kwa "UP" au increasing the resistance na nyingine kwa "DOWN" au decreasing the resistance.

Kawaida position ya wiper ni katika middle switch wakati digital potentiometer off. Baada ya kuweka power, kulingana na mahitaji yetu tunaweza kuongeza au kupunguza resistance kupitia operation ya button sahihi. Chache zaidi digital potentiometers pia zina onboard memory inayoweza kuhifadhi position ya mwisho ya wiper. Sasa hii memory inaweza kuwa volatile type au permanent type, kulingana na matumizi.

Kwa mfano, katika kesi ya control ya sauti ya kitu, tunatarajia kitu kutath