Wat is een potentiometer?
Potentiometer, afgekort als "potten", is een weerstand met een mechanisch aanpassingsmechanisme dat handmatig kan worden aangepast voor zijn weerstandswaarde. De weerstand zelf biedt een vaste weerstandswaarde, die wordt gebruikt om de stroomstroom in het circuit te voorkomen of 'te beperken'. De essentie van een potentiometer is een variabele weerstand.
Het werkingsprincipe van een potentiometer is om de uitgangsspanning door een spanningsverdeler aan te passen en het potentieel nauwkeurig te meten (dwz "meet"), wat ook de oorsprong is van de naam "potentiometer". Het uitgangssignaal dat ze genereren is evenredig met de fysieke positie van de borstel op het weerstandselement, en als passief element kan de potentiometer zonder extra voeding of circuit werken.
Een korte geschiedenis van potentiometers
Tegen de achtergrond van snelle ontwikkeling in machtsonderzoek en -ontwikkeling in het begin van de 19e eeuw, begonnen veel mensen methoden te onderzoeken voor het beheersen van de hoeveelheid elektriciteit in apparaten of circuits. Het concept van potentiometer werd pas in 1841 voorgesteld. In 1872 vond Thomas Edison de eerste praktische koolstofpotentiometer uit.
Moderne potentiometers hebben kleinere volumes en hogere precisie, en komen in verschillende soorten en verpakkingsformulieren volgens de toepassingsvereisten. Ze worden veel gebruikt om helderheid, volume, audiosignalen, evenals videohelderheid en kleur aan te passen, en kunnen ook worden gebruikt als positiesensoren.
Hoe werkt een potentiometer?
Intern werkingsprincipe van roterende potentiometer
De weerstand van een object hangt af van meerdere factoren, waarvan er één de lengte is. Wanneer het materiaal en de dwarsdoorsnede hetzelfde zijn, is de weerstand van een object met een lengte van 10 centimeter de helft van een object met een lengte van 20 centimeter. De potentiometer maakt gebruik van dit principe. Door de lineaire of rotatiepositie van het schuifcontact op het uniforme weerstandselement aan te passen, kan de potentiometer de lengte van het stroompad veranderen, waardoor de uitgang wordt aangepast.
De ingangsspanning wordt toegepast op het gehele resistieve element, terwijl de uitgangsspanning de spanningsval is tussen het vaste resistieve element en het schuifcontact. De positie van het schuifcontact bepaalt de ingangsspanning die op het circuit wordt toegepast.
Vanwege de noodzaak om ingangsvermogen af te voeren, worden potentiometers zelden gebruikt om het vermogen van meer dan 1 watt te regelen, omdat overmatig vermogen kan leiden tot onaanvaardbare verwarming. Integendeel, potentiometers regelen andere componenten door analoge signalen aan te passen. Een eenvoudige lichtregelaar gebruikt bijvoorbeeld een potentiometer om een bidirectionele thyristor van drie terminal (TRIAC) te regelen om de helderheid van het licht aan te passen.
Soorten potentiometers
Potentiometers zijn voornamelijk verdeeld in twee categorieën: analoge potentiometers en digitale potentiometers.
Analoge potentiometer: regelt de uitgang door handmatig bedieningsmechanische componenten, meestal in twee vormen: lineair en roterend
Rotary Potentiometer: door een knop of as te roteren, kunnen de weerstand en uitgang kunnen worden gewijzigd. De asloze versie gebruikt een schroevendraaier voor aanpassing, gewoonlijk aangeduid als een trimmer.
Lineaire potentiometer: verandert weerstand door glijden, geschikt voor toepassingen die een lineaire relatie vereisen.
Digitale potentiometer: past de uitvoer aan via digitale signalen zonder dat de mechanische werking nodig is. Dit artikel richt zich op het bespreken van analoge potentiometers.
Andere soorten analoge potentiometers
Volgens toepassingsvereisten bevatten analoge potentiometers ook de volgende subtypen:
Voorinstellingen en beveiligers: kleine printplaat gemonteerde componenten die worden gebruikt voor foutopsporing en kalibratie.
Dubbele potentiometer: het combineren van twee potentiometers op een enkele as kan tegelijkertijd twee signalen aanpassen.
Servo -potentiometer: een potentiometer aangesloten op een roterende as (zoals een motor) voor positiedetectie.
Logaritmische potentiometer: de weerstand verandert logaritmisch en wordt vaak gebruikt voor volume -aanpassing.
Coaxiale potentiometer: twee roterende potentiometers worden coaxiaal geïnstalleerd voor multifunctionele besturing.
Schuifpotentiometer: pas weerstand aan door te schuiven, geschikt voor mixers of gelijkbindingen.
Elektrische glijdende potentiometer: aangedreven door een kleine DC -motor, gebruikt voor automatiseringsregeling.
Single Turn en Multi Turn Potentiometers: geschikt voor gewone en zeer nauwkeurige toepassingen respectievelijk.
Het verschil tussen potentiometers en rheometers
Potentiometers zijn drie terminale componenten die vaak worden gebruikt voor spanningscontrole; Varistors zijn twee terminale componenten die worden gebruikt voor de huidige regeling. Een potentiometer kan worden gebruikt als een variabele weerstand door het ene uiteinde los te koppelen. Varistors zijn meestal krachtige wondweerstanden die worden gebruikt voor hoge stroomregeling van lampen of motoren.
Potentiometer en roterende encoder
De roterende encoder zet de hoekverplaatsing van de as om in een digitaal signaal, dat anders is in structuur en doel van potentiometers. Potentiometers zijn analoge apparaten die eenvoudig in te stellen zijn, terwijl roterende encoders digitale apparaten zijn met een hoge nauwkeurigheid, maar extra circuits vereisen om signalen te vertalen.
Prestatieparameters van potentiometers
Weerstand: de totale weerstandswaarde van de potentiometer.
Nominale kracht: maximaal aanvaardbaar vermogen.
Resolutie: nauwkeurigheid hangt af van de beweging van de borstel.
Schuifgeluid: elektrische ruis gegenereerd door intern contact.
Temperatuurcoëfficiënt: de mate waarin weerstand verandert met temperatuur.
Mechanische levensduur: aantal cycli.
Voor- en nadelen van potentiometers
De voordelen omvatten eenvoudig ontwerp, lage kosten, handige werking en een breed scala aan weerstandswaarden; De nadelen zijn beperkte bandbreedte, gemakkelijke slijtage en mogelijke generatie elektrische ruis.
Veel voorkomende toepassingen
Zoals eerder vermeld, worden potentiometers vaak gebruikt in audio- en video -apparaten of systemen om parameters zoals volume, helderheid, contrast en kleur te regelen. Ze kunnen ook worden gebruikt voor spanningsmeting bij het testen van apparatuur, evenals positie -detectie in procescontrole en automatiseringssystemen. De flexibiliteit van potentiometers en hun potentieel als variabele weerstanden beperken ze niet alleen tot deze gemeenschappelijke toepassingen, maar strekken zich ook uit tot bijna alle analoge en vele digitale toepassingen. Zolang het nodig is om het circuit actief te regelen of feedback van het circuit te ontvangen, kunnen potentiometers worden gebruikt als een alternatieve oplossing.
samenvatten
Potentiometer is een relatief eenvoudig apparaat dat volwassen technologie gebruikt om spanningsregeling of meetfuncties te bereiken in verschillende elektronische of elektrische apparaten en systemen. Ze kunnen ook lineaire of rotatiebeweging nauwkeurig voelen en meten.
