Потенціометр: Визначення, Типи та Принцип Роботи

Що таке потенціометр?

Потенціометр (також відомий як пот або потметр) — це триконтактний змінний резистор, у якому опір змінюється вручну для керування потоком електричного струму. Потенціометр діє як регульований делитель напруги.

Як працює потенціометр?

Потенціометр — це пасивний електронний компонент. Потенціометри працюють, змінюючи положення повзацького контакту на однорідному опору. У потенціометрі вся вхідна напруга застосовується на всій довжині резистора, а вихідна напруга — це падіння напруги між фіксованим і повзацьким контактами, як показано нижче.

У потенціометрі два кінці вхідного джерела фіксовані до кінця резистора. Для налаштування вихідної напруги повзацький контакт переміщується вздовж резистора на вихідній стороні.

Це відрізняється від реостата, де один кінець фіксований, а повзацький контакт підключений до схеми, як показано нижче.

Це дуже простий прилад, використовуваний для порівняння ЕДС двох елементів і для калібрування амперметра, вольтметра та ваттметра. Основний принцип роботи потенціометра досить простий. Припустимо, що ми підключили два акумулятори паралельно через гальванометр. Негативні кінці акумуляторів підключені разом, а позитивні кінці акумуляторів також підключені разом через гальванометр, як показано на малюнку нижче.

Тут, якщо електричний потенціал обох елементів точно однаковий, немає циркулюючого струму в схемі, і тому гальванометр не показує відхилення. Принцип роботи потенціометра залежить від цього явища.

Тепер подумайте про іншу схему, де акумулятор підключено через резистор через вмикач і реостат, як показано на малюнку нижче.

Резистор має однаковий електричний опір на одиницю довжини по всій його довжині.
Отже, падіння напруги на одиницю довжини резистора однакове по всій його довжині. Припустимо, що, налаштовуючи реостат, ми отримуємо v вольт падіння напруги на одиницю довжини резистора.

Тепер позитивний термінал стандартного елемента підключено до точки A на резисторі, а негативний термінал того ж самого підключено до гальванометра. Інший кінець гальванометра у контакті з резистором через повзацький контакт, як показано на малюнку вище. Налаштовуючи цей повзацький контакт, знаходиться точка, така як B, де немає струму через гальванометр, тому немає відхилення гальванометра.

Це означає, що ЕДС стандартного елемента просто балансується напругою, що з'являється на резисторі між точками A і B. Тепер, якщо відстань між точками A і B становить L, то ми можемо записати ЕДС стандартного елемента E = Lv вольт.

Ось так потенціометр вимірює напругу між двома точками (тут між A і B) без відбору будь-якої складової струму з схеми. Це особливість потенціометра, він може найточніше вимірювати напругу.

Типи потенціометрів

Існують два основні типи потенціометрів:

• Обертовий потенціометр

• Лінійний потенціометр

Хоча конструктивні особливості цих потенціометрів відрізняються, принцип роботи обох типів потенціометрів однаковий.

Зверніть увагу, що це типи DC потенціометрів — типи AC потенціометрів трохи відрізняються.

Обертові потенціометри

Обертові потенціометри використовуються в основному для отримання регульованої живлення частині електронних і електричних схем. Керування гучністю радіоприймача — популярний приклад обертового потенціометра, де обертовий кноб потенціометра керує живленням до підсилювача.

Цей тип потенціометра має два контактні з'єднання, між якими однорідний опір розташований в напівколовому шаблоні. Прилад також має середній термінал, який підключений до опору через повзацький контакт, прикріплений до обертового кноба. Обертаючи кноб, можна переміщати повзацький контакт на напівколовому опору. Напруга береться між одним кінцем опору і повзацьким контактом. Потенціометр також називається POT. POT використовується в зарядних пристроях підстанцій для налаштування напруги зарядки акумулятора. Є багато інших використань обертового потенціометра, де потрібне плавне керування напругою.

Лінійні потенціометри

Лінійний потенціометр в основному такий самий, але єдине відмінність полягає в тому, що тут замість обертового руху повзацький контакт переміщується на резисторі лінійно. Тут два кінці прямої резистори підключені до джерела напруги. Повзацький контакт можна переміщати на резисторі через доріжку, прикріплена разом з резистором. Термінал, підключений до повзацького контакту, підключений до одного кінця вихідної схеми, а один з терміналів резистора підключений до іншого кінця вихідної схеми.

Цей тип потенціометра в основному використовується для вимірювання напруги на гілці схеми, для вимірювання внутрішнього опору акумулятора, для порівняння акумулятора з стандартним елементом, а в повсякденному житті він часто використовується в еквалайзері музики та системах змішування звуку.

Цифрові потенціометри

Цифрові потенціометри — це триконтактні пристрої, з двома фіксованими кінцевими терміналами і одним терміналом з повзацьким контактом, який використовується для зміни вихідної напруги.

Цифрові потенціометри мають різні застосування, включаючи калібрування систем, налаштування відхилення напруги, налаштування фільтрів, керування яскравістю екрана та керування гучністю звуку.

Однак механічні потенціометри мають ряд серйозних недоліків, які роблять їх непридатними для застосувань, де потрібна точність. Розмір, забруднення повзацького контакту, механічний виснаження, дрейф опору, чутливість до вібрацій, вологи тощо — це основні недоліки механічного потенціометра. Тому, щоб уникнути цих недоліків, цифрові потенціометри більш поширені в застосуваннях, оскільки вони надають більшу точність.