Einige Grundlagen eines Potentiometers?

1) Der Strom durch den Widerstand wird niemals auf Null gehen, solange eine Spannung darüber anliegt, wobei dieser Strom durch das Ohmsche Gesetz definiert ist als:

$$I =\frac{E}{R}\text { ,}$$

wobei I der Strom in Ampere, E die Spannung in Volt und R der Widerstand in Ohm ist.

2) Ein Spannungsteiler ist in seiner einfachsten Form zwei Widerstände in Reihe, wie unten gezeigt, wobei die Spannung an ihrer Verbindungsstelle beschrieben wird durch:

$$E2 = \frac{(E1-E3)\times R2}{R1 + R2} +E3 \text { volts}$$

Grundsätzlich gibt es zwei Arten von variablen Widerständen, Rheostate und Potentiometer, wobei der Unterschied zwischen ihnen darin besteht, dass ein Rheostat als Gerät mit zwei Anschlüssen und ein Potentiometer als Gerät mit drei Anschlüssen verwendet wird.

Variable Widerstände sind so hergestellt, dass ihre Widerstandselemente von einem Ende zum anderen von einem Schleifkontakt durchquert werden können, und die Pfeilspitze auf dem Schieber (oder "gemeinsamen" Anschluss) bedeutet, dass der Schieber das Widerstandselement an beliebigen Stellen kontaktieren kann entlang seiner Widerstandsbahn.

Im folgenden Beispiel wird ein Vergleich zwischen einem Festwiderstand und einem gleichwertigen Regelwiderstand durchgeführt.

Beachten Sie, dass der Festwiderstand zwischen seinen Anschlüssen einen Widerstand von 10 kOhm hat und dass keine Vorkehrungen getroffen wurden, um diesen Widerstand zu ändern.

Ein Rheostat mit dem gleichen Gesamtwiderstand hat jedoch einen leitfähigen Schieber, der das Widerstandselement kontaktiert und seine Länge durchquert, und der bewirkt, dass der Widerstand zwischen den Klemmen 1 und 2 des Rheostaten von nahe null Ohm bis nahe an das Maximum des Elements variiert Widerstand. Wenn der Schieber in der Zeichnung vollständig vom oberen Ende des Elements entfernt ist, wird er direkt mit Klemme 1 verbunden, was dazu führt, dass der Widerstand von Klemme 1 zu Klemme 2 sehr gering ist.

Wenn der Schieber dann zum Mittelpunkt des Elements bewegt wird, beträgt der Widerstand zwischen den Anschlüssen 1 und 2 die Hälfte des Gesamtwiderstands des 10.000-Ohm-Elements, also 5.000 Ohm.

Wenn schließlich ein Ende des Elements mit Pin 1 verbunden ist und das andere Ende vom Schieber berührt wird, beträgt der Widerstand zwischen Klemme 1 und Klemme 2 10 000 Ohm.

Rheostate sind Geräte mit zwei Anschlüssen, aber sie sind normalerweise mit drei Anschlüssen ausgestattet, damit ihr Widerstand ansteigen/abnehmen kann, wenn die Welle im Uhrzeigersinn oder gegen den Uhrzeigersinn gedreht wird.

Wenn beispielsweise die Klemmen 1 und 2 des oben gezeigten Rheostats als Verbindungen zu externen Schaltkreisen verwendet werden, nimmt der Widerstand zwischen ihnen ab, wenn die Welle im Uhrzeigersinn gedreht wird, wenn man sie vom Knopfende der Welle aus betrachtet.

Wenn die Klemmen 2 und 3 verwendet werden, erhöht sich der Widerstand, wenn die Welle im Uhrzeigersinn gedreht wird.

Schematisch sieht die Symbologie so aus:

Ein Potentiometer kann auch als Rheostat verwendet werden, aber wenn es als Potentiometer verwendet wird, wird eine Spannung zwischen den Klemmen 1 und 3 eingeprägt und eine Spannung von Klemme 2 abgenommen, die je nach Position des Schleifers variiert.

Unten ist ein Potentiometer mit 10 Volt an Klemme 1, Masse (0 Volt) an Klemme 3 und der am Schleifer an Klemme 2 entwickelten Spannung, bezogen auf Masse, dargestellt.

Die Instanz ganz links zeigt den Wischer zu 100 % im Uhrzeigersinn, die mittlere Instanz mit dem Wischer am Mittelpunkt des Elements und die Instanz ganz rechts mit dem Wischer zu 100 % gegen den Uhrzeigersinn.

Beachten Sie, dass der Schieber ganz links und ganz rechts im Wesentlichen zuerst mit der 10-Volt-Versorgung und dann mit Masse verbunden ist, wodurch Klemme 2 auf 10 Volt bzw. null Volt gezwungen wird.

Wenn sich der Wischer jedoch in der Mitte des Elements befindet, befinden sich 5000 Ohm über dem Wischer und 5000 Ohm unter dem Wischer und bilden einen Spannungsteiler:

Wenn wir E1, E3, R1 und R2 kennen, können wir, wie zuvor gezeigt, wie folgt nach E2 auflösen:

$$V2 = \frac{(V1-V3)\times R2}{R1 + R2} +V3 \text { volts} = \frac{(10V-0V)\times 5000 \Omega}{5000 \Omega + 5000 \Omega} +0V = 5 \text {volts}$$

Da an einem Ende des Schleifers null Volt, am anderen 10 Volt und 5 Volt anliegen, wenn sich der Schleifer in der Mitte zwischen den Enden des Elements befindet, muss entlang des Elements von einem Ende zum anderen ein Spannungsgradient vorhanden sein.

Da der Schieber durch Drehen der Welle beliebig entlang des Elements positioniert werden kann, kann daher jede Spannung zwischen 0 Volt und 10 Volt (in diesem Fall) von Klemme 2 abgenommen werden.

Ein Potentiometer hat 3 Anschlüsse. Nennen wir sie A, B und Wiper. Sie sind so aufgebaut .

Es gibt zwei interessante Widerstandswerte: Ra ist der Widerstand zwischen Klemme A und dem Schleifer. Rb ist der Widerstand zwischen Klemme B und dem Schleifer. Der Widerstand zwischen A und B ist immer gleich, egal wo der Knopf ist.

Wenn der Knopf ganz nach einer Seite ist, ist Ra Null und Rb ist der volle Widerstand des Potentiometers. Wenn der Knopf ganz auf der anderen Seite ist, ist Rb Null und Ra ist der volle Widerstand des Potentiometers.

Der Grund, warum sie so angeordnet sind, ist, dass Ra und Rb verwendet werden können, um einen Spannungsteiler zu bilden , dessen Verhältnis sich linear mit der Position des Knopfes ändert. "Spannungsteiler" bezieht sich auf die Schaltungsanordnung von zwei Widerständen. "Potentiometer" bezieht sich auf die physikalische Komponente.

Ich empfehle Ihnen, sich ein Potentiometer und ein Ohmmeter zu besorgen und herumzuspielen. Es wird klar werden.