分圧器としてのポテンショメータ

部品と材料

2つの6ボルトバッテリー
メカニカルスタイルの鉛筆のカーボンペンシル「リード」
ポテンショメータ、シングルターン、5kΩから50kΩ、線形テーパー（Radio Shackカタログ番号271-1714から271-1716）
ポテンショメータ、マルチターン、1kΩ〜20kΩ、（Radio Shackカタログ番号271-342、271-343、900-8583、または900-8587から900-8590）

ポテンショメータは、分圧比を設定するためのシャフトまたはスライド制御を備えた可変分圧器です。

これらは、パネルマウントおよびブレッドボード（プリント回路基板）マウントバージョンで製造されています。

この実験には、どのようなスタイルのポテンショメータでも十分です。

古いラジオやその他のオーディオデバイスからポテンショメータを回収すると、オーディオテーパーと呼ばれるものが得られる可能性があります。ポテンショメータ。

これらのポテンショメータは、分割比とシャフト位置の間に対数関係を示します。

対照的に、線形ポテンショメータは、シャフトの位置と分圧比の間に直接的な相関関係を示します。

この実験、および一般的なほとんどの実験には、線形ポテンショメータを強くお勧めします。

相互参照

電気回路の教訓 、第1巻、第6章：「分周器回路とキルヒホッフの法則」

学習目標

電圧計の使用方法を説明するため
抵抗計の使用方法を説明するため
分圧器の設計と機能を示すため
電圧がどのように直列に追加されるかを説明するため

回路図

イラスト

手順

この実験は、鉛筆の「リード」回路から始めます。鉛筆は、鉛（金属）ではなく、グラファイトと粘土の混合物で作られた棒を使用して、紙に黒い印を付けます。

グラファイトは平凡な導電体であり、2本のワニ口クリップジャンパー線によってバッテリーの両端に接続された抵抗器として機能します。

図のように電圧計を接続し、赤いテストプローブをグラファイトロッドに接触させます。赤いプローブをロッドの長さに沿って動かし、電圧計の表示の変化に注意してください。

どのプローブ位置が最大の電圧表示を提供しますか？

基本的に、ロッドはペアとして機能します抵抗器の数、ロッドの長さに沿った赤いテストプローブの位置によって確立された2つの抵抗器の比率：

次に、回路への電圧計の接続を変更して、鉛筆の芯の「上部抵抗」の両端の電圧を次のように測定します。

電圧計の表示に注意しながら、ロッドの長さに沿って黒いテストプローブの位置を移動します。

メーターが測定する最大の電圧降下を与える位置はどれですか？これは以前の取り決めとは異なりますか？なぜですか？

製造されたポテンショメータは、金属またはプラスチックのハウジング内に抵抗膜を囲み、その抵抗膜の長さ全体に「ワイパー」を移動させるための何らかのメカニズムを提供します。

回転式ポテンショメータの構造の図を次に示します。

一部の回転式ポテンショメータには、スパイラル抵抗ストリップと、回転時に軸方向に移動するワイパーがあり、ポテンショメータの範囲の一方の端からもう一方の端までワイパーを駆動するためにシャフトを複数回回転させる必要があります。マルチターンポテンショメータは、正確な設定が重要なアプリケーションで使用されます。

線形ポテンショメータには抵抗膜方式のストリップも含まれていますが、唯一の違いはワイパーの移動方向です。

一部の線形ポテンショメータは、スライドメカニズムを使用してワイパーを移動しますが、他の線形ポテンショメータは、複数回転操作を容易にするためにネジを使用します。