Potentiometeret er et elektrisk instrument, der bruges til at måle EMF (elektromotorisk kraft) af en given celle, den indre modstand af en celle. Og det bruges også til at sammenligne EMF'er fra forskellige celler. Det kan også bruges som en variabel modstand i de fleste applikationer. Disse potentiometre bruges i store mængder til fremstilling af elektronikudstyr, der giver mulighed for justering elektroniske kredsløb så de korrekte output opnås. Selvom deres mest oplagte anvendelse skal være til lydstyrkekontrol på radioer og andet elektronisk udstyr, der bruges til lyd.

Potentiometer Pin Out

Stiftdiagrammet til Trimpot-potentiometeret er vist nedenfor. Disse potentiometre fås i forskellige former og inkluderer tre ledninger. Disse komponenter kan nemt placeres på et brødbræt for nem prototyping. Dette potentiometer inkluderer en knap over det, og det bruges til at ændre dets værdi ved at ændre det.

Pin ud af potentiometer

“li ion batteri opladning ic ”

Pin1 (fast ende): Forbindelsen af denne faste ende1 kan ske til en finish af den resistive sti

Pin2 (variabel ende): Forbindelsen af denne variable ende kan ske ved at forbinde den til viskeren, så den giver variabel spænding

Pin3 (fast ende): Forbindelsen af denne anden faste ende kan ske ved at forbinde den til en anden finish af den resistive sti

Sådan vælges et potentiometer?

Potentiometeret kaldes også en POT eller en variabel modstand. Disse bruges til at give en variabel modstand ved blot at skifte drejeknap på potentiometeret. Klassificeringen af dette kan gøres baseret på to vigtige parametre som Resistance (R-ohm) og Power rating (P-Watt).

Potentiometer

Potentiometermodstanden ellers bestemmer dens værdi hovedsageligt, hvor meget modstand den giver til strømmen. Når modstandsværdien er høj, strømmer den mindre strømværdi. Nogle af potentiometrene er 500Ω, 1K ohm, 2K ohm, 5K ohm, 10K ohm, 22K ohm, 47K ohm, 50K ohm, 100K ohm, 220K ohm, 470K ohm, 500K ohm, 1M.

Klassificeringen af modstande afhænger hovedsageligt af, hvor meget strøm det giver mulighed for at strømme gennem det, hvilket er kendt som effektklassificering. Effektvurderingen af et potentiometer er 0,3 W, og det kan derfor kun bruges til kredsløb med lav strøm.

Der er stadig flere slags potentiometre, og deres valg afhænger hovedsageligt af visse fornødenheder som følgende.

Nødvendigheden af strukturen
Modstandsændringsegenskaberne
Vælg den type potentiometer, der er baseret på nødvendigheden af brugen
Vælg parametrene ud fra nødvendigheden af kredsløbet

Konstruktion og arbejdsprincip

Potentiometeret består af en lang resistiv ledning L, der består af magnum eller med konstantan og et batteri med kendt EMF V. Denne spænding kaldes driver celle spænding . Forbind de to ender af den resistive ledning L til batteripolerne som vist nedenfor, lad os antage, at dette er et primært kredsløbsarrangement.

En terminal af en anden celle (hvis EMF E skal måles) er i den ene ende af det primære kredsløb, og en anden ende af celleterminalen er forbundet til et hvilket som helst punkt på den resistive ledning gennem et galvanometer G. Lad os antage, at dette arrangement er et sekundært kredsløb. Arrangementet af potentiometeret som vist nedenfor.

Konstruktion af potentiometer

Det grundlæggende funktionsprincip for dette er baseret på det faktum, at potentialets fald over en hvilken som helst del af ledningen er direkte proportionalt med ledningens længde, forudsat at ledningen har et ensartet tværsnitsareal og den konstante strøm, der strømmer gennem den. 'Når der ikke er nogen potentiel forskel mellem to knudepunkter, er der strøm, der strømmer'.

Nu er potentiometertråden faktisk en ledning med høj resistivitet (ῥ) med ensartet tværsnitsareal A. Således har den gennem hele ledningen ensartet modstand. Nu kaldes denne potentiometerterminal til cellen med høj EMF V (forsømmer dens interne modstand) drivercelle eller spændingskilden. Lad strømmen gennem potentiometeret er I, og R er potentiometerets samlede modstand.

Så ved Ohms lov V = IR

Vi ved, at R = ῥL / A

Således er V = I ῥL / A

Da ῥ og A altid er konstant, og strømmen holdes konstant af en reostat.

Så L ῥ / A = K (konstant)

Således er V = KL. Antag nu, at en celle E med lavere EMF end drivercellen er sat i kredsløbet som vist ovenfor. Sig det har EMF E. Nu i potentiometertråden sige i længden x potentiometeret er blevet E.

E = L ῥx / A = Kx

Når denne celle sættes i kredsløbet som vist ovenfor i figuren med en jokey forbundet med den tilsvarende længde (x), vil der ikke være nogen strøm gennem galvanometeret, fordi når potentialforskellen er lig med nul, vil der ikke strømme nogen strøm gennem den .

Så galvanometer G viser nul detektion. Derefter kaldes længden (x) længden af nulpunktet. Nu ved at kende den konstante K og længden x. Vi kan finde den ukendte EMF.

E = L ῥx / A = Kx

For det andet kan EMF af to celler også sammenlignes, lad den første celle af EMF El få et nulpunkt i en længde = L1 og den anden celle i EMF E2 viser et nulpunkt i længden = L2

Derefter,

E1 / E2 = L1 / L2

Hvorfor er potentiometer valgt over voltmeter?

Når vi bruger voltmeter, strømmer strøm gennem kredsløbet, og på grund af celleens interne modstand vil altid terminalpotentiale være mindre end det faktiske cellepotentiale. I dette kredsløb strømmer ingen strøm i kredsløbet, når potentialforskellen er afbalanceret (ved hjælp af en Galvanometer-nuldetektion), så terminalpotentialet vil være lig med det faktiske cellepotentiale. Så vi kan forstå, at voltmeteret måler en celles terminalpotentiale, men dette måler det faktiske cellepotentiale. De skematiske symboler for dette er vist nedenfor.

Potentiometer symboler

Typer af potentiometre

Et potentiometer er også almindeligt kendt som pot. Disse potentiometre har tre terminalforbindelser. Den ene terminal forbundet til en glidekontakt kaldet en visker, og den anden to terminaler er forbundet til et fast modstandsspor. Viskeren kan bevæges langs det modstandsspor, enten ved hjælp af en lineær glidekontrol eller en roterende 'visker' -kontakt. Både roterende og lineære kontroller har samme grundlæggende funktion.

Den mest almindelige form for potentiometeret er rotationspotentiometeret med en drejning. Denne type potentiometer bruges ofte til lydstyrkekontrol (logaritmisk tilspidsning) såvel som mange andre applikationer. Forskellige materialer bruges til at konstruere potentiometre, herunder kulstofsammensætning, cermet, ledende plast og metalfilm.

Roterende potentiometre

Disse er den mest almindelige type potentiometre, hvor viskeren bevæger sig langs en cirkulær sti. Disse potentiometre bruges hovedsageligt til at få en foranderlig spændingsforsyning til en brøkdel af kredsløb. Det bedste eksempel på dette roterende potentiometer er en radiotransistor's volumenregulator, hvor den drejeknap styrer strømforsyningen mod forstærkeren.

Denne type potentiometer inkluderer to terminalkontakter, hvor en ensartet modstand kan placeres i en halvcirkelformet model. Og det inkluderer også en terminal i midten, der er allieret med modstanden ved hjælp af en glidekontakt, der er forbundet via en drejeknap. Glidekontakten kan drejes ved at dreje knappen over den halvcirkulære modstand. Spændingen af dette kan opnås blandt de to kontakter af modstand og glidning. Disse potentiometre bruges, hvor niveauspændingskontrol er nødvendig.

Lineære potentiometre

I disse typer potentiometre bevæger viskeren sig langs en lineær sti. Også kendt som slide pot, skyder eller fader. Dette potentiometer svarer til den roterende type, men i dette potentiometer drejede glidekontakten simpelthen på modstanden lineært. Forbindelsen af modstandens to terminaler er forbundet over spændingskilden. En glidekontakt på modstanden kan bevæges ved hjælp af en sti, der er forbundet gennem modstanden.

Modstandens terminal er forbundet mod glidningen, der er forbundet til den ene finish af kredsløbets udgang, og en anden terminal er forbundet til den anden finish af kredsløbets output. Denne type potentiometer bruges mest til at beregne spændingen i et kredsløb. Det bruges til at måle battericellens interne modstand og bruges også i blandingssystemerne til lyd- og musikudligning.

Mekanisk potentiometer

Der findes forskellige slags potentiometre på markedet, idet mekaniske typer bruges til manuel styring for at ændre modstanden såvel som output fra enheden. Imidlertid bruges et digitalt potentiometer til automatisk at ændre dets modstand baseret på den givne tilstand. Denne type potentiometer fungerer nøjagtigt som et potentiometer, og dens modstand kan ændres gennem digital kommunikation som SPI, I2C snarere end at dreje på knappen direkte.

Disse potentiometre kaldes POT på grund af dets POT-formede struktur. Den inkluderer tre terminaler som i / p, o / p og GND sammen med en knap på toppen. Denne knap fungerer som kontrol for at kontrollere modstanden ved at dreje den i de to retninger som med uret, ellers mod uret.

Den største ulempe ved digitale potentiometre er, at de simpelthen påvirkes af forskellige miljøfaktorer såsom snavs, støv, fugt osv. For at overvinde disse ulemper blev digitale Potentiometre (digiPOT) implementeret. Disse potentiometre kan arbejde i miljøer som støv, snavs, fugt uden at ændre dets funktion.

Digitalt potentiometer

Digitale potentiometre kaldes også som digiPOTs eller variable modstande som bruges til at styre analoge signaler ved hjælp af mikrocontrollere. Disse typer potentiometre giver en o / p-modstand, der kan ændres afhængigt af digitale indgange. Nogle gange kaldes disse også RDAC'er (resistive digital-til-analoge konvertere). Styringen af denne digipot kan ske ved digitale signaler snarere end ved mekanisk bevægelse.

Hvert trin på modstandsstigen inkluderer en kontakt, der er forbundet til o / p-terminalen på det digitale potentiometer. Forholdet mellem modstanden i potentiometeret kan bestemmes gennem det valgte trin over stigen. Generelt er disse trin f.eks. Angivet med en bitværdi. 8-bits er lig med 256 trin.

Dette potentiometer bruger digitale protokoller såsom I²C ellers SPI Bus (Serial Peripheral Interface) til signalering. De fleste af disse potentiometre bruger simpelthen flygtig hukommelse, så de ikke husker deres plads, når de er slukket, og deres endelige plads kan gemmes gennem FPGA eller mikrokontroller, som de er tilsluttet.

Egenskaber

Det egenskaber ved et potentiometer inkluderer følgende.

Det er ekstremt nøjagtigt, da det fungerer på evalueringsteknikken snarere end afbøjningsteknikken for at bestemme de uidentificerede spændinger.
Det bestemmer balancepunktet ellers nul, som ikke har brug for strøm til dimensionen.
Potentiometerets arbejde er fri fra kildens modstand, da der ikke er strøm af strøm gennem potentiometeret, da det er afbalanceret.
De vigtigste egenskaber ved dette potentiometer er opløsning, tilspidsning, markeringskoder og modstand til hop on / hop off

Potentiometer-følsomhed

Potentiometerfølsomheden kan defineres som den mindste potentielle variation, der beregnes ved hjælp af et potentiometer. Dens følsomhed afhænger hovedsageligt af den potentielle gradientværdi (K). Når den potentielle gradientværdi er lav, er potentialforskellen, som et potentiometer kan beregne, mindre, og derefter er potentiometerets følsomhed mere.

Så for en given potentiel ulighed kan potentiometerets følsomhed øges gennem stigningen i potentiometerets længde. Potentiometerfølsomheden kan også øges af følgende årsager.

Ved at øge potentiometerlængden
Ved reduceret strømmen i kredsløbet gennem en reostat
Begge teknikker hjælper med at reducere værdien af den potentielle gradient og øge resistiviteten.

Forskel mellem potentiometer og voltmeter

De væsentligste forskelle mellem potentiometer og voltmeter diskuteres i sammenligningstabellen.

Potentiometer	Voltmeter
Potentiometerets modstand er høj og uendelig	Voltmeterets modstand er høj og begrænset
Potentiometer trækker ikke strømmen fra emf-kilden	Voltmeter trækker lidt strøm fra kilden til emf
Den potentielle forskel kan beregnes, når den svarer til den konkrete potentialforskel	Potentiel forskel kan måles, når den er mindre end den bestemte potentielle forskel
Dens følsomhed er høj	Dens følsomhed er lav
Det måler simpelthen emf ellers potentiel forskel	Det er en fleksibel enhed
Det afhænger af nulafbøjningsteknikken	Det afhænger af afbøjningsteknikken
Det bruges til at måle emf	Det bruges til at måle kredsløbets terminalspænding

Reostat vs Potentiometer

De væsentligste forskelle mellem reostat og potentiometer diskuteres i sammenligningstabellen.

Reostat	Potentiometer
Den har to terminaler	Den har tre terminaler
Det har kun en enkelt drejning	Det har en enkelt og multi-turn
Det er forbundet i serie gennem belastningen	Det er forbundet parallelt gennem belastningen
Den styrer strømmen	Det styrer spændingen
Det er simpelthen lineært	Det er lineært og logaritmisk
Materialerne, der anvendes til fremstilling af reostat, er carbonskive og metalbånd	Materialerne til fremstilling af potentiometeret er grafit
Det bruges til applikationer med høj effekt	Det bruges til applikationer med lav effekt

Måling af spænding med potentiometer

Måling af spænding kan udføres ved hjælp af et potentiometer i et kredsløb er et meget simpelt koncept. I kredsløbet skal reostaten justeres, og strømmen gennem modstanden kan justeres, så en nøjagtig spænding kan falde for hver enhedslængde på modstanden.

Nu er vi nødt til at fastgøre den ene finish af grenen til modstanden, hvorimod den anden ende kan forbindes mod modstandens glidekontakt ved hjælp af et galvanometer. Så nu skal vi flytte glidekontakten over modstanden, indtil galvanometeret viser nul afbøjning. Når galvanometeret når sine nultilstande, skal vi notere positionslæsningen på modstandsskalaen og baseret på, at vi kan opdage spændingen i kredsløbet. For bedre forståelse kan vi justere spændingen for hver enhedslængde på modstanden.

Fordele

Det fordelene ved potentiometer inkluderer følgende.

Der er ingen chance for at få fejl, fordi den bruger nul refleksionsmetoden.
Standardiseringen kan udføres ved at bruge en normal celle direkte
Det bruges til at måle små emf'er på grund af meget følsomme
Baseret på kravet kan potentiometerlængden øges for at få nøjagtighed.
Når potentiometeret bruges i kredsløbet til måling, trækker det ikke nogen strøm.
Det bruges til at måle den indre modstand i en celle samt sammenligne e.m.f. af to celler, men ved hjælp af et voltmeter er det ikke muligt.

Ulemper

Det ulemper ved potentiometer inkluderer følgende.

Potentiometerbrugen er ikke praktisk
Tværsnitsarealet af potentiometertråden skal være ensartet, så det ikke er praktisk muligt.
Under udførelsen af et eksperiment skal ledningstemperaturen være stabil, men det er svært på grund af den aktuelle strømning.
Den største ulempe ved dette er, at det har brug for en enorm kraft for at flytte deres visker eller glidende kontakter. Der er erosion på grund af viskerens bevægelse. Så det reducerer transducerens liv
Båndbredde er begrænset.

Potentiometer drivercelle

Potentiometeret bruges til at måle spændingen ved at evaluere målespændingen over potentiometerets modstand med spænding. Så for potentiometerfunktionen skal der være en spændingskilde, der er allieret over et potentiometer kredsløb. Et potentiometer kan betjenes af den spændingskilde, der leveres af cellen, er kendt som drivercellen.

Denne celle bruges til at levere strøm gennem potentiometerets modstand. Modstanden og det aktuelle produkt fra potentiometeret giver en komplet spænding på enheden. Så denne spænding kan justeres for at ændre potentiometerets følsomhed. Normalt kan dette gøres ved at regulere strømmen gennem hele modstanden. En reostat er forbundet med drivercellen i serie.

Strømmen gennem modstanden kan styres ved hjælp af en reostat, der er forbundet med drivercellen i serie. Så førercellens spænding skal være bedre sammenlignet med den målte spænding.

Anvendelser af potentiometre

Anvendelserne af potentiometer inkluderer følgende.

Potentiometer som spændingsdeler

Potentiometeret kan arbejdes som en spændingsdeler for at opnå en manuelt justerbar udgangsspænding ved skyderen fra en fast indgangsspænding påført over de to ender af potentiometeret. Nu kan belastningsspændingen over RL måles som

Spændingsdelerkredsløb

VL = R2RL. VS / (R1RL + R2RL + R1R2)

Audio kontrol

Glidende potentiometre, en af de mest almindelige anvendelser til moderne potentiometre med lav effekt, er som lydstyringsenheder. Både glidende gryder (faders) og roterende potentiometre (drejeknapper) bruges regelmæssigt til frekvensdæmpning, justering af lydstyrke og til forskellige egenskaber ved lydsignaler.

Television

Potentiometre blev brugt til at kontrollere billedets lysstyrke, kontrast og farverespons. Et potentiometer blev ofte brugt til at justere 'lodret hold', hvilket påvirkede synkroniseringen mellem det modtagne billedsignal og modtagerens interne fejekredsløb ( en multivibrator ).

Transducere

En af de mest almindelige applikationer er måling af forskydning. For at måle forskydningen af kroppen, som er bevægelig, er forbundet med det glidende element placeret på potentiometeret. Når kroppen bevæger sig, ændres skyderens position også i overensstemmelse hermed, så modstanden mellem det faste punkt og skyderen ændres. På grund af dette ændres spændingen over disse punkter også.

Ændringen i modstand eller spændingen er proportional med ændringen i kroppens forskydning. Således indikerer spændingsændringen kroppens forskydning. Dette kan bruges til måling af såvel translationel som rotationsforskydning. Da disse potentiometre arbejder på princippet om modstand, kaldes de også de resistive potentiometre. For eksempel kan akselrotationen repræsentere en vinkel, og spændingsdelingsforholdet kan gøres proportionalt med vinkelens cosinus.

Således handler det hele om en oversigt over, hvad der er et potentiometer , pinout, dets konstruktion, forskellige typer, hvordan man vælger, egenskaber, forskelle, fordele, ulemper og dets anvendelser. Vi håber, at du har fået en bedre forståelse af disse oplysninger. Desuden er spørgsmål vedrørende dette koncept eller elektriske og elektroniske projekter , bedes du give dine værdifulde forslag ved at kommentere i kommentarfeltet nedenfor. Her er et spørgsmål til dig, hvad er funktionen af et roterende potentiometer?