Электроника для детей — потенциометры

ПотенциометрыВ предыдущей статье мы рассмотрели, поведение светодиода как небольшого источника света. Мы показали, что для того, чтобы этот компонент функционировал должным образом, и не был разрушен протекающим через него током, ему требуется резистор, подключенный к нему последовательно.

В этой статье мы рассмотрим, как создать свет с переменной интенсивностью, используя один из самых важных регулируемых электронных компонентов — потенциометр.

Что такое потенциометр?

Резистор характеризуется всегда постоянным сопротивлением. При одном и том же приложенном напряжении он всегда будет пропускать один и тот же ток. Потенциометр, наоборот, представляет собой электронный компонент, который позволяет изменять внутреннее сопротивление путем вращения регулировочного ползунка. Получается, что это переменный резистор с тремя выводами, как показано на картинке ниже: точки A и B расположены на двух концах резистора. Над ним находится скользящий контакт, соединенный с точкой C. Регулировка потенциометра:

  • если контакт полностью повернут против часовой стрелки, ток, поступающий из точки А, немедленно выходит из точки С (минимальное сопротивление);
  • если контакт полностью повернут по часовой стрелке, ток, поступающий из точки A, должен пройти все сопротивление, прежде чем покинуть C (максимальное сопротивление);
  • если контакт расположен в промежуточной точке сопротивления, ток, поступающий из точки А, должен пройти часть сопротивления, прежде чем покинуть точку С (среднее сопротивление).

Читать также:  Конденсаторы в цепях

Обратите внимание, что между точкой A и точкой B сопротивление всегда одинаково, т.е. соответствует номинальному значению самого потенциометра. Следовательно, если центральная точка C не используется, компонент можно использовать как обычный резистор с фиксированным значением.

Потенциометр

Потенциометр действует как регулятор напряжения

Схема такого типа называется делителем переменного напряжения и достигается за счет использования всех трех выводов потенциометра. Чтобы получить переменное напряжение от 0 В до напряжения источника питания, оно должно быть приложено к концам компонента, т.е. между клеммами A и B.

Переменное напряжение можно использовать между клеммами C и B как показано на картинке ниже. Таким образом, это решение позволяет осуществлять непрерывную регулировку напряжения и позволяет, как упоминалось ранее, получать напряжения ниже источника или, самое большее, равные ему.

Таким образом, решение не может повысить напряжение батареи, а только понизить его. Кроме того, этот тип решения можно использовать только для управления нагрузками с низким энергопотреблением, так как потенциометр, будучи довольно хрупким, может перегреться, особенно в исходном положении.

Регулировка потенциометра

В этом эксперименте батарея подключается непосредственно к крайним выводам потенциометра, а регулируемое напряжение снимается с центрального вывода. Для этого эксперимента рекомендуется использовать потенциометр с омическим сопротивлением более 470 Ом ; в противном случае компонент может перегреться. На картинке выше показаны четыре различных положения ползунка потенциометра:

  • в минимальном положении, т.е. полностью повернутом влево и против часовой стрелки, на центральный вывод подается напряжение, равное 0 В;
  • в положении, слегка повернутом вправо, на центральный вывод подается напряжение 3,1 В;
  • в положении, повернутом правее, на центральный вывод подается напряжение 6,7 В;
  • в максимальном положении, т.е. полностью повернутом вправо и по часовой стрелке, центральная клемма подает напряжение 9 В, практически такое же напряжение, как и на аккумуляторе.

Читать также:  Тест: «Импеданс»

Поворачивая потенциометр соответствующим образом, можно получить все напряжения от 0 В до 9 В с непрерывностью. Такое поведение называется «аналоговым».

Потенциометр действует как регулятор тока

В следующем нашем эксперименте в качестве регулятора тока используется потенциометр, и его реализация проще, чем в предыдущем. Пример касается амперметра для светодиода, в котором вращение резистивного компонента позволяет дозировать яркость светящегося элемента. Простая схема подключения показана на картинке ниже и содержит следующие элементы:

  • батарея 4,5 В (V1);
  • резистор 68 Ом. Он работает как защитный резистор для светодиода, если потенциометр полностью повернут по часовой стрелке (наихудший случай и максимальный ток);
  • потенциометр на 1 кОм, что эквивалентно 1000 Ом;
  • обычный светодиод.

Собрав схему и подав питание, попробуйте покрутить потенциометр. Следует отметить, что яркость светодиода зависит от поворота ползунка. Таким образом, ток, протекающий через светодиод, можно регулировать от максимума до минимума. Также обратите внимание, что на схеме подключения мы использовали только две клеммы потенциометра (BC или AC).

Потенциометр работает как вариатор

Итог

Потенциометры и резисторы являются двумя наиболее часто используемыми компонентами в любой электрической или электронной схеме, поскольку они позволяют точно контролировать уровни напряжения и тока. Подумайте, например, об управлении громкостью радио или регулировке низких частот в усилителе или даже о регулировке скорости двигателя. Помимо потенциометра, представляющего собой переменное сопротивление с ползунком, есть и другие переменные сопротивления, которые можно регулировать с помощью отвертки. Триммеры — это название, данное этим компонентам.

Читать также:  Активный фильтр высоких частот

С Уважением, МониторБанк

Добавить комментарий