Was ist ein Potentiometer?
Potentiometer, das als "Töpfe" abgekürzt wurde, ist ein Widerstand mit einem mechanischen Einstellmechanismus, der für seinen Widerstandswert manuell eingestellt werden kann. Der Widerstand selbst liefert einen festen Widerstandswert, der zur Verhinderung oder "Begrenzung" des Stromflusses in der Schaltung verwendet wird. Die Essenz eines Potentiometers ist ein variabler Widerstand.
Das Arbeitsprinzip eines Potentiometers besteht darin, die Ausgangsspannung durch einen Spannungsteiler einzustellen und das Potential genau zu messen (dh "Maß"), das auch der Ursprung des Namens "Potentiometer" ist. Das von ihnen erzeugte Ausgangssignal ist proportional zur physikalischen Position der Bürste am Widerstandselement, und als passives Element kann das Potentiometer ohne zusätzliche Stromversorgung oder -kreis funktionieren.
Eine kurze Geschichte der Potentiometer
Vor dem Hintergrund der schnellen Entwicklung in der Machtforschung und -entwicklung im frühen 19. Jahrhundert begannen viele Menschen, Methoden zur Kontrolle der Strommenge in Geräten oder Schaltungen zu untersuchen. Das Konzept des Potentiometers wurde erst 1841 vorgeschlagen. 1872 erfand Thomas Edison das erste praktische Kohlenstoffpotentiometer.
Moderne Potentiometer haben kleinere Volumina und höhere Präzision und sind in verschiedenen Arten und Verpackungsformularen entsprechend den Anforderungen an die Anwendungsanforderungen erhältlich. Sie werden häufig verwendet, um Helligkeit, Lautstärke, Audiosignale sowie Videohelligkeit und Farbe anzupassen und können auch als Positionssensoren verwendet werden.
Wie funktioniert ein Potentiometer?
Internes Arbeitsprinzip des Rotary Potentiometers
Der Widerstand eines Objekts hängt von mehreren Faktoren ab, von denen eine seine Länge ist. Wenn das Material und der Querschnitt gleich sind, beträgt der Widerstand eines Objekts mit einer Länge von 10 Zentimetern die Hälfte eines Objekts mit einer Länge von 20 Zentimetern. Das Potentiometer nutzt dieses Prinzip. Durch Einstellen der linearen oder Rotationsposition des Gleitkontakts am gleichmäßigen Widerstandselement kann das Potentiometer die Länge des Strompfads ändern und so den Ausgang einstellen.
Die Eingangsspannung wird auf das gesamte Widerstandselement angelegt, während die Ausgangsspannung der Spannungsabfall zwischen dem festen Widerstandselement und dem Gleitkontakt ist. Die Position des Gleitkontakts bestimmt die auf die Schaltung angelegte Eingangsspannung.
Aufgrund der Notwendigkeit, die Eingangsleistung zu lindern, werden Potentiometer selten verwendet, um die Leistung von mehr als 1 Watt zu steuern, da übermäßige Leistung zu inakzeptabler Erheizung führen kann. Im Gegenteil, Potentiometer steuern andere Komponenten durch Anpassung analoge Signale. Ein einfacher Lichtregler verwendet beispielsweise ein Potentiometer, um einen dreiminalen bidirektionalen Thyristor (Triac) zu steuern, um die Helligkeit des Lichts anzupassen.
Arten von Potentiometern
Potentiometer sind hauptsächlich in zwei Kategorien unterteilt: analoge Potentiometer und digitale Potentiometer.
Analoge Potentiometer: Steuern Sie den Ausgang durch manuell bedienliche mechanische Komponenten, normalerweise in zwei Formen: linear und rotär
Rotary Potentiometer: Durch Drehen eines Knopfes oder Schachtes kann der Widerstand und die Ausgabe geändert werden. Die wellenlose Version verwendet einen Schraubendreher zur Einstellung, der allgemein als Trimmer bezeichnet wird.
Linearer Potentiometer: Ändert den Widerstand durch Schieben, geeignet für Anwendungen, die eine lineare Beziehung erfordern.
Digital Potentiometer: Passt die Ausgabe durch digitale Signale an, ohne dass der mechanische Betrieb erforderlich ist. Dieser Artikel konzentriert sich darauf, analoge Potentiometer zu diskutieren.
Andere Arten von analogen Potentiometern
Analoge Potentiometer entsprechen den folgenden Subtypen nach Anwendungsanforderungen:
Voreinstellungen und Verzeichnisse: Komponenten der kleinen Leiterplatte, die zum Debuggen und Kalibrieren verwendet werden.
Dual Potentiometer: Das Kombinieren von zwei Potentiometern auf einer einzelnen Achse kann gleichzeitig zwei Signale einstellen.
Servo -Potentiometer: Ein Potentiometer, das mit einer rotierenden Welle (wie einem Motor) zur Positionsdetektion angeschlossen ist.
Logarithmischer Potentiometer: Der Widerstand ändert sich logarithmisch und wird üblicherweise zur Volumenanpassung verwendet.
Koaxialpotentiometer: Zwei rotierende Potentiometer werden koaxial für eine multifunktionale Steuerung installiert.
Schiebenpotentiometer: Anpasst den Widerstand durch Schieben, geeignet für Mischer oder Equalizer.
Elektrisches Gleitpotentiometer: Angetrieben von einem kleinen DC -Motor, der zur Automatisierungssteuerung verwendet wird.
Ein- und Multi-Turn-Potentiometer: Geeignet für normale und hochpräzise Anwendungen.
Der Unterschied zwischen Potentiometern und Rheometern
Potentiometer sind drei terminale Komponenten, die üblicherweise zur Spannungsregelung verwendet werden. Varistoren sind zwei Anschlusskomponenten, die zur Stromregelung verwendet werden. Ein Potentiometer kann als variabler Widerstand verwendet werden, indem ein Ende getrennt wird. Varistoren sind hauptsächlich Hochleistungsdrahtwundwiderstände, die zur hohen Stromregelung von Lampen oder Motoren verwendet werden.
Potentiometer und Rotationscodierer
Der Rotationscodierer wandelt die Winkelverschiebung der Welle in ein digitales Signal um, das sich in Struktur und Zweck von Potentiometern unterscheidet. Potentiometer sind analoge Geräte, die leicht eingerichtet sind, während Rotary -Encoder digitale Geräte mit hoher Genauigkeit sind, aber zusätzliche Schaltkreise benötigen, um Signale zu übersetzen.
Leistungsparameter von Potentiometern
Widerstand: Der Gesamtwiderstandswert des Potentiometers.
Nennleistung: maximal erträgliche Leistung.
Auflösung: Die Genauigkeit hängt von der Bewegung des Pinsels ab.
Schieberiese: Elektrisches Geräusch, das durch interne Kontakt erzeugt wird.
Temperaturkoeffizient: Der Grad, in dem sich der Widerstand mit Temperatur ändert.
Mechanische Lebensdauer: Anzahl der Zyklen.
Vor- und Nachteile von Potentiometern
Die Vorteile umfassen einfaches Design, kostengünstige Kosten, bequemer Betrieb und eine breite Palette von Widerstandswerten. Die Nachteile sind begrenzte Bandbreite, leichte Verschleiß und mögliche Erzeugung elektrischer Geräusche.
Gemeinsame Anwendungen
Wie bereits erwähnt, werden Potentiometer häufig in Audio- und Videogeräten oder -systemen verwendet, um Parameter wie Volumen, Helligkeit, Kontrast und Farbe zu steuern. Sie können auch zur Spannungsmessung in Testgeräten sowie zur Positionserfassung in Prozesssteuerungs- und Automatisierungssystemen verwendet werden. Die Flexibilität der Potentiometer und ihres Potentials als variable Widerstände beschränkt sie nicht nur auf diese gemeinsamen Anwendungen, sondern erstreckt sich auch auf fast alle analogen und viele digitale Anwendungen. Solange es notwendig ist, die Schaltung aktiv zu steuern oder Feedback von der Schaltung zu empfangen, können Potentiometer als alternative Lösung verwendet werden.
zusammenfassen
Potentiometer ist ein relativ einfaches Gerät, das ausgereifte Technologie verwendet, um Spannungsregelungs- oder Messfunktionen in verschiedenen elektronischen oder elektrischen Geräten und Systemen zu erreichen. Sie können auch die lineare oder rotationale Bewegung genau erkennen und messen.
