Apa itu Potensiometer: Pembinaan & Pengerjaannya

Potentiometer adalah alat elektrik yang digunakan untuk mengukur EMF (daya elektromotif) sel tertentu, rintangan dalaman sel. Dan juga digunakan untuk membandingkan EMF sel yang berbeza. Ia juga boleh digunakan sebagai perintang ubah dalam kebanyakan aplikasi. Potensiometer ini digunakan dalam jumlah besar dalam pembuatan peralatan elektronik yang menyediakan cara penyesuaian litar elektronik supaya output yang betul diperoleh. Walaupun penggunaannya yang paling jelas mestilah untuk kawalan kelantangan pada radio dan peralatan elektronik lain yang digunakan untuk audio.

Potensiometer Pin Keluar

Gambarajah pin potensiometer Trimpot ditunjukkan di bawah. Potensiometer ini tersedia dalam pelbagai bentuk dan merangkumi tiga petunjuk. Komponen ini boleh diletakkan di papan roti dengan mudah untuk membuat prototaip yang mudah. Potensiometer ini termasuk tombol di atasnya dan ia digunakan untuk mengubah nilainya dengan mengubahnya.

Pin Keluar dari Potensiometer

Pin1 (Tetap Tetap): Sambungan hujung tetap1 ini boleh dilakukan ke satu hujung jalan rintangan

Pin2 (Akhir Berubah): Sambungan hujung berubah ini dapat dilakukan dengan menghubungkannya ke pengelap sehingga memberikan voltan berubah

Pin3 (Tetap Tetap): Sambungan hujung tetap yang lain ini dapat dilakukan dengan menghubungkannya ke penamat jalan resistif yang lain

Bagaimana Memilih Potensiometer?

Potensiometer juga dipanggil POT atau perintang berubah-ubah. Ini digunakan untuk memberikan rintangan yang berubah-ubah dengan hanya menukar tombol pada potensiometer. Klasifikasi ini boleh dilakukan berdasarkan dua parameter penting seperti Rintangan (R-ohms) & Peringkat kuasa (P-Watts).

Potensiometer

Rintangan potensiometer sebaliknya nilainya menentukan berapa banyak rintangan yang diberikannya terhadap aliran semasa. Apabila nilai perintang tinggi maka nilai arus yang kurang akan mengalir. Sebilangan potensiometer ialah 500Ω, 1K ohm, 2K ohm, 5K ohm, 10K ohm, 22K ohm, 47K ohm, 50K ohm, 100K ohm, 220K ohm, 470K ohm, 500K ohm, 1M.

Klasifikasi perintang bergantung pada seberapa banyak arus yang membolehkannya melaluinya, yang dikenali sebagai penarafan kuasa. Peringkat kuasa potensiometer adalah 0.3W & oleh itu ia boleh digunakan hanya untuk litar arus rendah.

Masih terdapat beberapa jenis potensiometer dan pemilihannya bergantung pada keperluan tertentu seperti berikut.

• Keperluan Struktur
• Ciri-ciri Perubahan Rintangan
• Pilih jenis potensiometer berdasarkan keperluan Penggunaan
• Pilih parameter berdasarkan keperluan litar

Prinsip Pembinaan dan Kerja

Potensiometer terdiri daripada dawai resistif panjang L yang terbuat dari magnum atau dengan konstantan dan bateri EMF V. yang diketahui Voltan ini dipanggil voltan sel pemacu . Sambungkan dua hujung wayar perintang L ke terminal bateri seperti yang ditunjukkan di bawah, mari kita anggap ini adalah susunan litar utama.

Satu terminal sel lain (yang EMF E akan diukur) berada di satu hujung litar primer dan hujung terminal sel yang lain disambungkan ke mana-mana titik pada wayar perintang melalui galvanometer G. Sekarang mari kita anggap susunan ini adalah litar sekunder. Susunan potensiometer seperti di bawah.

Pembinaan Potensiometer

Prinsip kerja asas ini didasarkan pada kenyataan bahawa kejatuhan potensi di mana-mana bahagian wayar berkadar langsung dengan panjang wayar, dengan syarat wayar mempunyai luas keratan rentas yang seragam dan arus berterusan yang mengalir melaluinya. 'Apabila tidak ada perbezaan potensial antara dua nod, arus elektrik akan mengalir'.

Kini wayar potensiometer sebenarnya adalah wayar dengan daya tahan tinggi (ῥ) dengan luas keratan rentas seragam A. Oleh itu, sepanjang wayar, ia mempunyai ketahanan seragam. Sekarang terminal potensiometer ini disambungkan ke sel EMF V tinggi (mengabaikan rintangan dalamannya) yang disebut sel pemacu atau sumber voltan. Biarkan arus melalui potensiometer adalah I dan R adalah rintangan total potensiometer.

Kemudian oleh undang-undang Ohms V = IR

Kami tahu bahawa R = ῥL / A

Oleh itu, V = I ῥL / A

Oleh kerana ῥ dan A sentiasa tetap dan semasa, saya tetap berterusan oleh rheostat.

Jadi L ῥ / A = K (pemalar)

Oleh itu, V = KL. Sekarang anggap sel E EMF lebih rendah daripada sel pemandu dimasukkan ke dalam litar seperti yang ditunjukkan di atas. Katakan ia mempunyai EMF E. Sekarang di wayar potensiometer katakan panjang x potensiometer telah menjadi E.

E = L ῥx / A = Kx

Apabila sel ini dimasukkan ke dalam litar seperti gambar rajah di atas dengan jokey yang disambungkan ke panjang yang sesuai (x), tidak akan ada aliran arus melalui galvanometer kerana apabila perbezaan potensi sama dengan sifar, tidak ada arus yang akan mengalir melaluinya .

Jadi galvanometer G menunjukkan pengesanan nol. Kemudian panjang (x) disebut panjang titik nol. Sekarang dengan mengetahui pemalar K dan panjang x. Kita dapat mencari EMF yang tidak diketahui.

E = L ῥx / A = Kx

Kedua, EMF dua sel juga dapat dibandingkan, biarkan sel pertama EMF E1 diberi titik nol pada panjang = L1 dan sel kedua EMF E2 menunjukkan titik nol panjang = L2

Kemudian,

E1 / E2 = L1 / L2

Mengapa Potensiometer Terpilih Lebih Voltmeter?

Semasa kita menggunakan Voltmeter, arus mengalir melalui litar, dan kerana rintangan dalaman sel, potensi terminal selalu akan kurang daripada potensi sel yang sebenarnya. Dalam litar ini, apabila perbezaan potensi seimbang (menggunakan pengesanan nol Galvanometer), tidak ada arus yang mengalir dalam litar, jadi potensi terminal akan sama dengan potensi sel yang sebenarnya. Oleh itu, kita dapat memahami bahawa Voltmeter mengukur potensi terminal sel, tetapi ini mengukur potensi sel sebenar. Simbol skematik ini ditunjukkan di bawah.

Simbol Potensiometer

Jenis Potensiometer

Potensiometer juga dikenali sebagai pot. Potensiometer ini mempunyai tiga sambungan terminal. Satu terminal dihubungkan ke kenalan gelongsor yang disebut pengelap dan dua terminal yang lain disambungkan ke landasan rintangan tetap. Pengelap boleh dipindahkan di sepanjang landasan resistif sama ada dengan menggunakan kawalan gelongsor linier atau kenalan 'pengelap' berputar. Kedua-dua kawalan putar dan linear mempunyai operasi asas yang sama.

Bentuk potensiometer yang paling biasa ialah potensiometer putar tunggal. Potensiometer jenis ini sering digunakan dalam kawalan kelantangan audio (logarithmic taper) serta banyak aplikasi lain. Bahan yang berbeza digunakan untuk membuat potensiometer, termasuk komposisi karbon, cermet, plastik konduktif, dan filem logam.

Potensiometer berputar

Ini adalah jenis potensiometer yang paling biasa, di mana pengelap bergerak di sepanjang jalan bulat. Potensiometer ini digunakan terutamanya untuk mendapatkan bekalan voltan yang boleh berubah ke sebilangan kecil litar. Contoh terbaik potensiometer putar ini ialah pengawal kelantangan transistor radio di mana tombol putar mengawal bekalan semasa ke arah penguat.

Potensiometer semacam ini merangkumi dua kenalan terminal di mana rintangan yang konsisten dapat terletak pada model separa bulat. Dan juga termasuk terminal di tengah yang bersekutu dengan rintangan menggunakan sentuhan gelongsor yang disambungkan melalui tombol putar. Kenalan gelongsor boleh dipusingkan dengan memutar tombol pada rintangan separuh bulatan. Voltan ini boleh didapati di antara dua kenalan rintangan & gelongsor. Potensiometer ini digunakan di mana sahaja kawalan voltan tahap diperlukan.

Potensiometer linear

Dalam jenis Potentiometers ini, pengelap bergerak di sepanjang jalan linear. Juga dikenali sebagai slaid pot, slider, atau fader. Potensiometer ini serupa dengan jenis putar tetapi dalam potensiometer ini, sentuhan gelangsar hanya berputar pada perintang secara linear. Sambungan dua terminal perintang disambungkan di seluruh sumber voltan. Kontak gelongsor pada perintang boleh digerakkan menggunakan jalur yang disambungkan melalui perintang.

Terminal perintang disambungkan ke arah gelongsor yang disambungkan ke satu kemasan output litar & terminal lain disambungkan ke kemasan lain keluaran litar. Potensiometer jenis ini kebanyakannya digunakan untuk mengira voltan dalam litar. Ini digunakan untuk mengukur ketahanan dalaman sel bateri dan juga digunakan dalam sistem pencampuran penyamaan suara & muzik.

Potensiometer Mekanikal

Terdapat berbagai jenis potensiometer yang tersedia di pasar, di mana jenis mekanikal digunakan untuk mengendalikan secara manual untuk mengubah rintangan dan juga output peranti. Walau bagaimanapun, potensiometer digital digunakan untuk mengubah rintangannya secara automatik berdasarkan keadaan yang diberikan. Potensiometer jenis ini berfungsi dengan tepat seperti potensiometer dan rintangannya dapat diubah melalui komunikasi digital seperti SPI, I2C dan bukannya memutar tombol secara langsung.

Potensiometer ini disebut POT kerana strukturnya berbentuk POT. Ia merangkumi tiga terminal seperti i / p, o / p, dan GND bersama dengan tombol di puncaknya. Tombol ini berfungsi seperti kawalan untuk mengawal rintangan dengan memutarnya ke dua arah seperti arah jam sebaliknya berlawanan arah jam.

Kelemahan utama potensiometer digital adalah bahawa ia hanya dipengaruhi oleh faktor persekitaran yang berbeza seperti kotoran, habuk, kelembapan, dan lain-lain. Untuk mengatasi kekurangan ini, Potensiometers digital (digiPOT) dilaksanakan. Potensiometer ini dapat berfungsi di persekitaran seperti debu, kotoran, kelembapan tanpa mengubah operasinya.

Potensiometer Digital

Potensiometer digital juga disebut sebagai digiPOT atau perintang berubah yang digunakan untuk mengawal isyarat analog menggunakan mikrokontroler. Potensiometer jenis ini memberikan rintangan o / p yang boleh berubah bergantung pada input digital. Kadang-kadang, ini juga dipanggil RDAC (penukar digital-ke-analog resistif). Pengendalian digipot ini dapat dilakukan dengan isyarat digital dan bukan melalui pergerakan mekanikal.

Setiap langkah di tangga perintang merangkumi satu suis yang disambungkan ke terminal o / p potensiometer digital. Nisbah rintangan dalam potensiometer dapat ditentukan melalui langkah yang dipilih di atas tangga. Secara amnya, langkah-langkah ini ditunjukkan dengan nilai bit, misalnya. 8-bit sama dengan 256 langkah.

Potensiometer ini menggunakan protokol digital seperti I²C sebaliknya SPI Bus (Serial Peripheral Interface) untuk memberi isyarat. Sebilangan besar potensiometer ini menggunakan memori yang mudah berubah sehingga mereka tidak mengingati tempatnya setelah dimatikan dan tempat terakhirnya dapat disimpan melalui FPGA atau mikrokontroler yang dihubungkan.

Ciri-ciri

The ciri-ciri potensiometer sertakan perkara berikut.

• Ia sangat tepat kerana ia berfungsi pada teknik penilaian dan bukannya teknik pesongan untuk menentukan voltan yang tidak dikenali.
• Ini menentukan titik keseimbangan sebaliknya nol yang tidak memerlukan daya untuk dimensi.
• Potensiometer berfungsi bebas dari rintangan sumber kerana tidak ada aliran arus sepanjang potensiometer kerana seimbang.
• Ciri-ciri utama potensiometer ini ialah resolusi, tirus, kod penanda & rintangan lompat / putar

Sensitiviti Potensiometer

Kepekaan potensiometer dapat didefinisikan sebagai variasi potensial paling sedikit yang dikira dengan bantuan potensiometer. Kepekaannya bergantung terutamanya pada nilai kecerunan berpotensi (K). Apabila nilai kecerunan berpotensi rendah, perbezaan potensi yang dapat dikira oleh potensiometer lebih kecil, dan kemudian kepekaan potensiometer lebih banyak.

Jadi, untuk kemungkinan perbezaan yang sama, kepekaan potensiometer dapat meningkat melalui peningkatan panjang potensiometer. Kepekaan potensiometer juga dapat ditingkatkan dengan alasan berikut.

• Dengan meningkatkan panjang potensiometer
• Dengan mengurangkan aliran arus dalam litar melalui rheostat
• Kedua-dua teknik ini akan membantu mengurangkan nilai kecerunan berpotensi & meningkatkan daya tahan.

Perbezaan antara Potensiometer dan Voltmeter

Perbezaan utama antara potensiometer dan voltmeter dibincangkan dalam jadual perbandingan.

Rheostat vs Potensiometer

Perbezaan utama antara rheostat dan potensiometer dibincangkan dalam jadual perbandingan.

Pengukuran Voltan oleh Potentiometer

Pengukuran voltan boleh dilakukan dengan menggunakan potensiometer dalam litar adalah konsep yang sangat sederhana. Dalam litar, rheostat mesti diselaraskan dan aliran arus melalui perintang dapat disesuaikan sehingga untuk setiap unit panjang perintang, voltan yang tepat dapat dijatuhkan.

Sekarang kita harus membetulkan satu hujung cabang ke perintang bermula sedangkan hujung yang lain dapat dihubungkan ke arah gelongsor perintang menggunakan galvanometer. Jadi, sekarang kita harus mengalihkan kenalan gelongsor ke atas perintang sehingga galvanometer menunjukkan pesongan sifar. Setelah galvanometer mencapai keadaan sifarnya maka kita harus perhatikan bacaan kedudukan pada skala perintang & berdasarkan bahawa kita dapat mengetahui voltan dalam litar. Untuk pemahaman yang lebih baik, kita dapat menyesuaikan voltan untuk setiap unit panjang perintang.

Kelebihan

The kelebihan potensiometer sertakan perkara berikut.

• Tidak ada kemungkinan mendapat kesalahan kerana menggunakan kaedah pantulan sifar.
• Penyeragaman dapat dilakukan dengan menggunakan sel normal secara langsung
• Ia digunakan untuk mengukur emf kecil kerana sangat sensitif
• Berdasarkan keperluan, panjang potensiometer dapat ditingkatkan untuk mendapatkan ketepatan.
• Apabila potensiometer digunakan dalam litar untuk pengukuran, maka arus tidak akan menarik.
• Ia digunakan untuk mengukur ketahanan dalaman sel serta membandingkan e.m.f. dua sel tetapi dengan menggunakan voltmeter, tidak mungkin.

Kekurangan

The kelemahan potensiometer sertakan perkara berikut.

• Penggunaan potensiometer tidak selesa
• Bahagian keratan rentas wayar potensiometer harus konsisten sehingga tidak mungkin dilakukan secara praktikal.
• Semasa melakukan eksperimen, suhu wayar harus stabil tetapi ini sukar kerana aliran semasa.
• Kelemahan utama ini adalah, ia memerlukan kekuatan yang besar untuk menggerakkan kenalan pengelap atau gelongsor mereka. Terdapat hakisan kerana pergerakan pengelap. Oleh itu ia mengurangkan kehidupan transduser
• Lebar jalur terhad.

Sel Pemacu Potensiometer

Potensiometer digunakan untuk mengukur voltan dengan menilai voltan pengukuran melintasi rintangan potensiometer dengan voltan. Jadi untuk operasi potensiometer, harus ada sumber voltan yang bersekutu di litar potensiometer. Potensiometer dapat dikendalikan oleh sumber voltan yang disediakan oleh sel yang dikenali sebagai sel pemacu.

Sel ini digunakan untuk menyampaikan arus sepanjang rintangan potensiometer. Rintangan & produk potensiometer semasa akan memberikan voltan lengkap peranti. Jadi, voltan ini dapat disesuaikan untuk mengubah kepekaan potensiometer. Biasanya, ini dapat dilakukan dengan mengatur arus sepanjang rintangan. Rheostat dihubungkan dengan sel pemacu secara bersiri.

Aliran arus sepanjang rintangan dapat dikawal menggunakan rheostat yang dihubungkan dengan sel pemacu secara bersiri. Jadi voltan sel pemandu mesti lebih baik jika dibandingkan dengan voltan yang diukur.

Aplikasi Potensiometer

Aplikasi potensiometer merangkumi yang berikut.

Potensiometer sebagai Pembahagi Voltan

Potensiometer boleh digunakan sebagai pembahagi voltan untuk mendapatkan voltan keluaran yang boleh dilaraskan secara manual pada slaid dari voltan input tetap yang digunakan di kedua hujung potensiometer. Sekarang voltan beban merentasi RL dapat diukur sebagai

Litar Pembahagi Voltan

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

Kawalan Audio

Potensiometer gelongsor, salah satu kegunaan yang paling biasa untuk potensiometer berkuasa rendah moden adalah sebagai alat kawalan audio. Kedua-dua periuk gelongsor (fader) dan potensiometer berputar (kenop) secara berkala digunakan untuk pelemahan frekuensi, mengatur kelantangan, dan untuk ciri-ciri isyarat audio yang berbeza.

Televisyen

Potensiometer digunakan untuk mengendalikan kecerahan gambar, kontras, dan tindak balas warna. Potensiometer sering digunakan untuk menyesuaikan 'penahan tegak', yang mempengaruhi penyegerakan antara isyarat gambar yang diterima dan litar sapu dalaman penerima ( penggetar pelbagai ).

Transduser

Salah satu aplikasi yang paling biasa ialah mengukur perpindahan. Untuk mengukur anjakan badan, yang boleh bergerak, disambungkan ke elemen gelongsor yang terletak di potensiometer. Semasa badan bergerak, kedudukan gelangsar juga berubah dengan sewajarnya sehingga rintangan antara titik tetap dan gelangsar berubah. Oleh kerana itu voltan merentasi titik-titik ini juga berubah.

Perubahan rintangan atau voltan berkadar dengan perubahan anjakan badan. Oleh itu, perubahan voltan menunjukkan anjakan badan. Ini boleh digunakan untuk pengukuran translasi dan juga anjakan putaran. Oleh kerana potensiometer ini berfungsi pada prinsip ketahanan, mereka juga disebut potensiometer resistif. Sebagai contoh, putaran poros mungkin mewakili sudut, dan nisbah pembahagian voltan boleh dibuat sebanding dengan kosinus sudut.

Oleh itu, ini semua berkaitan gambaran keseluruhan mengenai apa itu Potensiometer , pinout, pembinaannya, pelbagai jenis, cara memilih, ciri, perbezaan, kelebihan, kekurangan, dan aplikasinya. Kami harap anda mendapat pemahaman yang lebih baik mengenai maklumat ini. Selanjutnya, sebarang pertanyaan mengenai konsep ini atau projek elektrik dan elektronik , sila berikan cadangan berharga anda dengan memberi komen di bahagian komen di bawah. Berikut adalah soalan untuk anda, Apakah fungsi potensiometer putar?