Potenciometry: nastavení a měření elektrického odporu

Potenciometr je elektrická součást, která slouží k nastavení a měření odporu. Skládá se z otočného stěrače, který je připojen k odporu přes hřídel.

Potenciometry se běžně používají jako nastavitelné odpory. Otočením hřídele lze změnit hodnotu odporu tak, aby bylo možné nastavit proud nebo napětí v obvodu. Může být například použit jako ovládání hlasitosti v audio systému nebo jako ovládání jasu v osvětlovacím systému.

Potenciometry se také používají k měření polohy stěračů. Například v tomto případě se používá jako senzor pro určení polohy joysticku nebo jezdce.

Potenciometr je elektrická součást používaná k zajištění proměnného napětí nebo proměnného odporu. Skládá se z pevného odporu (tzv. Odporového prvku) a stěrače, který může sklouznout na odpor.

Jak potenciometr funguje, je založen na principu děliče napětí. Odporové prvky jsou obvykle štíhlý drát nebo vrstva uhlíku nebo jiný vodivý materiál. Vstupní napětí (obvykle konstantní napětí) se aplikuje na oba konce odporového prvku. Stěrač, který je přitlačován na odporový prvek kontakty, se může pohybovat podél odporového prvku.

Pokud je stěrač umístěn uprostřed odporového prvku, rozděluje vstupní napětí na dvě stejné části, protože odpor na obou stranách stěrače je stejný. To znamená, že napětí na stěrači je polovina vstupního napětí. Když se stírač pohybuje podél odporového prvku, změní se poměr parciálního tlaku. Například pokud je stěrač blíže k jednomu konci odporového prvku, napětí na stěrači bude bližší vstupnímu napětí.

Proto poloha stěrače určuje podíl vstupního napětí, které může být odšroubováno na stěrači. Hodnota kohoutku pak může být použita jako variabilní napětí nebo variabilní odpor.

Fyzikální principy potenciometru jsou Ohmův zákon (napětí je úměrné odporu a proudu), principu děliče napětí a charakteristikám proudu a odporu.

Existují různé typy potenciometrů s různými charakteristikami v závislosti na aplikaci a konstrukci. Zde jsou některé z nejběžnějších typů potenciometrů:

1. Lineární potenciometry: Odpory těchto potenciometrů se mění lineárně v rozsahu otáčení. To znamená, že když se otočí potenciometr, odpor se zvyšuje nebo snižuje ve stejných krocích.

2. Logaritmický potenciometr: také známý jako zvukový potenciometr nebo logaritmický potenciometr, jehož odpor se logaritmicky mění v rozsahu otáčení. To umožňuje přesnější ovládání v aplikacích, jako jsou audio zesilovače nebo ovládání hlasitosti, protože lidské vnímání hlasitosti je logaritmické.

3. Multi-turn-scale potenciometry: Tyto potenciometry mají více otáček, což znamená, že odpor může být měněn více otáčky potenciometru. To umožňuje jemnější a přesnější nastavení odporu.

4. Jemné nastavení potenciometru: Tento potenciometr je malý a často se používá jako regulační odpor v elektronických obvodech. Obvykle se nastavují šroubovákem s nižším rozlišením.

5. Digitální potenciometry: Tyto potenciometry používají digitální obvody namísto mechanických rezistorů pro nastavení hodnot odporu. Mohou být elektronicky řízeny a běžně se používají v aplikacích, jako jsou digitální obvody, audio zesilovače a měřicí zařízení.

Rozdíl mezi těmito potenciometry spočívá v tom, jak fungují, v rozsahu použití a přesnosti. Lineární potenciometry jsou ideální pro aplikace, které vyžadují hladké změny odporu, zatímco logaritmické potenciometry jsou první volbou pro aplikace pro řízení zvuku nebo hlasitosti. Potenciometry s více otáčkami umožňují přesnější nastavení odporu, zatímco potenciometry jemného doladění se používají pro jemné doladění v elektronických obvodech. Digitální potenciometry nabízejí možnost elektronicky řídit rezistory a mohou být použity v komplexních obvodech. Výběr vhodného potenciometru závisí na konkrétní aplikaci, požadované funkci a požadované přesnosti.

Potenciometry se používají v elektronických obvodech pro variabilní nastavení odporu. Skládá se z odporového prvku, který je obvykle navržen jako rotační stěrač, který se může pohybovat mezi spoji potenciometru. Hodnota odporu potenciometru může být změněna pohybem stěrače.

Potenciometry mají mnoho různých aplikací, jako je ovládání hlasitosti, ovládání jasu displeje, děliče napětí v analogových obvodech nebo senzorové prvky pro měření mechanického pohybu.

Jednou z výhod potenciometrů je jejich variabilní nastavitelnost ve srovnání s jinými typy rezistorů, jako jsou pevné odpory. To umožňuje, aby hodnoty odporu byly přesně přizpůsobeny požadavkům obvodu. Potenciometry umožňují plynulou regulaci odporu, zatímco pevný odpor má pouze diskrétní hodnoty.

Další výhodou je, že operace je jednoduchá. Potenciometry lze snadno otáčet nebo pohybovat, aby se nastavila hodnota odporu. Naproti tomu pevný odpor musí být nahrazen svařováním.

Potenciometry také poskytují rychlý a snadný způsob ovládání nebo nastavení elektrických signálů. Změnou hodnoty odporu lze nastavit hodnotu proudu nebo napětí v obvodu.

Stručně řečeno, potenciometry jsou široce používány v elektronických obvodech a mají tu výhodu, že jsou variabilní, což je odlišuje od jiných typů rezistorů.

Potenciometry mají v praxi různé aplikační pole. Zde jsou některé příklady:

1. Ovládání hlasitosti: Potenciometry se běžně používají pro audio zařízení, jako jsou zesilovače, mixéry a reproduktory, pro nastavení hlasitosti.

2. Ovládání jasu: V zařízeních, jako jsou televizory, displeje a lampy, lze potenciometry použít k nastavení jasu obrazovky nebo osvětlení.

3. Regulace teploty: Potenciometry se používají pro vytápění a klimatizaci, aby se nastavila požadovaná teplota.

4. Detekce polohy: Potenciometry se používají pro určení polohy v různých aplikacích, jako je řízení servomotorů, robotů nebo krokových motorů.

5. Měřící přístroje: potenciometry se používají v různých měřících přístrojích, jako jsou voltmetry, ampérmetry a ohmmetry pro měření výkonu.

6. Ovládání elektronických zařízení: Potenciometry se používají v elektronických zařízeních, jako jsou rádia, kytarové zesilovače a syntezátory, pro nastavení parametrů, jako je zvuk, rozteč nebo efekt.

Tento seznam není podrobný, protože potenciometry mohou být použity v mnoha různých oblastech elektroniky a strojů. Jejich použití závisí na konkrétních požadavcích dané aplikace.