Potenciometer: Nastavitev in merjenje električnih upornosti

Potenciometer je električna komponenta, ki se uporablja za nastavljanje in merjenje električne upornosti. Sestavljen je iz vrtljivega brisalca, ki je prek gredi povezan z uporom.

Potenciometer se pogosto uporablja kot nastavljiv upor. Z vrtenjem gredi lahko spreminjamo vrednost upora in tako prilagajamo tok ali napetost v električnem vezju. Uporablja se lahko na primer kot regulator glasnosti v avdio sistemih ali kot regulator svetlosti v sistemih razsvetljave.

Potenciometer se uporablja tudi za merjenje položaja brisalca. V tem primeru se uporablja kot senzor za določanje položaja na primer krmilne palice ali drsnika.

Potenciometer je električna komponenta, ki se uporablja za zagotavljanje spremenljive napetosti ali spremenljivega upora. Sestavljen je iz fiksnega upora (tako imenovanega uporovnega elementa) in brisalca, ki lahko zdrsne čez upor.

Delovanje potenciometra temelji na načelu napetostnega delilnika. Element upora je običajno dolga, tanka žica ali plast ogljika ali druge prevodne snovi. Vhodna napetost (običajno konstantna napetost) se priključi na oba konca uporovnega elementa. Brisalec, ki je s kontaktom pritisnjen na uporovni element, se lahko premika vzdolž uporovnega elementa.

Če je brisalec nameščen na sredini uporovnega elementa, razdeli vhodno napetost na dva enaka dela, saj je upornost na obeh straneh brisalca enaka. To pomeni, da je napetost na brisalcu polovica vhodne napetosti. Ko se brisalec premika vzdolž uporovnega elementa, se razmerje deljenih napetosti spreminja. Če je na primer brisalec bližje enemu koncu uporovnega elementa, je napetost na brisalcu bližje vhodni napetosti.

Položaj brisalca torej določa delež vhodne napetosti, ki jo je mogoče odjemati na brisalcu. To odjemno vrednost lahko nato uporabimo kot spremenljivo napetost ali spremenljivo upornost.

Fizikalna načela, na katerih temelji delovanje potenciometra, so Ohmov zakon (napetost je sorazmerna z upornostjo in tokom), načelo napetostnega delilnika ter lastnosti električnega toka in upornosti.

Obstajajo različne vrste potenciometrov, ki imajo glede na uporabo in zasnovo različne lastnosti. V nadaljevanju so predstavljene nekatere najpogostejše vrste potenciometrov:

1. linearni potenciometri: Ti potenciometri imajo linearno spremembo upornosti v območju vrtenja. To pomeni, da se upor povečuje ali zmanjšuje v enakih korakih pri vrtenju gumba potenciometra.

2. logaritemski potenciometri: Ti potenciometri, znani tudi kot zvočni potenciometri ali logaritemski potenciometri, imajo logaritemsko spremembo upornosti v območju vrtenja. To omogoča natančnejše krmiljenje v aplikacijah, kot so avdio ojačevalniki ali regulatorji glasnosti, saj je človeško zaznavanje glasnosti logaritemsko.

3. večobratni potenciometri: Ti potenciometri imajo več obratov, kar pomeni, da se upornost lahko spreminja z več obrati gumba potenciometra. To omogoča finejše in natančnejše nastavljanje upora.

4. trim potenciometri: Ti potenciometri so majhni in se pogosto uporabljajo kot nastavitveni upori v elektronskih vezjih. Običajno se nastavljajo z izvijačem in imajo nizko ločljivost.

5. digitalni potenciometri: Ti potenciometri za nastavitev vrednosti upora namesto mehanskih uporov uporabljajo digitalna vezja. Lahko jih upravljamo elektronsko in jih pogosto najdemo v aplikacijah, kot so digitalna vezja, avdio ojačevalniki in merilne naprave.

Razlike med temi potenciometri so v načinu delovanja, območju uporabe in natančnosti. Linearni potenciometri so primerni za aplikacije, kjer je potrebna gladka sprememba upora, medtem ko so logaritemski potenciometri primerni za aplikacije za nadzor zvoka ali glasnosti. Večvratni potenciometri omogočajo natančnejšo nastavitev upornosti, medtem ko se obrezovalni potenciometri uporabljajo za natančne nastavitve v elektronskih vezjih. Digitalni potenciometri omogočajo elektronsko krmiljenje upora in se lahko uporabljajo v kompleksnih vezjih. Izbira pravega potenciometra je odvisna od specifične uporabe, želenih funkcij in zahtevane natančnosti.

Potenciometer se v elektronskih vezjih uporablja za spreminjanje električne upornosti. Sestavljen je iz uporovnega elementa, ki je pogosto zasnovan kot vrtljiva brisalka in ga je mogoče premikati med priključki potenciometra. Vrednost upora potenciometra lahko spreminjamo s premikanjem obročka.

Potenciometri se uporabljajo v številnih različnih aplikacijah, kot so regulatorji glasnosti, regulatorji svetlosti zaslonov, delilniki napetosti v analognih vezjih ali kot senzorski elementi za merjenje mehanskih gibov.

Prednost potenciometrov pred drugimi vrstami uporov, kot so fiksni upori, je njihova spremenljiva nastavljivost. Tako je mogoče vrednost upora natančno prilagoditi zahtevam vezja. Potenciometri omogočajo neskončno nastavljanje upora, medtem ko imajo fiksni upori le diskretne vrednosti.

Druga prednost je preprosto upravljanje. Potenciometre je mogoče preprosto obračati ali premikati, da bi prilagodili vrednost upora. V primerjavi s fiksnimi upori je za zamenjavo potrebno spajkanje.

Potenciometri omogočajo tudi hiter in enostaven način nadzora ali regulacije električnih signalov. S spreminjanjem vrednosti upora je mogoče prilagoditi vrednost toka ali napetosti v vezju.

Če povzamemo, so potenciometri vsestransko uporabni v elektronskih vezjih in imajo prednost spremenljive nastavljivosti, kar jih razlikuje od drugih vrst uporov.

Potenciometri se v praksi uporabljajo na različnih področjih. Navajamo nekaj primerov:

Potenciometri se pogosto uporabljajo v avdio napravah, kot so ojačevalniki, mešalne konzole in zvočniki, za nastavitev glasnosti.

2. uravnavanje svetlosti: V napravah, kot so televizorji, monitorji in svetilke, se potenciometri lahko uporabljajo za prilagajanje svetlosti zaslona ali osvetlitve.

3. uravnavanje temperature: Potenciometri se uporabljajo v ogrevalnih in klimatskih sistemih za nastavitev želene temperature.

4. določanje položaja: Potenciometri se uporabljajo v različnih aplikacijah za določanje položaja, na primer za krmiljenje servomotorjev, robotov ali koračnih motorjev.

5. merilni instrumenti: Potenciometri se uporabljajo v različnih merilnih instrumentih, kot so voltmetri, ampermetri in ohmmetri, za merjenje električnih veličin.

6. krmiljenje elektronskih naprav: Potenciometri se uporabljajo v elektronskih napravah, kot so radijski sprejemniki, kitarski ojačevalniki in sintetizatorji, za prilagajanje parametrov, kot so zvok, višina ali učinki.

Ta seznam ni izčrpen, saj se potenciometri lahko uporabljajo na številnih različnih področjih elektronike in mehanike. Njihova uporaba je odvisna od posebnih zahtev zadevne aplikacije.