Montagpena.ru

Строительство и Монтаж
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Чем отличается потенциометр от реостата

Чем отличается потенциометр от реостата

ЧАСТЬ I. Регулирование силы тока в цепи.

Цель первой части работы: Научиться регулировать силу тока в цепи.

Оборудование: Источник тока, реостат, лампочка, амперметр, вольтметр, ключ, соединительные провода.

Вводная часть: Как известно силу тока в участке цепи можно подсчитать так: I = U/R. Таким образом, меняя сопротивление цепи R (сопротивление реостата), можно будет регулировать силу тока I (т.е. увеличивать или уменьшать ее). Прибор, сопротивление которого можно менять, называется реостатом. Таким образом, силу тока в цепи регулируют реостатом.
реостатКак устроен реостат? Известно, сопротивление R зависит от длины той части проводника, по которой течет ток: R = ρl /S. На этой зависимости и основано устройство реостата. Возьмите в руки реостат и рассмотрите его устройство. Обратите внимание на проволоку, намотанную на керамический каркас (на рис. слева показана голубым цветом). Она и создает сопротивление реостата. Меняя положение движка (смещая вправо/влево) можно менять длину той части проволоки, по которой проходит электрический ток (меняя длину l, меняем сопротивление R, а значит и силу тока I). Проведите пальчиком по реостату от левого проводка к правому, чтобы показать себе, каким путем ток проходит по реостату, если вы поняли, как это работает. Переместите движок реостата так, чтобы его сопротивление было наименьшим ( l = 0). Переместите движок реостата так, чтобы его сопротивление было наибольшим, проверяя каждый раз движением пальчика по реостату, большая или маленькая часть проволоки реостата будет задействована в цепи.

Ход первой части работы:Схема для л/р
Попробуйте самостоятельно собрать схему (слева) и порегулировать силу тока реостатом, запишите результаты ваших исследований. В крайнем случае, смотри подсказку хода работы.
1. Соберите электрическую цепь по схеме (см. справа).
Ключ перед началом работы должен быть разомкнут, а реостат выведен на максимальное сопротивление.
Обратите внимание, потребитель тока (лампочка) всегда подключается последовательно к регулирующему силу тока элементу (реостату).
2. Включите цепь и снимите показания амперметра и вольтметра.
3. Начинайте передвигать движок реостата в сторону уменьшения сопротивления. Делайте это постепенно, до самого конца. Наблюдайте за показаниями амперметра. Одновременно наблюдайте за накалом лампочки при уменьшении сопротивления реостата. Как при этом меняются показания вольтметра?
4. Теперь начните перемещать движок реостата в обратную сторону. Как при этом меняются сила тока и накал лампочки? Как меняются показания вольтметра?
5. Сделайте вывод о том, как зависит сила тока и накал лампочки от сопротивления реостата. А также меняется ли заметным образом напряжение в цепи при изменении силы тока? Ответьте на контрольные вопросы.

Контрольные вопросы к первой части:
1. Как можно увеличить (уменьшить) силу тока в цепи.
2. Для чего, например, бывает нужно менять силу тока?
3. Как можно уменьшить накал лампочки?
4. В какую сторону надо переместить движок реостата (см. рис. выше слева), чтобы увеличить сопротивление реостата?
5. В какую сторону надо переместить движок реостата (см. рис. выше слева), чтобы увеличить силу тока?
6. В какую сторону надо переместить движок реостата (см. рис. выше слева), чтобы увеличить накал лампы?

Читайте так же:
Травление меди в домашних условиях

ЧАСТЬ II. Регулирование напряжения в цепи.

Цель второй части работы: Научиться регулировать напряжение на участке цепи.

Оборудование: Источник тока, потенциометр, светодиод, амперметр, вольтметр, ключ, соединительные провода.

потенциометрВводная часть: Напряжение на участке цепи регулируют потенциометром. Как известно напряжение на участке цепи можно подсчитать так: U =IR. Таким образом, меняя сопротивление участка цепи R (одной из ветвей потенциометра, например 2-3 в нашей схеме), можно будет менять напряжение U на этом участке цепи (между точками 2-3).
Потенциометр отличается от реостата тремя выводами для подключения в цепь, а не двумя, как у реостата.

Ход второй части работы:Схема для л/р
Попробуйте самостоятельно собрать схему (слева) и порегулировать напряжение потенциометром, запишите результаты ваших исследований. В крайнем случае, смотри подсказку хода работы.
1. Соберите электрическую цепь по схеме (см. справа).
Ключ перед началом работы должен быть разомкнут, а потенциометр выведен на минимальное сопротивление (по схеме вправо).
Обратите внимание, потребитель напряжения (светодиод) подключается всегда параллельно к регулятору напряжения.
2. Включите цепь и снимите показания приборов: амперметра и вольтметра.
3. Начните перемещать движок потенциометра по схеме влево. Следите за показаниями амперметра и вольтметра. Как они меняются? При каком напряжении загорелся светодиод? Запишите это значение в лист отчета.
4. Теперь начните перемещать движок потенциометра по схеме вправо. Следите за показаниями амперметра и вольтметра. Как они меняются? При каком напряжении погас светодиод? Запишите это значение в лист отчета.
5. Сделайте вывод о том, как зависит напряжение от сопротивления правой части потенциометра (участок 2-3). А также меняется ли заметным образом сила тока в цепи при изменении напряжения? Ответьте на контрольные вопросы.

Контрольные вопросы ко второй части:
1. Как можно увеличить (уменьшить) напряжение на участке цепи.
2. Для чего, например, бывает нужно менять напряжение?
3. Какими способами можно погасить светодиод?
4. В какую сторону надо переместить движок реостата (см. схему выше справа), чтобы увеличить напряжение?
5. В какую сторону надо переместить движок реостата (см. схему выше справа), чтобы зажечь светодиод?
6. В чем разница в подключении потребителей при регулировании силы тока и регулировании напряжения?

В чем разница между потенциометром и реостатом?

Отличие реостата от потенциометра

Это удивительно, но не раз встречал, что люди путают реостат и потенциометр. И отличаются они вроде бы несущественно: у реостата 2 вывода, а у потенциометра аж целых 3. Казалось бы разница с горошину.

Изобретён реостат был Иоганном Христианом Поггендорфом. Был такой физик, родился он, судя по Википедии, в «Священной Римской империи». А жил то в Германской! Это как родитьсяв Российской империи, жить в СССР, а умереть в Российской Федерации.

Читайте так же:
Станок для реставрации шаровых опор

По существу и реостат, и потенциометр являются резисторами, сопротивление которых можно менять. Но, как я заметил выше, у реостата 2 вывода, а у потенциметра три. Реостаты используются для регулирования силы тока и напряжения в цепи, в которую они включены. А включаются они как обычные резисторы. Мощные реостаты используются там, где может протекать значительный ток. На схемах реостат обозначается так, как показано на картинке ниже.

Обозначение реостата на принципиальной схеме

Реостаты бывают ламповые, жидкостные, проволочные, ползунковые. Первые два ты наверно никогда в своей радилюбительской практике и не встретишь. Но жить без этого можно.

Потенциометр же представляет собой резистор с переменным сопротивлением и тремя выводами. Основная задача потенциометров — регулирвоание напряжения. Сам по себе он представляет делитель напряжения, который выполнен в удобной для использования форме. Благодаря этому ты можешь с его помощью менять коэффициент деления и тем самым регулировать напряжение на выходе потенциометра. Зачем это нужно?Можно, например, поставить его на входе усилителя мощности и регулировать уровень напряжения входного сигнала, изменяя громкость звучания звука. Видов потенциометров — множество, но чаще всего они выглядятвот так:

Потенциометры

Но условно все виды потенциометров можно разделить на два: линейные и функциональные. У линейных потенциометров сопротивление при перемещении регулятора изменяется линейно, т.е. если повернуть движок на 20% от начального положения, то и сопротивление изменится на 20%. А у функциональных оно может меняться по-разному. Например по логарифмическому закону.

Вообще, потенциометры делят на группы А (B), Б (C), В (A). В скобочках указаны буржуйские обозначения.

  • группа А — линейные потенциометры
  • группа Б — потенциометры с обратно-логарифмической характеристикой
  • группа В — ;логарифмическая характеристика.

Характеристики потенциометровХарактеристики потенциометров

На графиках выше можно как раз посмотреть как изменяется сопротивление потенциометров разных типов в зависимости от положения его движка.

Думаю, что теперь ты легко отличаешь не только реостат от потенциометра, но разбираешься в их видах. Более глубокую информацию ты всегда сможешь почерпнуть в специальных справочниках. Кстати, если замкнуть два вывода потенциометра, то получим реостат.

Потенциометр

Переменные непроволочные резисторы.

Включение реостата со скользящим контактом для регулирования подводимого напряжения (схема потенциометра). Из рисунка видно, что, в сущности, потенциометр является делителем напряжения, у которого соотношение сопротивлений между выводами 1-2 и 2-3 может изменяться плавно. В результате вращением оси можно плавно изменять выходное напряжение от ноля до Uбат.

Виды потенциометров: различаются линейные и логарифмические потенциометры.

Виды потенциометров: различаются линейные и логарифмические потенциометры

В линейных потенциометрах сопротивление различных участков графитного слоя одно и то же, а в логарифмических — различное.

Триммеры (подстроечные сопротивления) и их обозначение.

Триммеры (подстроечные сопротивления) и их обозначение

Для использования реостата в целях регулирования подводимого к цепи напряжения применяется другая схема его включения (второй сверху рисунок). Здесь зажимы 1 и 3 соединяются с полюсами батареи, а концы цепи подключаются один к зажиму 2, а другой — к зажиму 1 или 3. При таком включении для питания цепи снимается напряжение, равное падению напряжения между точкой 1 (3) и ползунком реостата.

Читайте так же:
Почему глохнет бензопила когда даешь газу

Таким образом, передвигая ползунок реостата, можно плавно изменять напряжение, подводимое к цепи.

Из этого же рисунка видно, что наибольшее напряжение, подводимое к цепи, будет в левом крайнем положении ползунка (оно будет равно напряжению на зажимах батареи). При передвижении ползунка вправо напряжение, подводимое к цепи, будет постепенно уменьшаться до нуля (правое крайнее положение ползунка).

Реостат со скользящим контактом, применяемый для регулирования напряжения по указанной на втором сверху рисунке схеме, носит название потенциометра.

Широкое применение в приёмно-усилительной радиоаппаратуре в качестве регуляторов громкости и регуляторов тембра получили переменные непроволочные резисторы (потенциометры). Роль сопротивления в них выполняет пластинка с нанесённым на ней тонким токопроводящим слоем. При вращении оси скользящий контакт движется по изоляционной шайбе, покрытой слоем графита. Подобную конструкцию имеют и проволочные потенциометры, только в них на изоляционную шайбу намотана проволока с большим сопротивлением.

При помощи ползунка, скользящего по пластинке, сопротивление резистора может плавно изменяться в широких пределах — от десятков Ом до 5 Мом. Внешний вид переменных непроволочных резисторов различных типов показан на первой фотографии. Графитные потенциометры рассчитаны на малые токи, а вот проволочные, в принципе, предназначены для больших токов, и их значения редко превышают 50 кОм.

В радиоэлектронике находят применение и так называемые триммерпотенциометры (подстроечные резисторы). Они предназначены для подстройки различных электрических цепей. Их сопротивление изменяется с помощью отвёртки, и это делается только при производстве и ремонте аппаратуры.

Основные параметры любого потенциометра — максимальное сопротивление Rмакс и максимальная мощность рассеивания Pмакс. Обычно максимальные значения потенциометров стандартизированы.

В заключение можно сказать, что любой потенциометр можно использовать и в качестве реостата.

Сопротивление в движении: что нужно знать о переменных резисторах

Регулировка громкости звуковой системы, фиксация положения пальца на сенсорном экране и определение появления в автомобиле человека – вот всего лишь несколько примеров использования переменных резисторов в повседневной жизни. Возможность изменять сопротивление – это возможность взаимодействовать, поэтому переменные резисторы можно найти во множестве вещей. (Всё, что необходимо знать о постоянных резисторах, описано в предыдущей статье).

Принципы одинаковы, но способов разделения напряжения существует довольно много. Рассмотрим, что лежит в основе верньеров, реостатов, мембранных потенциометров, резистивных сенсорных экранов, а также датчиков изгиба и растяжения.

Потенциометр

Потенциометры, по сути – это делители напряжения. Это метод разделения заданного напряжения на меньшие значения. Согласно схеме, у потенциометра (серый) есть три точки соединения. Средняя – переменная (обозначена стрелкой), и она контактирует с материалом резистора внутри где-то в одной из точек протяжённого резистора.

Напряжение между регулируемой точкой и одной из оставшихся (концов резистора) определяется сопротивлением между ними. Если соединены только две точки, тогда у нас получится переменный резистор, или реостат.

Читайте так же:
Схема беспроводного дверного звонка на батарейках

На фото – потенциометр с цилиндрической поворотной ручкой. Круглая пластиковая ручка громкости на вашей звуковой системе прячет один из таких потенциометров. Обратите внимание на три контакта, из которых средний соединён с переменной точкой. На фото изображён новый потенциометр. А вот статья о том, как я использовал такое устройство на усилителе, сделанном из банки из-под арахисового масла.

Как меняется сопротивление потенциометра

У потенциометров может быть линейный или логарифмический диапазон сопротивления. Линейный означает, что при повороте ручки сопротивление меняется линейно. Если повернуть её на четверть, сопротивление изменится на четверть.

Но если так будет с ручкой громкости, нашим ушам покажется, что громкость растёт слишком быстро; так происходит из-за особенностей восприятия звуков мозгом. Поэтому для ручки громкости лучше использовать потенциометр, чьё сопротивление меняется логарифмически. На графике показано, как меняется громкость при повороте ручки, как для линейного, так и для логарифмического потенциометра. Некоторые потенциометры обеспечивают лишь псевдо-логарифмический рост, и они дешевле тех, что дают настоящий логарифм. Они состоят из двух линейных частей, встречающихся на 50% поворота. Их работа также отражена на графике.

Логарифмическое поведение достигается изменением формы резистивного элемента – его ширина меняется по всей длине. Поэтому потенциометры часто делят на линейно сужающиеся и логарифмически сужающиеся.

Ещё одна разновидность потенциометра – подстроечное сопротивление, или триммер. Они меньше размером, и используются на электронных платах. Подстраиваются одни обычно один раз, или очень редко – только для калибровки схемы.


Триммеры


Эквалайзер

Не все потенциометры работают с вращением. Они могут быть сделаны и в форме ползунов, как на фото с эквалайзером. Такие ползуны подвержены попаданию грязи, нарушающей их работу – именно такая проблема появилась у клавиатуры на фото (это моя клавиатура, и её ползуны действительно трудно передвигать).

Реостат

Как я уже упомянул, при подсоединении только двух контактов потенциометр часто называют реостатом. Реостаты обычно используются для больших токов, и, конечно же, не только для регулировки громкости.

Чтобы работать с большими токами, они обычно делаются при помощи провода, намотанного на изолированный сердечник, по которому ходит скользящий контакт. Вспомним символ потенциометра, у которого использовано три контакта. Поскольку здесь мы подключаем два контакта, мы используем другой символ; сопротивление со стрелочкой (не подсоединённой) поперёк. На изображении ниже вы можете видеть два варианта этого символа – по стандартам IEEE и IEC.

Мембранный потенциометр

Мембранный потенциометр состоит из гибкой диэлектрической, часто прозрачной мембраны с присоединённой снизу полоской сопротивления.

Ниже её находится основание, на поверхности которого нанесена токопроводящая дорожка. Когда палец, или другой объект прикасается к мембране, полоска устанавливает контакт с дорожкой. В результате на контактах полоски появляется напряжение. Оно зависит от того, в каком месте полоска соприкоснулась с дорожкой. Схема тут та же, что и самая первая схема на странице для потенциометра.

Читайте так же:
Установка аккумулятора на зарядку

Сопротивление мембранного потенциометра SoftPot с сайта Sparkfun меняется линейно от 100 Ом до 10 кОм с номинальной мощностью в 1 Вт.

В случае, когда контакт не постоянен (например, он возникает только при нажатии пальцем), в схеме необходим подтягивающий резистор (к примеру, 100 кОм). Но у некоторых мембранных потенциометров есть магнит или скользящий контакт, всегда давящий на мембрану и поддерживающий постоянный контакт.

Резистивный сенсорный экран

Резистивный сенсорный экран похож на мембранный потенциометр, только резистивный материал есть на обоих его слоях, причём материал прозрачный. Передняя мембрана гибкая и также прозрачная, так что палец или стилус может надавить на неё и создать контакт. Технология использовалась в некоторых дешёвых карманных компьютерах или детских игрушках. Она всё ещё применяется, но революция смартфонов произошла благодаря ёмкостным экранам, не требующим гибкой мембраны.

Для 4-проводного резистивного сенсорного экрана напряжение подаётся на верхний слой, а результат считывается с нижнего, и таким образом считывается координата X. Затем всё происходит наоборот и получается координата Y. Всё это происходит за миллисекунды, и опрос экрана проводится непрерывно.

Все подсчёты ведутся вспомогательным контроллером. Резистивные экраны не такие отзывчивые, как ёмкостные, и для высокой точности обычно требуется стилус. Используются в очень дешёвых смартфонах.

Датчик давления

Датчики давления состоят из токопроводящего полимера, в котором есть проводящие и непроводящие частицы. Он расположен между двумя проводниками, переплетёнными, но не соединёнными. Прижимание полимера к проводникам создаёт контакт. Увеличение силы или площади нажатия увеличивает проводимость и уменьшает сопротивление. Без нажатия сопротивление конструкции может быть более 1 МОм, а точность обычно составляет около 10%. Этого достаточно для использования в музыкальных инструментах, протезах, датчиках наличия человека в машине и портативной электроники.

Гибкие и растяжимые датчики

Гибкий датчик – это резистивный материал, например, углерод, нанесённый на гибкую мембрану. При изгибании датчика материал растягивается и сопротивление увеличивается пропорционально радиусу изгиба. Судя по одной из спецификаций, сопротивление плоского датчика в 10 кОм может удваиваться при сгибании его на 180 градусов, когда оба конца соединяются. Распространённый пример – пальцы в игровых перчатках, такие, как в контроллере Nintendo Power Glove (в одном из проектов его хакнули для управления квадрокоптером). Сгибание пальцев приводит к изменению сопротивления, показывающему степень сгиба.


Датчик растяжения работает по тому же принципу, только его сопротивление увеличивается при растяжении. Резиновый шнур с углеродом выглядит, как шнур для банджи. Судя по одному примеру с Adafruit, 6-дюймовый шнурок сопротивлением 2,1 кОм при растяжении до 10″ меняет сопротивление до 3,5 кОм. Ещё один пример – проводящая нить из стальных волокон, смешанных с полиэстером, а ещё бывают датчики в виде резинок или ремней.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector