ポテンショメータ回路の理解：機能、用途、重要な洞察

ポテンショメータは電子部品です。この記事ではこの抵抗器について詳しく説明します。続けて読んで詳細を学んでください。

1. ポテンショメータ（POT）の簡単な紹介

ポテンショメータ（ポットまたはポットメータとも呼ばれる）は、電流の流れを制御するために抵抗が手動で可変される3端子可変抵抗器で構成されています。電圧分割器によって調整可能な出力電圧を達成します。

通常、一般的なポテンショメータには抵抗器、ワイパー、シャフトの3つの端子が含まれます。抵抗性材料でポテンショメータが作られ、セラミックと金属粒子（カーボンコンポジションなど）をセメントで固めて結合し、サーメットを作成します。

さらに、ポテンショメータはスライド部分と非スライド部分の2つの部分で構成されます。次に、ワイパーはワイヤとともに動くポテンショメータのスライド接点を指します。ワイパーは回転運動、並進運動、またはその両方で動くことができます。

抵抗素子であるトラックには2つの端子が接続され、第3端子はスライド接点に関連します。この端子が可変抵抗器を制御します。角度型と平面型の両方の抵抗器が適しています。角度設計を使用する場合、ワイパーはリニアですが、平面設計を使用する場合はロータリーになります。

電気デバイス上の抵抗ストリップ上で接点をスライドさせることで、抵抗をゼロから定義された上限まで変更できます。オームの法則によれば、抵抗が変化すると回路を流れる電流が変化します。このプロセスは、抵抗性材料全体の電圧を変化させます。

2. ポテンショメータの種類

抵抗ストリップの幾何学に基づいて、ポテンショメータには2つのタイプがあります：

• ロータリーポテンショメータ
• リニアポテンショメータ

一方は円弧状の抵抗ストリップを持ち、もう一方はそのストリップ上をワイパーが直線的にスライドします。

ロータリーポテンショメータ

主に回転ポテンショメータを使用して、電子回路の特定の部分への供給電圧を調整します。ラジオトランジスタのボリュームコントローラーは、回転ノブを使用してオーディオ機器のアンプへの電源供給を調整するロータリーポテンショメータの一例です。

ポテンショメータの2つの端子接点の間に半円形の半抵抗性抵抗を配置します。次に、回転ノブとともにスライド接点がデバイスのセンターピンを抵抗に接続します。ノブを回すと、半円形抵抗上でスライド接点が移動します。その後、スライド接点と抵抗の端接点の間で外部電圧を取得します。変電所のバッテリー充電器は、ポットを使用して電力アプリケーションの充電電圧を調整します。

一般的に、ロータリータイプのポテンショメータは電圧をスムーズに制御するのに役立ちますが、他にも多くの用途があります。

リニアポテンショメータ

リニアポテンショメータはロータリーポテンショメータと同一ですが、スライド接点が回転ではなく直線的に動きます。これらはオーディオテーパーとしても知られています。直線抵抗器が電圧源の両端に接続されます。そして、抵抗器に取り付けられたトラックを通じてスライド接点が抵抗器に接続されます。スライド接点の1つの端子が入力回路に接続され、抵抗器のもう一方の端子が出力回路に接続されます。

日常生活では、このタイプのポテンショメータを使用して、回路の分枝の電圧を測定し、電池セルの内部抵抗を測定し、電池セルを標準セルと比較し、最終的に音楽とサウンドミキシングシステムのバランスを提供します。

3. ポテンショメータ回路の動作原理

3つの端子を電気回路に接続することで、ポテンショメータは出力を制御します。端子の1つがワイパーに接続され、2つの固定端子がスライド接点が移動するときに一貫した抵抗を形成する両端の抵抗素子に接続されます。ポテンショメータは抵抗器の抵抗に電圧を印加します。したがって、スライド接点と固定接点の間の電圧降下を見ることで出力電圧を計算できます。

また、ポテンショメータを電圧分割器として使用することも可能です。通常、すべての3ピンがポテンショメータに接続されて電圧分割器として機能します。したがって、ポテンショメータを電圧分割器として使用する場合、ワイパーの位置が出力電圧を決定します。

4. ポテンショメータの特性

ポテンショメータの主な特性は以下の通りです：

テーパー

ポテンショメータテーパーは、スライド接点の位置とその抵抗の関係です。さらに、相対位置と抵抗比の関係は、大半の可変抵抗器で通常リニアです。例えば、スライド接点が中央位置にあるとき、可変抵抗はフルスケール値の半分になります。非リニア対数テーパーの使用は、オーディオボリュームコントロールを含む日常的な特定のアクティブデバイスで一般的です。

マーキングコード

ポテンショメータを選択する際は最大抵抗を考慮する必要があります。メーカーは最大抵抗をオーム抵抗器で示すのに役立つマーキングコードを使用します。例えば、100Kとマークされたポットは最大限界が100オームであることを意味します。

分解能

抵抗を変化させるとき、ポットの抵抗を一定程度しか変更できません。ポットの分解能は抵抗を変更する能力です。したがって、ポット抵抗が20kオームで分解能が0.5と言うとき、抵抗の最小変化は0.5Ωであり、最小変化で得られる値は0.5、1.5、2オームになります。

ホップオンホップオフ抵抗

すでに知っているように、ポットには3つの端子があります。そして、各端子には低抵抗の金属があります。その結果、ワイパーがこの領域に出入りするたびに、抵抗に突然の変化が生じます。これがホップオンホップオフ抵抗です。

5. ポテンショメータの用途

ポテンショメータは本質的に調整可能な電圧分割器として機能します。しかし、多くの産業と用途でも使用されます。このリストでは、ポテンショメータの用途のいくつかを分類します：

1. コントローラーとしてのポテンショメータ：

• まず、手動入力電圧変動の要件がある用途では、ポテンショメータはユーザー制御入力デバイスとして機能します。例えば、スロットルペダルはシステムの冗長性を高めるためにデュアルギャングポットであるのが一般的です。ジョイスティックも機械でのユーザー制御入力として使用します。
• オーディオシステムでは、聴覚の音圧に対する対数応答のため、対数テーパーを持つポテンショメータをボリュームコントロールデバイスで使用するのが一般的です。これは対数テーパーポテンショメータです。大きな音から小さな音への移行（およびその逆）が対数テーパーポテンショメータでよりスムーズになります。対数テーパーを持つモータライズドポットが主にこの用途を処理します。

2. 測定デバイスとしてのポテンショメータ：

• ポテンショメータは電圧を測定する標準的な器具であり、本来の目的は電源電圧の測定と制御でした。
• また、ワイパーの位置を電気出力に変換するため、距離と角度の測定におけるトランスデューサとして使用できます。

3. チューナーとキャリブレーターとしてのポテンショメータ：

• 最後に、望ましい出力を得るために回路でポテンショメータを使用できます。デバイスを校正する際、プリセットポットを回路基板に実装するのが一般的です。これらの多くは回路基板に永久的に残ります。

まとめ

結論として、ポテンショメータは日常的に使用するいくつかの異なるアクティブデバイスで特徴付けられます。ポテンショメータにはさまざまなタイプがあり、通常、抵抗器、ワイパー、シャフトを含む3つの端子を持っています。

ポテンショメータやこの主題に関連するその他のことについてご質問があれば、お気軽にお問い合わせください。私たちのチームはあなたのご質問にお答えする準備ができています。