Potentiometer: Justering och mätning av elektriska resistanser

En potentiometer är en elektrisk komponent som används för att ställa in och mäta ett elektriskt motstånd. Den består av en vridbar avstrykare som är ansluten till ett motstånd via en axel.

Potentiometern används ofta som ett justerbart motstånd. Genom att vrida axeln kan resistansvärdet ändras och därmed kan strömmen eller spänningen i en elektrisk krets justeras. Den kan t.ex. användas som volymkontroll i ljudsystem eller som ljuskontroll i belysningssystem.

En potentiometer kan också användas för att mäta en avstrykares position. I det här fallet används den som en sensor för att bestämma positionen för t.ex. en joystick eller ett reglage.

En potentiometer är en elektrisk komponent som används för att ge en variabel spänning eller ett variabelt motstånd. Den består av ett fast motstånd (det s.k. resistanselementet) och en avstrykare som kan skjutas över motståndet.

Funktionen hos en potentiometer bygger på principen om spänningsdelare. Motståndselementet är vanligtvis en lång, tunn tråd eller ett skikt av kol eller annat ledande ämne. Ingångsspänningen (vanligtvis en konstant spänning) appliceras på båda ändarna av det resistiva elementet. Avstrykaren, som trycks mot det resistiva elementet med en kontakt, kan förflyttas längs det resistiva elementet.

Om avstrykaren är placerad i mitten av det resistiva elementet delar den den ingående spänningen i två lika stora delar, eftersom resistansen är densamma på båda sidor om avstrykaren. Detta innebär att spänningen vid avstrykaren är hälften av ingångsspänningen. När avstrykaren flyttas längs resistanselementet ändras förhållandet mellan de delade spänningarna. Om avstrykaren t.ex. befinner sig närmare ena änden av motståndselementet kommer spänningen vid avstrykaren att vara närmare ingångsspänningen.

Avstrykarens position avgör därför hur stor del av ingångsspänningen som kan avtappas vid avstrykaren. Det uttagna värdet kan sedan användas som en variabel spänning eller ett variabelt motstånd.

De fysiska principer som ligger till grund för en potentiometers funktion är Ohms lag (spänning är proportionell mot resistans och ström), principen om spänningsdelare och egenskaperna hos elektrisk ström och resistans.

Det finns olika typer av potentiometrar, som har olika egenskaper beroende på applikation och design. Här är några av de vanligaste typerna av potentiometrar:

1. Linjära potentiometrar: Dessa potentiometrar har en linjär förändring av resistansen över rotationsområdet. Det innebär att resistansen ökar eller minskar i lika stora steg när potentiometerns ratt vrids.

2. Logaritmiska potentiometrar: Dessa potentiometrar, som även kallas audiopotentiometrar eller logpotentiometrar, har en logaritmisk resistansförändring över hela rotationsområdet. Detta ger en mer exakt styrning i applikationer som ljudförstärkare eller volymkontroller, eftersom den mänskliga uppfattningen av volym är logaritmisk.

3. Potentiometrar med flera varv: Dessa potentiometrar har flera varv, vilket innebär att motståndet kan ändras med flera varv på potentiometerratten. Detta möjliggör en finare och mer exakt justering av resistansen.

4. Trimningsbara potentiometrar: Dessa potentiometrar är små och används ofta som inställningsmotstånd i elektroniska kretsar. De justeras vanligtvis med en skruvmejsel och har låg upplösning.

5. Digitala potentiometrar: Dessa potentiometrar använder digitala kretsar istället för mekaniska motstånd för att ställa in motståndsvärdet. De kan styras elektroniskt och är vanligt förekommande i applikationer som digitala kretsar, ljudförstärkare och mätinstrument.

Skillnaderna mellan dessa potentiometrar ligger i hur de fungerar, deras användningsområde och deras noggrannhet. Linjära potentiometrar är väl lämpade för applikationer där en jämn förändring av resistansen krävs, medan logaritmiska potentiometrar föredras för ljud- eller volymkontrollapplikationer. Multiturn-potentiometrar möjliggör mer exakt justering av resistansen, medan trimningspotentiometrar används för finjusteringar i elektroniska kretsar. Digitala potentiometrar ger möjlighet att styra resistansen elektroniskt och kan användas i komplexa kretsar. Valet av rätt potentiometer beror på den specifika tillämpningen, de önskade funktionerna och den noggrannhet som krävs.

En potentiometer används i elektroniska kretsar för att justera det elektriska motståndet. Den består av ett resistanselement, som ofta är utformat som en roterande avstrykare och som kan flyttas mellan potentiometerns anslutningar. Potentiometerns resistansvärde kan ändras genom att man flyttar visaren.

Potentiometrar används i många olika tillämpningar, t.ex. som volymkontroll, ljusreglering för displayer, spänningsdelare i analoga kretsar eller som sensorelement för mätning av mekaniska rörelser.

En fördel med potentiometrar jämfört med andra typer av resistorer, t.ex. fasta resistorer, är deras variabla justerbarhet. Detta gör att motståndsvärdet kan anpassas exakt till kretsens krav. Potentiometrar tillåter steglös justering av resistansen, medan fasta resistorer endast har diskreta värden.

En annan fördel är den enkla hanteringen. Potentiometrar kan enkelt vridas eller flyttas för att justera motståndsvärdet. Fasta resistorer kräver däremot lödning för att kunna bytas ut.

Potentiometrar erbjuder också ett snabbt och enkelt sätt att styra eller reglera elektriska signaler. Genom att ändra resistansvärdet kan ström- eller spänningsvärdet i kretsen justeras.

Sammanfattningsvis är potentiometrar mångsidiga i elektroniska kretsar och erbjuder fördelen med variabel justerbarhet, vilket skiljer dem från andra typer av resistorer.

Potentiometrar har olika användningsområden i praktiken. Här är några exempel:

1. Volymkontroll: Potentiometrar används ofta i ljudenheter som förstärkare, mixerbord och högtalare för att justera volymen.

2. Kontroll av ljusstyrka: I apparater som tv-apparater, bildskärmar och lampor kan potentiometrar användas för att justera ljusstyrkan på skärmen eller belysningen.

3. Temperaturreglering: Potentiometrar används i värme- och luftkonditioneringssystem för att ställa in önskad temperatur.

4. Positionsbestämning: Potentiometrar används i olika tillämpningar för att bestämma position, t.ex. för att styra servomotorer, robotar eller stegmotorer.

5. Mätinstrument: Potentiometrar används i olika mätinstrument som voltmetrar, ammetrar och ohmmetrar för att mäta elektriska storheter.

6. Styrning av elektroniska apparater: Potentiometrar används i elektroniska apparater som radioapparater, gitarrförstärkare och syntar för att justera parametrar som ljud, tonhöjd eller effekter.

Denna lista är inte uttömmande, eftersom potentiometrar kan användas inom många olika områden inom elektronik och mekanik. Deras användning beror på de specifika kraven för applikationen i fråga.