ポテンショメーター回路:仕組みと用途

ポテンショメータは電子部品です。この記事では、この抵抗について詳しく説明します。ですから、読み続けて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

(ポテンショメータの回路記号)

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ます) は、電流の流れを制御するために抵抗を手動で変更する 3 端子の可変抵抗器で構成されます。分圧器は、調整可能な出力電圧を実現します。

通常、通常のポテンショメータには、抵抗器、ワイパー、シャフトの 3 つの端子があります。抵抗材料はポテンショメータを作ります。これらの材料は、セラミックと金属粒子 (炭素組成物など) を接合してから、それらを組み合わせてサーメットを作成することによって作成します。

さらに、各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ています。次に、ワイパーとは、ワイヤと一緒に動くポテンショメータの摺動接点を指します。ワイパーは、回転運動または並進運動、またはその両方で移動できます。

抵抗要素であるトラックには 2 つの端子が接続されており、3 つ目は摺動接点に関連しています。可変抵抗を制御する端子です。角度のある抵抗器と平らな抵抗器の両方が適しています。アングルデザインを使用する場合、ワイパーは線形ですが、フラットデザインを使用する場合は回転します。

抵抗は、電気機器の抵抗ストリップ上で接点をスライドさせることにより、ゼロから定義された上限まで変更できます。オームの法則によると、抵抗が変化すると、回路を流れる電流が変化します。このプロセスにより、抵抗材料の電圧が変化します。

2.さまざまな種類のポテンショメータ

(スライドポテンショメータ)

抵抗ストリップの形状に基づいて、2 種類のポテンショメータがあります:

ロータリーポテンショメータ
リニアポテンショメータ

1 つは弧状の抵抗ストリップを備え、もう 1 つはそのストリップ上を直線的にスライドするワイパーを備えています。

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、ロータリーノブを使用してオーディオ機器のアンプの電源を調整するロータリーポテンショメーターの例です。

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抵抗を配置します。次に、ロータリーノブに取り付けられたスライドコンタクトが、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、半円形抵抗の摺動接点が移動します。その後、摺動接点と抵抗の端接点との間の外部電圧を取得します。変電所用のバッテリ充電器は、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。

通常、回転式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じですが、摺動接点は回転ではなく直線的に動きます。それらはオーディオテーパーとしても知られています。電圧源の両端に直線抵抗が接続されています。そして、抵抗器に取り付けられたトラックを介して、摺動接点が抵抗器に取り付けられます。スライド接点の一方の端子は入力回路に接続し、抵抗器のもう一方の端子は出力回路に接続します。

私たちの日常生活では、このタイプのポテンショメータを使用して、回路の分岐間の電圧を測定し、バッテリーセルの内部抵抗を測定し、バッテリーセルと標準セルを比較し、最後に音楽とサウンドのミキシングのバランスをとります。システム。

3.ポテンショメータ回路の動作原理

(抵抗素子を備えたポテンショメータで、等価の固定抵抗器を示しています。)

3 つの端子を電気回路に接続することにより、ポテンショメータがその出力を制御します。端子の 1 つがワイパーに接続され、次に固定端子の 2 つが抵抗要素の両端に接続され、それらの摺動接点が一貫した抵抗フォームを移動します。ポテンショメータは、抵抗器の抵抗の両端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調べることで、出力電圧を計算できます。

ここでも、ポテンショメータを分圧器として使用できます。通常、3 つのピンはすべてポテンショメータに接続され、分圧器として機能します。したがって、ポテンショメータを分圧器として使用する場合、ワイパーの位置によって出力電圧が決まります。

4.ポテンショメータの特徴

ポテンショメータの主な特徴は次のとおりです。

テーパー

ポテンショメーターのテーパーは、摺動接点の位置とその抵抗との関係です。さらに、相対位置と抵抗比の関係は、ほとんどの可変抵抗器では通常線形です。たとえば、摺動接点が中間位置にある場合、可変抵抗はフルスケール値の半分になります。非線形の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、毎日特定のアクティブな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ときは、ポテンショメータの最大抵抗を考慮する必要があります。メーカーは、オーム抵抗器の最大抵抗を示すのに役立つため、マーキングコードを使用しています。たとえば、抵抗が 100K とマークされているポットは、その上限が 100 オームであることを意味します。

解決策

ポットの抵抗値を変更する場合、ポットの抵抗値をある程度変更することしかできません。ポットの解像度は、抵抗を変更する能力です。したがって、ポットの抵抗が 20k オームで、分解能が 0.5 の場合、抵抗の最小変化は 0.5Ω になり、最小の変化で得られる値は 0.5、1.5、2 オームになります。

乗り降り抵抗

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。また、各端子には低抵抗の金属が使用されています。その結果、ワイパーがこの領域に出入りするたびに、抵抗が急激に変化します。これがホップオンホップオフの抵抗です。

5.ポテンショメータの応用

(ポテンショメータを校正し、未知の電圧を測定。R₁ 抵抗線全体の抵抗です。)

ポテンショメータは、本質的に調整可能な分圧器として機能します。ただし、多くの業界やアプリケーションでも使用されています。このリストでは、ポテンショメータのアプリケーションのいくつかを分類しています:

1.コントローラとしてのポテンショメータ:

まず、入力電圧を手動で変更する必要があるアプリケーションでは、ポテンショメータをユーザー制御の入力デバイスとして機能させることができます。たとえば、システムの冗長性を高めるために、スロットルペダルをデュアルギャングポットにするのが一般的です。また、機械のユーザー制御入力としてジョイスティックも使用しています。
オーディオシステム。また、音圧に対する私たちの聴覚の対数応答のために、ボリュームコントロールデバイスが対数テーパーを備えたポテンショメーターを使用することも一般的です。これは、対数テーパポテンショメータです。大きい音から小さい音への移行 (およびその逆) は、対数テーパーポテンショメータを使用するとよりスムーズになります。対数テーパーを備えた電動ポットは、主にこのアプリケーションを処理します。