ตัวต้านทานปรับค่าได้: คำนิยาม ประเภท และหลักการทำงาน

อุปกรณ์ต้านทานปรับได้คืออะไร?

อุปกรณ์ต้านทานปรับได้ (หรือเรียกว่า pot หรือ potmeter) หมายถึงตัวต้านทานที่มีสามเทอร์มินัลซึ่งสามารถปรับความต้านทานได้ด้วยมือเพื่อควบคุมการไหลของกระแสไฟฟ้า อุปกรณ์ต้านทานปรับได้ทำหน้าที่เป็นตัวแบ่งแรงดันที่ปรับได้

อุปกรณ์ต้านทานปรับได้ทำงานอย่างไร?

อุปกรณ์ต้านทานปรับได้เป็นส่วนประกอบทางไฟฟ้าแบบพาสซีฟ อุปกรณ์ต้านทานปรับได้ทำงานโดยการเปลี่ยนตำแหน่งของตัวติดต่อเลื่อนบนต้านทานที่สม่ำเสมอ ในการใช้งานอุปกรณ์ต้านทานปรับได้ แรงดันไฟฟ้าทั้งหมดจะถูกนำไปใช้กับความยาวทั้งหมดของต้านทาน และแรงดันไฟฟ้าที่ได้รับจะเป็นแรงดันตกคร่อมระหว่างจุดติดต่อคงที่และจุดติดต่อเลื่อนตามที่แสดงด้านล่าง

อุปกรณ์ต้านทานปรับได้มีสองเทอร์มินัลของแหล่งกำเนิดไฟฟ้าที่ติดตั้งไว้ที่ปลายของต้านทาน เพื่อปรับแรงดันไฟฟ้าที่ได้รับ ตัวติดต่อเลื่อนจะเคลื่อนที่ไปตามต้านทานที่ข้างหลัง

ซึ่งแตกต่างจาก rheostat ที่ปลายหนึ่งคงที่และตัวติดต่อเลื่อนเชื่อมต่อกับวงจรตามที่แสดงด้านล่าง

นี่คือเครื่องมือพื้นฐานที่ใช้สำหรับเปรียบเทียบแรงดันไฟฟ้าของเซลล์สองเซลล์และการปรับเทียบแอมมิเตอร์, โวลต์มิเตอร์, และวัตต์มิเตอร์ หลักการทำงานพื้นฐานของอุปกรณ์ต้านทานปรับได้นั้นง่ายมาก สมมติว่าเราได้เชื่อมต่อแบตเตอรี่สองก้อนขนานผ่านกาลวาโนมิเตอร์ ปลายลบของแบตเตอรี่ทั้งสองเชื่อมต่อเข้าด้วยกันและปลายบวกของแบตเตอรี่ทั้งสองเชื่อมต่อเข้าด้วยกันผ่านกาลวาโนมิเตอร์ตามที่แสดงในภาพด้านล่าง

ที่นี่ ถ้าศักย์ไฟฟ้าของเซลล์แบตเตอรี่ทั้งสองเหมือนกัน ไม่มีกระแสไฟฟ้าไหลเวียนในวงจร และกาลวาโนมิเตอร์จะแสดงการเบี่ยงเบนเป็นศูนย์ หลักการทำงานของอุปกรณ์ต้านทานปรับได้ขึ้นอยู่กับปรากฏการณ์นี้

ตอนนี้ลองคิดถึงวงจรอีกวงจรหนึ่ง ที่แบตเตอรี่ถูกเชื่อมต่อผ่านสวิตช์และ rheostat ตามที่แสดงในภาพด้านล่าง

ต้านทานมีความต้านทานไฟฟ้าต่อหน่วยความยาวตลอดความยาวของตัวต้านทาน ดังนั้น แรงดันตกคร่อมต่อหน่วยความยาวของต้านทานจะเท่ากันตลอดความยาว สมมติว่า โดยการปรับ rheostat เราได้แรงดันตกคร่อม v โวลต์ต่อหน่วยความยาวของต้านทาน

ตอนนี้ ปลายบวกของเซลล์มาตรฐานถูกเชื่อมต่อที่จุด A บนต้านทานและปลายลบของเซลล์เดียวกันนี้เชื่อมต่อกับกาลวาโนมิเตอร์ ส่วนปลายอีกด้านของกาลวาโนมิเตอร์ติดต่อกับต้านทานผ่านตัวติดต่อเลื่อนตามที่แสดงในภาพด้านบน โดยการปรับตัวติดต่อเลื่อนนี้ จุด B จะถูกพบที่ไม่มีกระแสผ่านกาลวาโนมิเตอร์ ดังนั้น ไม่มีการเบี่ยงเบนในกาลวาโนมิเตอร์

นั่นหมายความว่า แรงดันไฟฟ้าภายในของเซลล์มาตรฐานถูกบาลานซ์โดยแรงดันที่เกิดขึ้นในต้านทานระหว่างจุด A และ B ตอนนี้หากระยะทางระหว่างจุด A และ B เป็น L แล้วเราจะเขียนแรงดันไฟฟ้าภายในของเซลล์มาตรฐาน E = Lv โวลต์

นี่คือวิธีที่อุปกรณ์ต้านทานปรับได้วัดแรงดันระหว่างสองจุด (ที่นี่ระหว่าง A และ B) โดยไม่ต้องนำส่วนประกอบของกระแสออกมาจากวงจร นี่คือความพิเศษของอุปกรณ์ต้านทานปรับได้ สามารถวัดแรงดันได้อย่างแม่นยำที่สุด

ประเภทของอุปกรณ์ต้านทานปรับได้

มีสองประเภทหลักของอุปกรณ์ต้านทานปรับได้:

• อุปกรณ์ต้านทานปรับได้แบบหมุน

• อุปกรณ์ต้านทานปรับได้แบบเส้นตรง

แม้ว่าลักษณะการสร้างของอุปกรณ์ต้านทานปรับได้ทั้งสองประเภทนี้จะแตกต่างกัน แต่วิธีการทำงานของอุปกรณ์ต้านทานปรับได้ทั้งสองประเภทนี้เหมือนกัน

โปรดทราบว่านี่คือประเภทของอุปกรณ์ต้านทานปรับได้แบบ DC – ประเภทของอุปกรณ์ต้านทานปรับได้แบบ AC แตกต่างกันเล็กน้อย

อุปกรณ์ต้านทานปรับได้แบบหมุน

อุปกรณ์ต้านทานปรับได้แบบหมุนใช้เพื่อให้ได้แรงดันไฟฟ้าที่ปรับได้สำหรับส่วนหนึ่งของวงจรไฟฟ้าและวงจรไฟฟ้า เช่น ควบคุมระดับเสียงของวิทยุทรานซิสเตอร์เป็นตัวอย่างที่นิยมของอุปกรณ์ต้านทานปรับได้แบบหมุนที่ปุ่มหมุนของอุปกรณ์ต้านทานปรับได้ควบคุมแรงดันไฟฟ้าที่ส่งไปยังแอมปลิฟายเออร์

ประเภทของอุปกรณ์ต้านทานปรับได้นี้มีสองเทอร์มินัลที่ติดตั้งต้านทานที่สม่ำเสมอในรูปแบบครึ่งวงกลม อุปกรณ์ยังมีเทอร์มินัลกลางที่เชื่อมต่อกับต้านทานผ่านตัวติดต่อเลื่อนที่แนบกับปุ่มหมุน โดยการหมุนปุ่มนี้สามารถเคลื่อนตัวติดต่อเลื่อนบนต้านทานครึ่งวงกลมได้ แรงดันไฟฟ้าจะถูกวัดระหว่างเทอร์มินัลปลายต้านทานและตัวติดต่อเลื่อน อุปกรณ์ต้านทานปรับได้ยังเรียกว่า POT ในภาษาอังกฤษ POT ยังใช้ในชาร์เจอร์แบตเตอรี่ในสถานีไฟฟ้าเพื่อปรับแรงดันชาร์จของแบตเตอรี่ มีการใช้งานอุปกรณ์ต้านทานปรับได้แบบหมุนมากมายที่ต้องการการควบคุมแรงดันไฟฟ้าอย่างราบรื่น

อุปกรณ์ต้านทานปรับได้แบบเส้นตรง

อุปกรณ์ต้านทานปรับได้แบบเส้นตรงมีลักษณะคล้ายกัน แต่แตกต่างเพียงแค่ว่าที่นี่แทนที่จะเคลื่อนที่แบบหมุน ตัวติดต่อเลื่อนจะเคลื่อนที่บนต้านทานแบบเส้นตรง ที่นี่ปลายของต้านทานเส้นตรงถูกเชื่อมต่อระหว่างแรงดันไฟฟ้าแหล่งกำเนิด ตัวติดต่อเลื่อนสามารถเลื่อนบนต้านทานผ่านรางที่ติดตั้งไปพร้อมกับต้านทาน เทอร์มินัลที่เชื่อมต่อกับตัวติดต่อเลื่อนถูกเชื่อมต่อกับปลายหนึ่งของวงจรออกและเทอร์มินัลหนึ่งของต้านทานถูกเชื่อมต่อกับปลายอื่นของวงจรออก

ประเภทของอุปกรณ์ต้านทานปรับได้นี้ใช้เพื่อวัดแรงดันระหว่างสาขาของวงจร วัดความต้านทานภายในของเซลล์แบตเตอรี่ เปรียบเทียบเซลล์แบตเตอรี่กับเซลล์มาตรฐาน และในชีวิตประจำวัน ใช้ในเครื่องปรับเสียงและระบบผสมเสียง

อุปกรณ์ต้านทานปรับได้แบบดิจิทัล

อุปกรณ์ต้านทานปรับได้แบบดิจิทัลเป็นอุปกรณ์สามเทอร์มินัล สองเทอร์มินัลที่คงที่และหนึ่งเทอร์มินัล wiper ซึ่งใช้เพื่อปรับแรงดันไฟฟ้าที่ได้รับ

อุปกรณ์ต้านทานปรับได้แบบดิจิทัลมีการใช้งานหลากหลาย รวมถึงการปรับเทียบระบบ การปรับแรงดันไฟฟ้าที่หักเห การปรับตัวกรอง การควบคุมความสว่างของจอภาพ และการควบคุมระดับเสียง

อย่างไรก็ตาม อุปกรณ์ต้านทานปรับได้แบบกลไกมีข้อเสียบางประการที่ทำให้ไม่เหมาะสมสำหรับการใช้งานที่ต้องการความแม่นยำ ขนาด การปนเปื้อนของ wiper การสึกหรอของตัวต้านทาน การเปลี่ยนแปลงของความต้านทาน ความไวต่อการสั่นสะเทือนและความชื้น เป็นต้น ดังนั้นเพื่อแก้ไขข้อเสียเหล่านี้ อุปกรณ์ต้านทานปรับได้แบบดิจิทัลจึงเป็นที่นิยมมากขึ้นในแอปพลิเคชันต่างๆ เนื่องจากให้ความแม่นยำสูงขึ้น

วงจรของอุปกรณ์ต้านทานปรับได้แบบดิจิทัล

วงจรของอุปกรณ์ต้านทานปรับได้แบบดิจิทัลประกอบด้วยสองส่วน คือส่วนต้านทานพร้อมสวิตช์อิเล็กทรอนิกส์และส่วนวงจรควบคุมของ wiper ภาพด้านล่างแสดงทั้งสองส่วนตามลำดับ

ทิป