Potansiyometre Nedir: Yapısı ve Çalışması

Potansiyometre Nedir: Yapısı ve Çalışması

Potansiyometre, ölçüm yapmak için kullanılan elektrikli bir alettir. EMF (elektromotor kuvvet) belirli bir hücrenin iç direnci. Ayrıca farklı hücrelerin EMF'lerini karşılaştırmak için kullanılır. Ayrıca bir değişken direnç uygulamaların çoğunda. Bu potansiyometreler, elektronik ekipmanların imalatında büyük miktarlarda kullanılır ve bu da bir ayarlama yolu sağlar. elektronik devreler böylece doğru çıktılar elde edilir. En belirgin kullanımları radyolarda ve ses için kullanılan diğer elektronik ekipmanlarda ses kontrolleri için olsa da.

Potansiyometre Pin Çıkışı

Trimpot potansiyometresinin pim diyagramı aşağıda gösterilmiştir. Bu potansiyometreler farklı şekillerde mevcuttur ve üç uç içerir. Bu bileşenler, kolay prototipleme için kolayca bir devre tahtasına yerleştirilebilir. Bu potansiyometrenin üzerinde bir düğme bulunur ve onu değiştirerek değerini değiştirmek için kullanılır.




Potansiyometreden Çıkış Pimi

Potansiyometreden Çıkış Pimi



Pin1 (Sabit Uç): Bu sabit ucun1 bağlantısı, dirençli yolun bir ucuna yapılabilir.

Pin2 (Değişken Uç): Bu değişken ucun bağlantısı, sileceğe bağlanarak yapılabilir, böylece değişken voltaj sağlar.



Pin3 (Sabit Uç): Bu diğer sabit ucun bağlantısı, dirençli yolun diğer ucuna bağlanarak yapılabilir.

Potansiyometre Nasıl Seçilir?

Potansiyometreye POT veya değişken direnç de denir. Bunlar sadece potansiyometre üzerindeki düğmeyi değiştirerek değişken bir direnç sağlamak için kullanılır. Bunun sınıflandırılması, Direnç (R-ohm) ve Güç derecesi (P-Watt) gibi iki önemli parametreye göre yapılabilir.


Potansiyometre

Potansiyometre



Potansiyometre direnci, aksi takdirde değeri esas olarak akım akışına ne kadar direnç verdiğine karar verir. Direnç değeri yüksek olduğunda, akımın daha düşük değeri akacaktır. Potansiyometrelerden bazıları 500Ω, 1K ohm, 2K ohm, 5K ohm, 10K ohm, 22K ohm, 47K ohm, 50K ohm, 100K ohm, 220K ohm, 470K ohm, 500K ohm, 1M'dir.

Dirençlerin sınıflandırılması, esas olarak, güç derecesi olarak bilinen, içinden ne kadar akım geçmesine izin verdiğine bağlıdır. Bir potansiyometrenin güç derecesi 0,3W'tır ve bu nedenle basitçe düşük akım devreleri için kullanılabilir.

Halen birkaç çeşit potansiyometre vardır ve bunların seçimi temel olarak aşağıdakiler gibi belirli gereksinimlere bağlıdır.

  • Yapının gerekleri
  • Direnç Değişim Özellikleri
  • Kullanım gereksinimlerine göre potansiyometre türünü seçin
  • Devrenin gereksinimlerine göre parametreleri seçin

İnşaat ve Çalışma Prensibi

Potansiyometre, magnumdan veya konstantandan oluşan uzun dirençli bir tel L ve bilinen bir EMF V pilinden oluşur. Bu voltaj sürücü hücre voltajı . Dirençli tel L'nin iki ucunu aşağıda gösterildiği gibi akü terminallerine bağlayın, bunun birincil devre düzenlemesi olduğunu varsayalım.

Başka bir hücrenin (EMF E'si ölçülecek olan) bir terminali, birincil devrenin bir ucundadır ve hücre terminalinin başka bir ucu, bir galvanometre G aracılığıyla dirençli tel üzerindeki herhangi bir noktaya bağlanır.Şimdi bu düzenlemenin şöyle olduğunu varsayalım ikincil bir devre. Potansiyometrenin düzeni aşağıda gösterildiği gibidir.

Potansiyometre Yapısı

Potansiyometre Yapısı

Bunun temel çalışma prensibi, telin üniform bir enine kesit alanına ve içinden akan sabit akıma sahip olması koşuluyla, telin herhangi bir kısmı boyunca potansiyelin düşüşünün telin uzunluğu ile doğru orantılı olması gerçeğine dayanmaktadır. 'Herhangi iki düğüm arasında potansiyel bir fark olmadığında, elektrik akımı olacaktır'.

Şimdi potansiyometre teli aslında tek tip kesit alanına sahip yüksek dirençli (ῥ) bir teldir. Böylece, tel boyunca tekdüze bir dirence sahiptir. Şimdi bu potansiyometre terminali, sürücü hücresi veya voltaj kaynağı olarak adlandırılan yüksek EMF V hücresine (iç direncini ihmal ederek) bağlanmıştır. Potansiyometreden geçen akımın I ve R, potansiyometrenin toplam direncidir.

O halde Ohm yasasına göre V = IR

R = ῥL / A olduğunu biliyoruz

Böylece, V = I ῥL / A

Ῥ ve A her zaman sabit olduğundan ve akım I bir reostat tarafından sabit tutulduğundan.

Yani L ῥ / A = K (sabit)

Böylece, V = KL. Şimdi, yukarıda gösterildiği gibi devreye sürücü hücresinden daha düşük EMF'ye sahip bir E hücresinin konulduğunu varsayalım. Diyelim ki EMF E var. Şimdi potansiyometre telinde, x uzunluğunda potansiyometre E'ye dönüştü diyelim.

E = L ῥx / A = Kx

Bu hücre, karşılık gelen uzunluğa (x) bağlı bir jokey ile yukarıdaki şekilde gösterildiği gibi devreye sokulduğunda, galvanometreden akım akışı olmayacaktır çünkü potansiyel farkı sıfıra eşit olduğunda, içinden akım geçmeyecektir. .

Dolayısıyla, galvanometre G sıfır tespiti gösterir. Daha sonra uzunluk (x), sıfır noktasının uzunluğu olarak adlandırılır. Şimdi K sabitini ve x uzunluğunu bilerek. Bilinmeyen EMF'yi bulabiliriz.

E = L ῥx / A = Kx

İkinci olarak, iki hücrenin EMF'si de karşılaştırılabilir, EMF E1'in ilk hücresinin bir uzunluk = L1'de bir sıfır noktası vermesine ve EMF E2'nin ikinci hücresinin uzunluk = L2'de bir boş nokta göstermesine izin verin.

Sonra,

E1 / E2 = L1 / L2

Potansiyometre Neden Voltmetre Üzerinden Seçildi?

Voltmetre kullandığımızda, akım devreden geçer ve hücrenin iç direnci nedeniyle her zaman terminal potansiyeli gerçek hücre potansiyelinden daha az olacaktır. Bu devrede, potansiyel farkı dengelendiğinde (bir Galvanometre sıfır algılaması kullanılarak), devrede akım akışı olmaz, bu nedenle terminal potansiyeli, gerçek hücre potansiyeline eşit olacaktır. Böylece Voltmetrenin bir hücrenin terminal potansiyelini ölçtüğünü anlayabiliriz, ancak bu gerçek hücre potansiyelini ölçer. Bunun şematik sembolleri aşağıda gösterilmiştir.

Potansiyometre Sembolleri

Potansiyometre Sembolleri

Potansiyometre Türleri

Potansiyometre, yaygın olarak pot olarak da bilinir. Bu potansiyometrelerin üç terminal bağlantısı vardır. Silecek adı verilen kayan bir kontağa bağlı bir terminal ve diğer iki terminal sabit bir direnç hattına bağlanır. Silecek, doğrusal bir kayan kontrol veya bir döner 'silecek' kontağı kullanılarak dirençli yol boyunca hareket ettirilebilir. Hem döner hem de doğrusal kontroller aynı temel işleme sahiptir.

Potansiyometrenin en yaygın şekli, tek dönüşlü döner potansiyometredir. Bu tip potansiyometre, genellikle ses seviyesi kontrolünde (logaritmik koniklik) ve diğer birçok uygulamada kullanılır. Potansiyometre oluşturmak için karbon bileşimi, sermet, iletken plastik ve metal film dahil olmak üzere farklı malzemeler kullanılır.

Döner Potansiyometreler

Bunlar, sileceğin dairesel bir yol boyunca hareket ettiği en yaygın potansiyometre türüdür. Bu potansiyometreler, esas olarak devrelerin bir kısmına değiştirilebilir bir voltaj beslemesi sağlamak için kullanılır. Bu döner potansiyometrenin en iyi örneği, dönen düğmenin amplifikatöre doğru akım beslemesini kontrol ettiği bir radyo transistörünün ses kontrolörüdür.

Bu tür bir potansiyometre, yarı dairesel bir modelde tutarlı bir direncin yerleştirilebildiği iki terminal kontağı içerir. Ayrıca ortada, dönen bir topuzla bağlanan kayan bir kontak kullanarak dirence bağlı olan bir terminal içerir. Kayar kontak, düğme yarım daire direnci üzerinde döndürülerek döndürülebilir. Bunun voltajı, iki direnç ve kayma kontağı arasından elde edilebilir. Bu potansiyometreler, seviye voltaj kontrolünün gerekli olduğu her yerde kullanılır.

Doğrusal Potansiyometreler

Bu tür Potansiyometrelerde, silecek doğrusal bir yol boyunca hareket eder. Slide pot, slider veya fader olarak da bilinir. Bu potansiyometre, döner tipe benzer, ancak bu potansiyometrede, kayan kontak, direnç üzerinde doğrusal olarak basitçe döndürülür. Direncin iki terminalinin bağlantısı voltaj kaynağına bağlanır. Direnç üzerindeki kayan bir kontak, direnç üzerinden bağlanan bir yol kullanılarak hareket ettirilebilir.

Direncin terminali, devrenin çıkışının bir tarafına bağlanan ve diğer terminal devrenin çıkışının diğer tarafına bağlanan kaymaya doğru bağlanır. Bu tür bir potansiyometre çoğunlukla bir devredeki voltajı hesaplamak için kullanılır. Pil hücresinin iç direncini ölçmek için kullanılır ve ayrıca ses ve müzik ekolayzır karıştırma sistemlerinde kullanılır.

Mekanik Potansiyometre

Piyasada, direncin yanı sıra cihazın çıkışını manuel olarak kontrol etmek için mekanik tiplerin kullanıldığı farklı türde potansiyometreler mevcuttur. Bununla birlikte, direncini verilen duruma göre otomatik olarak değiştirmek için dijital bir potansiyometre kullanılır. Bu tip potansiyometre, bir potansiyometre gibi doğru çalışır ve direnci, düğmeyi doğrudan çevirmek yerine SPI, I2C gibi dijital iletişim yoluyla değiştirilebilir.

Bu potansiyometrelere, POT şekilli yapısı nedeniyle POT denir. İ / p, o / p ve GND gibi üç terminali ve tepesinde bir düğme içerir. Bu düğme, direnci iki yönde, aksi takdirde saat yönünün tersi gibi iki yönde döndürerek kontrol etmek için kontrol işlevi görür.

Dijital potansiyometrelerin temel dezavantajı, kir, toz, nem vb. Gibi farklı çevresel faktörlerden basitçe etkilenmeleridir. Bu dezavantajların üstesinden gelmek için dijital Potansiyometreler (digiPOT) uygulanmıştır. Bu potansiyometreler toz, kir, nem gibi ortamlarda çalışmasını değiştirmeden çalışabilir.

Dijital Potansiyometre

Dijital potansiyometreler ayrıca digiPOT olarak da adlandırılır veya değişken dirençler mikrodenetleyicileri kullanarak analog sinyalleri kontrol etmek için kullanılır. Bu potansiyometre türleri, dijital girişlere bağlı olarak değişebilen bir o / p direnci verir. Bazen bunlara RDAC'ler (dirençli dijitalden analoğa dönüştürücüler) de denir. Bu digipotun kontrolü, mekanik hareket yerine dijital sinyallerle yapılabilir.

Direnç merdivenindeki her adım, dijital potansiyometrenin o / p terminaline bağlı bir anahtar içerir. Potansiyometredeki direncin oranı, merdiven üzerinde seçilen adım ile belirlenebilir. Genel olarak, bu adımlar örneğin bir bit değeriyle belirtilir. 8 bit, 256 adıma eşittir.

Bu potansiyometre, sinyalizasyon için I²C, aksi takdirde SPI Bus (Seri Çevresel Arayüz) gibi dijital protokolleri kullanır. Bu potansiyometrelerin çoğu, basitçe geçici bellek kullanır, böylece güç kapatıldıktan sonra yerlerini hatırlamazlar ve son yerleri bağlı oldukları FPGA veya mikro denetleyici aracılığıyla saklanabilir.

Özellikler

potansiyometrenin özellikleri aşağıdakileri dahil edin.

  • Tanımlanamayan gerilimleri belirlemek için sapma tekniğinden ziyade değerlendirme tekniği üzerinde çalıştığı için son derece doğrudur.
  • Boyut için güce ihtiyaç duymayan, aksi takdirde null olan denge noktasını belirler.
  • Dengeli olduğu için potansiyometre boyunca akım akışı olmadığı için çalışan potansiyometre kaynağın direncinden muaftır.
  • Bu potansiyometrenin temel özellikleri çözünürlük, incelme, işaretleme kodları ve atlama / atlama direncidir.

Potansiyometre Hassasiyeti

Potansiyometre hassasiyeti, bir potansiyometre yardımı ile hesaplanan en düşük potansiyel değişim olarak tanımlanabilir. Duyarlılığı temel olarak potansiyel gradyan değerine (K) bağlıdır. Potansiyel gradyan değeri düşük olduğunda, bir potansiyometrenin hesaplayabileceği potansiyel fark daha küçüktür ve bu durumda potansiyometre hassasiyeti daha fazladır.

Dolayısıyla, belirli bir potansiyel farklılık için, potansiyometre hassasiyeti, potansiyometrenin uzunluğundaki artışla artabilir. Potansiyometre hassasiyeti aşağıdaki nedenlerle de artırılabilir.

  • Potansiyometre uzunluğunu artırarak
  • Bir reostat aracılığıyla devre içindeki akım akışını azaltarak
  • Her iki teknik de potansiyel gradyanın değerini azaltmaya ve direnci artırmaya yardımcı olacaktır.

Potansiyometre ve Voltmetre Arasındaki Fark

Potansiyometre ve voltmetre arasındaki temel farklar karşılaştırma tablosunda tartışılmıştır.

Potansiyometre

Voltmetre

Potansiyometrenin direnci yüksek ve sonsuzdurVoltmetrenin direnci yüksek ve sınırlıdır
Potansiyometre, akımı emf kaynağından çekmiyorVoltmetre, emf kaynağından biraz akım çeker
Potansiyel eşitsizlik, belirli potansiyel farka eşdeğer olduğunda hesaplanabilirPotansiyel fark, kesin potansiyel farkından daha az olduğunda ölçülebilir
Hassasiyeti yüksekHassasiyeti düşük
Basitçe emf'yi, aksi takdirde potansiyel farkı ölçerEsnek bir cihazdır
Sıfır sapma tekniğine bağlıdırSaptırma tekniğine bağlıdır
Emf'yi ölçmek için kullanılırDevrenin terminal voltajını ölçmek için kullanılır

Reostat ve Potansiyometre

Reostat ve potansiyometre arasındaki temel farklar karşılaştırma tablosunda tartışılmıştır.

Reosta Potansiyometre
İki terminali vardırÜç terminali vardır
Sadece tek bir dönüşü varTek ve çok dönüşlüdür
Yük ile seri bağlanırYük ile paralel bağlanır
Akımı kontrol ederVoltajı kontrol eder
DoğrusaldırDoğrusal ve logaritmiktir
Reostatı yapmak için kullanılan malzemeler karbon disk ve metal şerittirPotansiyometre yapmak için kullanılan malzemeler grafittir
Yüksek güç uygulamaları için kullanılırDüşük güç uygulamaları için kullanılır

Potansiyometre ile Gerilim Ölçümü

Bir devrede potansiyometre kullanılarak voltaj ölçümü yapılabilir çok basit bir kavramdır. Devrede, reostat ayarlanmalıdır ve dirençten geçen akım akışı, direncin her birim uzunluğu için kesin bir voltaj düşürülecek şekilde ayarlanabilir.

Şimdi, dalın bir ucunu direncin başlangıcına sabitlemeliyiz, diğer ucu ise bir galvanometre kullanılarak direncin kayan kontağına doğru bağlanabilir. Öyleyse, galvanometre sıfır sapma gösterene kadar kayan kontağı direnç üzerinde hareket ettirmeliyiz. Galvanometre sıfır durumuna ulaştığında, direnç ölçeğindeki konum okumasını not etmeliyiz ve devredeki voltajı keşfedebileceğimize dayanarak. Daha iyi anlamak için, direncin her birim uzunluğu için voltajı ayarlayabiliriz.

Avantajları

potansiyometrenin avantajları aşağıdakileri dahil edin.

  • Sıfır yansıtma yöntemini kullandığı için hata alma şansı yoktur.
  • Standartlaştırma, doğrudan normal bir hücre kullanılarak yapılabilir.
  • Son derece hassas olması nedeniyle küçük emf'leri ölçmek için kullanılır.
  • İhtiyaca bağlı olarak, doğruluk elde etmek için potansiyometre uzunluğu artırılabilir.
  • Potansiyometre ölçüm için devrede kullanıldığında herhangi bir akım çekmez.
  • Bir hücrenin iç direncini ölçmek ve emf'yi karşılaştırmak için kullanılır. iki hücreli ancak bir voltmetre kullanarak bu mümkün değildir.

Dezavantajları

potansiyometrenin dezavantajları aşağıdakileri dahil edin.

  • Potansiyometre kullanımı uygun değil
  • Potansiyometre telinin kesit alanı, pratik olarak mümkün olmayacak şekilde tutarlı olmalıdır.
  • Deney yaparken tel sıcaklığı sabit olmalıdır ancak akım akışı nedeniyle bu zordur.
  • Bunun ana dezavantajı, sileceklerini veya sürgülü kontaklarını hareket ettirmek için büyük bir güce ihtiyaç duymasıdır. Sileceğin hareketinden dolayı erozyon var. Böylece dönüştürücünün ömrünü kısaltır
  • Bant genişliği sınırlıdır.

Potansiyometre Sürücü Hücresi

Potansiyometre, voltaj ile potansiyometrenin direnci boyunca ölçüm voltajını değerlendirerek voltajı ölçmek için kullanılır. Bu nedenle, potansiyometre çalışması için, bir potansiyometrenin devresi boyunca bağlı olan bir voltaj kaynağı olmalıdır. Bir potansiyometre, sürücü hücresi olarak bilinen hücre tarafından sağlanan voltaj kaynağı tarafından çalıştırılabilir.

Bu hücre, potansiyometrenin direnci boyunca akımı iletmek için kullanılır. Potansiyometrenin direnci ve mevcut ürünü, cihazın tam bir voltajını sağlayacaktır. Dolayısıyla, bu voltaj potansiyometrenin hassasiyetini değiştirmek için ayarlanabilir. Genellikle bu, direnç boyunca akımı düzenleyerek yapılabilir. Sürücü hücresine seri olarak bir reostat bağlanır.

Direnç boyunca akım akışı, sürücü hücresine seri olarak bağlanan bir reostat kullanılarak kontrol edilebilir. Bu nedenle, sürücü hücre voltajı, ölçülen voltajla karşılaştırıldığında daha iyi olmalıdır.

Potansiyometrelerin Uygulamaları

Potansiyometre uygulamaları aşağıdakileri içerir.

Gerilim Bölücü Olarak Potansiyometre

Potansiyometre şu şekilde kullanılabilir: bir voltaj bölücü potansiyometrenin iki ucuna uygulanan sabit bir giriş voltajından kaydırıcıda manuel olarak ayarlanabilen bir çıkış voltajı elde etmek için. Artık RL boyunca yük voltajı şu şekilde ölçülebilir:

Gerilim Bölücü Devresi

Gerilim Bölücü Devresi

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

Ses Kontrolü

Modern düşük güç potansiyometrelerinin en yaygın kullanımlarından biri olan kayan potansiyometreler, ses kontrol cihazlarıdır. Hem kayan kaplar (fader'lar) hem de döner potansiyometreler (düğmeler), frekans zayıflatma, ses yüksekliği ayarlama ve ses sinyallerinin farklı özellikleri için düzenli olarak kullanılır.

Televizyon

Resmin parlaklığını, kontrastını ve renk tepkisini kontrol etmek için potansiyometreler kullanıldı. Alınan resim sinyali ile alıcının dahili tarama devresi arasındaki senkronizasyonu etkileyen 'dikey tutmayı' ayarlamak için genellikle bir potansiyometre kullanıldı ( çoklu vibratör ).

Transdüserler

En yaygın uygulamalardan biri yer değiştirmenin ölçülmesidir. Hareket edebilen gövdenin yer değiştirmesini ölçmek için potansiyometre üzerinde bulunan kayar elemana bağlanır. Gövde hareket ettikçe, sürgünün konumu da buna göre değişir, böylece sabit nokta ile sürgü arasındaki direnç değişir. Bundan dolayı, bu noktalardaki voltaj da değişir.

Direnç veya voltajdaki değişiklik, vücudun yer değiştirmesindeki değişiklik ile orantılıdır. Bu nedenle voltaj değişimi, vücudun yer değiştirmesini gösterir. Bu, öteleme ve dönme yer değiştirmenin ölçülmesi için kullanılabilir. Bu potansiyometreler direnç prensibine göre çalıştıkları için dirençli potansiyometreler olarak da adlandırılırlar. Örneğin, şaft dönüşü bir açıyı temsil edebilir ve voltaj bölme oranı, açının kosinüsü ile orantılı yapılabilir.

Böylece, bu tamamen Potansiyometre nedir? , pinout, yapısı, farklı türleri, nasıl seçileceği, özellikleri, farklılıkları, avantajları, dezavantajları ve uygulamaları. Bu bilgileri daha iyi anladığınızı umuyoruz. Ayrıca, bu konseptle ilgili herhangi bir sorunuz veya elektrik ve elektronik projeleri , lütfen aşağıdaki yorum bölümünde yorum yaparak değerli önerilerinizi iletin. İşte size bir soru: Döner potansiyometrenin işlevi nedir?